理论纵横 概念转变理论研究新进展 及其对科学教学的启示 唐小俊 摘要)在科学教学实践中,人们发现要改变学生的某些前科学概念是非常困难的,这导致了传统 的概念转变学习在理论与实践上的双重困境。基于此,新近的研究者们改变了概念转变理论研究的取 向,从本体论的角度来探讨概念转变的机制,并提出了概念转变的难易与概念的本质(本体属性)相 关的理论,即概念不相容原理。该理论不仅使人们对概念转变的机制有了新的认识,而且为科学教学 冖教育导刊 理论提供了新的视角。 〔关键词〕概念转变前科学概念概念不相容原理 、概念转变理论研究的历史展示 习理论”。该理论首先将科学学习过程看作是学生原有概念 的发展、修正或转变的过程,并试图解决以下两个问题 概念转变理论的思想渊源可追溯至维果茨基在想维①原有的概念及其结构(又称之为概念生态”)的什么特 与语言》中关于儿童日常概念与科学概念的有关论述。此征控制了对新概念的选择?②一个核心概念是在什么样的 前的心理学家们认为儿童的科学概念来自于成人的思维领条件下被另外一种概念所取代?并在此研究基础上提出了 域,因而在他们的内部并不存在一个概念发展的历史过程 概念转变”的四个条件:①学习者必须对现在的概念感到 与这些心理学家不同,维果茨基认为科学概念和日常概念不满意,即人们除非感受到自己的概念不具有功能性,否 都不是一次性获得的,他们的获得在时间上有一个较长的则是不会改变他们所思考的概念的。也就是说,当同化仍 过程。他还指出,学校里教儿童科学概念并不意味着概念然合理时,人们是不会进行调适的。②新的概念必须是可 发展的结束,而是开始。在日常概念和科学概念之间有着以理解的:根据潘斯纳等人的观点,新的概念通常不是反 无数次的反复,直至它们成为一个同一的系统。对于儿童直觉,就是不可理解,所以很难形成概念转变,因此新的 来说,将科学概念应用到真实的生活情境和将真实经验并概念必须是可理解的才可能进行概念转变。③新的概念必 入科学概念框架是同等困难的任务。除非儿童能将学校所须是合理的:假如新的概念与保留在学生记忆中的科学前 学的概念用到他在日常生活就能碰到的现象活情境之中,概念相矛盾,就不可能引起学生强烈的关注。④新的概念 否则这些概念就可能一直停留在语词、陈述意义上而没有必须是有效的(muii:它不仅有可能解决现有的问题 成为真正的概念。West和Pies(1985)曾提出了一个关于而且也可以用来解释和预测各种现象。根据潘斯纳的观点, 日常概念与科学概念在教学中的隐喻,该隐喻包括两根茎:如果满足了上述概念转变的四个条件,学生就会发生概念 由下不断向上长,代表自发概念(日常概念);一根自转变。2 上往下长,代表科学概念。在教学的影响下,两根茎不断 潘斯纳提出了概念转变学习理论”之后,西方科学 接近并合并、整合,最终走向同一,而这正是儿童概念理教学研究者结合建枃主义理论,在科学教学领域提出了概 解、发展的过程 念转变学习观。概念转变学习观认为科学概念的学习就是 在科学教学界,1982年由潘斯纳( Posner)等人通过自学生原有前科学概念通过发展、改变和重建为科学概念的 己的观察、访谈研究,结合皮亚杰的认知建构主义理论以 程,其基本的教学策略就是在了解学生前科学概念的前 及库恩的恺式更替”理论,提出了著名的概念转变学提下,引发学生的认知冲突,改变学生原有的认知结构以 C1994-2009ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp://www.cnki.net
二○○ 八 年 六 月 号 上 半 月 ︻ 教 育 导 刊 ︼ 一、概念转变理论研究的历史展示 概念转变理论的思想渊源可追 溯 至 维 果 茨 基 在 《思 维 与语言》中关于儿童日常概念与 科学概念的有关论 述 。 此 前的心理学家们认为儿童的科学概念来自于成人的 思 维 领 域, 因而在他们的内部并不存在一个概念发展的历史过程。 与这些心理学家不同, 维 果茨基认为科学概念和日 常 概 念 都不是一次性获得的, 他们的获得在时间上有一 个 较 长 的 过程。他还指出, 学校里教儿童科学概念并不意 味 着 概 念 发展的结束, 而是开 始。在日常概念和科学概念之 间 有 着 无数次的反复, 直至它们成为一个同一的系统 。对 于 儿 童 来说, 将科学概念应用到真实的生活情境和将真 实 经 验 并 入科学概念框架 是同等困难的任务。除非儿童能将 学 校 所 学 的 概 念 用 到 他 在 日 常 生 活 就 能 碰 到 的 现 象 活 情 境 之 中, 否则这些概念就可能一直停留在语词、陈述意义 上 而 没 有 成为真正 的概念。West和Pines ( 1985) 曾 提 出 了 一 个 关 于 日常概念与科学概念在教学中的隐喻, 该隐喻包括两根茎: 一根由下不断向上长, 代表自发概念 ( 日常概念) ; 一根自 上往下长, 代表科学概念。在 教学的影响下, 两根 茎 不 断 接近并合并、整合, 最终走向同一, 而这正是儿 童 概 念 理 解、发展的过程。 〔1〕 在科学教学界, 1982年由潘斯纳 ( Posner) 等人通过自 己的观察、访谈研究, 结合皮亚杰的认知建构主 义 理 论 以 及库恩的 “范式更替”理论, 提出了著名的 “概 念 转 变 学 习理论”。该理论首先将科学学习过程看作是学生原有概念 的 发 展 、 修 正 或 转 变 的 过 程, 并 试 图 解 决 以 下 两 个 问 题: ①原有的概念及其结构 ( 又称之为 “概念生态”) 的什么特 征 控制了对新概念的选择? ②一个核心概念是在 什 么 样 的 条件下被另外一种概念所取 代? 并在此研究基础 上 提 出 了 “概念转变”的四个条件: ①学习者必须对现在的概念感到 不满意, 即人们除非感受到自己的概念不具有 功 能 性, 否 则是不会改变他们所思考的 概念的。也就是说, 当 同 化 仍 然合理时, 人们是不会进行调适的。②新的概念 必 须 是 可 以理解的: 根据潘斯纳等人的观点, 新的概念 通 常 不 是 反 直觉, 就是不可理解, 所以很难 形成概念转变, 因 此 新 的 概念必须是可理解的才可能进行概念转变。③新 的 概 念 必 须是合理的: 假如新的概念与保留在学生记忆 中 的 科 学 前 概念相矛盾, 就不可能引起 学生强烈的关注。④新 的 概 念 必 须 是 有 效 的 ( fruitful) : 它 不 仅 有 可 能 解 决 现 有 的 问 题, 而且也可以用来解释和预测各种现象。根据潘斯纳的观点, 如果满足了上述概念转变的四个 条件, 学生就会 发 生 概 念 转变。 〔2〕 潘斯纳提出了 “概念转变学 习 理 论 ” 之 后, 西 方 科 学 教学研究者结合建构主义理论, 在科 学教学领域 提 出 了 概 念转变学习观。概念转变学习观认为科学概念 的 学 习 就 是 学 生原有前科学概念通过发展、改变和重建为科 学 概 念 的 过程, 其基本的教学策略就是在了解学生前科 学 概 念 的 前 提下, 引发学生的认知冲突, 改变学生原有的认 知 结 构 以 〔摘要〕在科学教学实践中, 人们发现要改变学生的某些前科学概念是非常困难的, 这导致了传统 的概念转变学习在理论与实践上的双重困境。基于此, 新近的研究者们改变了概念转变理论研究的取 向, 从本体论的角度来探讨概念转变的机制, 并提出了概念转变的难易与概念的本质 ( 本体属性) 相 关的理论, 即概念不相容原理。该理论不仅使人们对概念转变的机制有了新的认识, 而且为科学教学 理论提供了新的视角。 〔关键词〕概念转变 前科学概念 概念不相容原理 概念转变理论研究新进展 及其对科学教学的启示 唐小俊 理 论 纵 横 4
理论纵横 实现概念转变学习。1然而,在科学教学实践中,人们发就是说,类别内的概念改变为同一类别内的概念归属改变, 现要改变学生的某些前科学橛念是非常困难的,原因可能这种改变可视为理解与信念的修正。举例来说,植物 是儿童的前科学概念是个人的、固执的、强韧的、一致的、与幼物”能以生物”作为一个新的上阶类别合并两者, 稳定的,而这些性质会阻碍学生科学学习过程中概念的转但是植物”就不能变成呦物”。又如黥鲸鱼”常被误认 变。这也导致了概念转变学习在理论与实践中的双重困为是鱼”,但经由增加对鲸鱼的了解,使既有的知识表征 逐渐与哺乳类的特性连结,则鲸鱼的分类就不再属于鱼类 基于此,Chi(1992)改变了概念转变理论研究的视而是哺乳类。如直接告知学习者鲸鱼是哺乳类,这种类 角,从本体论的角度来探讨概念转变的机制,并率先提出的改变基本上仍在物质类别中,只不过是从一个分枝到另 了概念转变的难易与概念的本质(本体属性)相关的理论 个分枝。再如,学生通过深入学习钠的相关属性一具 即概念不相容原理。这一理论的提出使人们对概念转变的有金属光泽、易导热导电和具有良好的延展性,从而很容 机制有了新的认识,并重新引起了人们对概念转变学习的易改变钠是非金属”这一前科学概念。另外,在科学教 重视 学实践中,有许多科学概念的获得过程能够解释此种形式 的转变。这种转变的方式往往以概念重组进行,重组以增 概念不相容原理的基本观点 加、删除、普遍化和区分属性的方式来改变概念结构。这 些都是仅仅属于局部的变化,不需进行本体认知结构上的 科学教学研究者们在研究中发现了这样的一个现象:重大改变,因此这种类型的概念转变属于类别内的概念改 方面,有些前科学概念转变成科学概念较为容易,如变 Vosniadou(1990)对儿童所进行的地球形状的研究指出 所谓的跨本体类别”的概念改变,是指概念改变的 导 儿童认为地球是平的或碟状的,是不同文化中普遍存在的,发生是在科学概念从一个本体类别转变成为另一个本体类 刊 但随着年龄的增长持有此观点者逐渐减少。另一方面 别。这种类别间的转变与类别内的概念改变有着根本的不 有些前科学概念的转变却异常困难,如 Linder(1992)在对同:类别内的概念转变仅是一般信念的修正,而跨本体 大学生对于声音前科学概念的研究中发现,即使是大学物类别”的概念转变则可以视为根本的概念改变。以物理学 理系的学生仍持有这样的前科学概念:声音是一个实为例,许多物理学上的概念(如力学、电学、热和温度) 体”,可借着分子的移动而穿梭在介质之中,声音是一种藉较难发生概念改变,是因为学生原有的科学前概念是属于 由维动力”而做的有限度移动的物质,在这里的推动力物质本体类别,但科学家对这些概念的界定却是属于过程 通常是指流动的空气。翻为什么有的前科学概念易发生转本体类别,学习者必须跨越本体类别才能获得正确的科 变,而有的前科学概念却难以发生转变呢? 概念。在科学教学中,儿童在这些概念的学习上是较为困 Chi(1992)的概念转变不相容假说认为,概念转变的难的。例如,由于电流概念在儿童的原有概念中是属于物 难易与概念的本质有关。所谓的概念转变应分为两种类型:质的本体类别,他们通常会有电流哙储存在电池中”或 是体体类别内”的概念转变,二是“体类别间”的重量,有体积”的前科学概念,而没有认识到这些概念 概念转变或称为跨本体类别”概念转变。她认为这样的事实上牵涉到粒子的交互相作,它们应属于过程本体类别。 区分有助于我们对概念转变机制的认识。Ch进一步从本体再如,对于小学生来说很难理解的生态平衡、能量守恒 论( on tology)的角度来分析概念结构。根据她的观点,概质量守恒等概念,由于它们都属于关系本体类别,关系本 念可以分为三个不同的本体类别:物质本体类别、关 体类别的最高范畴是系统,因此,学生在尚未建立起一定 体类别和过程本体类别,而每个不同的本体类别正面又可的系统思想之前要完全理解这些概念是很困难的。若把不 以有自然所属的饮级概念”。所谓物质本体类别”同的本体类别看成不同的范式”,那么不同本体类别之间 指的是具有特定属性的范畴,如金属、有机物、生物、分的概念就具有所谓的范式的不可通约性”,因而此类型的 子等等;所谓系本体类别”指的是依赖于相互作用而概念转变较之于类别内的概念转变要困难得多 产生的范畴,如力学理论、守恒、平衡、食物链等等;而 从上述的讨论可以得到以下两 ①体体类别 所谓的过程本体类别”是指随时间的改变而发生的一 内”的概念转变与体体类别间”的概念转变过程是不相 变化的范畴,如声音的传播、溶质溶解、扩散运动、生物同的。也就是说,不同类型的概念”,其转变的机制是不 进化、心肺循环等过程都属于过程本体类别 同的,包括了类别内和类别间两种转变机制。另外本体 根据以上Ch讨概念所作的本体分类,所谓的体体类类别内”的概念转变是不适用于本体类别间”的概念转 别内”的概念改变,是指概念改变的发生是在同一本体类变的:而且我们不能认为体体类别间”的概念改变是完 别内的概念上下的转变,而不是跨越不同的本体类别。也全改变,而是视根本的概念改变为新知识的获得或发展 C1994-2009ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp://www.cnki.net
【 教 育 导 刊】 二○○ 八 年 六 月 号 上 半 月 实现概念转变学习。 〔3〕 然而, 在科学教学实践中, 人们发 现要改变学生的某些前科学概念 是非常困难的, 原 因 可 能 是儿童的前科学概念是个人的、固执的、强韧的、一致的、 稳定 的, 而这些性质会阻碍学生科学学习过程中概 念 的 转 变。 〔4〕 这也导致了概念转变学习在理论与实践中的双重困 境。 基 于 此 , Chi ( 1992) 改 变 了 概 念 转 变 理 论 研 究 的 视 角, 从本体论的角度来探讨概念转变的机制, 并 率 先 提 出 了概念转变的难易与概念的本质 ( 本体属性) 相关的理论, 即概念不相容原 理。这一理论的提出使人们对概念 转 变 的 机制有了新的认识, 并重新引起了人们对概 念转变 学 习 的 重视。 二、概念不相容原理的基本观点 科 学 教 学 研 究 者 们 在 研 究 中 发 现 了 这 样 的 一 个 现 象: 一 方 面, 有 些 前 科 学 概 念 转 变 成 科 学 概 念 较 为 容 易 , 如 Vosniadou ( 1990) 对 儿 童 所 进 行 的 地 球 形 状 的 研 究 指 出, 儿童认为地球是平的或碟状的, 是不同文化中普遍存在的, 但随着年龄的增长持有此观点者逐渐减少。 〔5〕 另一方面, 有些前科学概念的转变却异常困难, 如Linder ( 1992) 在对 大学生对于声音前科学概念的研究中发现, 即使 是 大 学 物 理 系 的 学 生 仍 持 有 这 样 的 前 科 学 概 念: 声 音 是 一 个 “实 体”, 可借着分子的移动而穿梭在介质之中, 声音是一种藉 由 “推动力”而做的有限度移动的物质, 在这里 的 推 动 力 通常是指流动的空气。 〔6〕 为什么有的前科学概念易发生转 变, 而有的前科学概念却难以发生转变呢? Chi ( 1992) 的概念转变不相容假说认为, 概念转变的 难易与概念的本质有关。所谓的概念转变应分为两种类型: 一是 “本体类别内”的概念转变, 二是 “本体类 别 间 ” 的 概念转变或称为 “跨本体类别”概念转 变。她认为 这 样 的 区分有助于我们对概念转变机制的认识。Chi进一步从本体 论 ( ontology) 的角度来分析概念结构。根据她的观点, 概 念可以分为三个不同的本体类别: 物质本体类别、 关 系 本 体类别和过程本体类别, 而每个不同的本体类别 正 面 又 可 以有自 然 所 属 的 “次 级 概 念 ”。 〔7〕 所 谓 “物 质 本 体 类 别 ” 指的是具有特定属性的范畴, 如金属、有机物、 生 物 、 分 子等等; 所谓 “关系本体类别”指的是依赖于相互 作 用 而 产生的范畴, 如力学理论、守恒、平衡、食 物链等 等; 而 所谓的 “过程本体类别”是指随时间的改变而发 生 的 一 种 变化的范畴, 如声 音的传播、溶质溶解、扩散运动 、 生 物 进化、心肺循环等过程都属于过程本体类别。 根据以上Chi对概念所作的本体分类, 所谓的 “本体类 别内”的概念改变, 是指概念改变的发 生是在同一 本 体 类 别内的概念上下的转变, 而不是跨越不同的本体 类 别 。 也 就是说, 类别内的概念改变为同一类别内的概念归属改变, 这 种 改 变 可 视 为 理 解 与 信 念 的 修 正 。 举 例 来 说, “植 物 ” 与 “动物”能以 “生物”作为一个新的上阶类别合并两者, 但是 “植物”就不能变成 “动物”。又如 “鲸鱼”常被误认 为是 “鱼”, 但经由增加对鲸鱼的了解, 使既有的知识表征 逐渐与哺乳类的特性连结, 则鲸鱼的分类就不 再 属 于 鱼 类 而是哺乳类。如直接告知学 习者鲸鱼是哺乳类, 这 种 类 别 的改变基本上仍在物质类别中, 只不过是从一个 分 枝 到 另 一个分枝。再如, 学 生 通 过 深 入 学 习 钠 的 相 关 属 性——具 有金属光泽、易导热导电 和具有良好的延展性, 从 而 很 容 易改变 “钠是非金属”这一前科学概念。另外, 在 科 学 教 学实践中, 有许多科学概念的获得过程能够解 释 此 种 形 式 的转变。这种转变的方式往 往以概念重组进行, 重 组 以 增 加、删除、普遍化和区分属性的方式来改变概念 结 构 。 这 些都是仅仅属于局部的变化, 不需进行本体认 知 结 构 上 的 重大改变, 因此这种类型的 概念转变属于类别内 的 概 念 改 变。 所谓的 “跨本体类别”的概 念 改 变, 是 指 概 念 改 变 的 发生是在科学概念从一个本体类别 转变成为另一 个 本 体 类 别。这种类别间的转变与类别内的概念改变有着 根 本 的 不 同: 类别内的概念转变仅是一般信念的修正, 而 “跨 本 体 类别”的概念转变则可以视为根 本的概念改变。 以 物 理 学 为 例, 许 多 物 理 学 上 的 概 念 ( 如 力 学 、 电 学 、 热 和 温 度) 较难发生 概念改变, 是因为学生原有的科学前概 念 是 属 于 物质本体类别, 但科学家对这些概念 的界定却是 属 于 过 程 本体类别, 学习者必须跨越本体类别才能获得 正 确 的 科 学 概念。在科学教学中, 儿童在 这些概念的学习上 是 较 为 困 难的。例如, 由于电流概念在儿童的原有概念中 是 属 于 物 质的本体类别, 他们通常会有电流 “会储存在 电 池 中 ” 或 “有重量, 有体积”的前科学概念, 而没有认识到这些概念 事实上牵涉到粒子的交互相作, 它们应属于过程本体类别。 再 如, 对 于 小 学 生 来 说 很 难 理 解 的 生 态 平 衡 、 能 量 守 恒 、 质量守恒等概念, 由于它们都属 于关系本体类别, 关 系 本 体类别的最高范畴是系统, 因此, 学生在尚未 建 立 起 一 定 的 系统思想之前要完全理解这些概念是很困难的 。 若 把 不 同的本体类别看成不同的 “范式”, 那么不同本体类别之间 的概念就具有所谓的 “范式的不可通约性”, 因而此类型的 概念转变较之于类别内的概念转变要困难得多。 从上述的讨论可以得到以下 两 个 结 论: ① “本 体 类 别 内”的概念转变与 “本体类别间”的概 念转变过 程 是 不 相 同的。也就是说, 不同类型的 “概念”, 其转变的机制是不 同的, 包括了 类别内和类别间两种转变机制。另 外 “本 体 类别内”的概念转变是不适用于 “本体类别间 ” 的 概 念 转 变的; 而且我们不能认为 “本体类 别间”的概念 改 变 是 完 全 改 变, 而 是 视 根 本 的 概 念 改 变 为 新 知 识 的 获 得 或 发 展, 理 论 纵 横 5
理论纵横 原有的概念可能还是保留着。②不同的概念,其转变的难 第四,概念不相容原理也表明,类比”策略在科学 易程度是不同的。如果概念的转变仅牵涉类别内的转变,教学中有着重要而独特的价值。较之于认知冲突”,类 那么概念的转变是容易发生的。科学上有些事实性的概念比”可以使学生产生更大尺度知识的转变,这对于学生进 就属此种,如生物、哺乳动物、金属、无机物等等。如果行跨本体类别”概念学习更为有效。在科学教学中,教 概念的转变涉及到类别间的转变,如力学、电学、热学、师应适切地应用类比策略以启发学生的想象空间,并将学 进化、化学平衡、生态平衡、扩散概念等等,这类概念的生前科学概念连接到预期学习的科学概念上,以达成概念 转变是较少发生并且不易发生的。科学教学中某些概念的转变的目的 转变需要跨越本体类别,这就导致了学习困难。 布朗和克莱门特提出并验证了类比策略在概念转变教 学中的应用。该策略包括四个基本的步骤:①创设一个 三、概念不相容原理对科学教学的启示 靶子”问题,用以暴露儿童正在讨论的相关主题的前科学 概念。例如,大多数初学物理的儿童对于静止在桌面上的 根据概念不相容原理的观点,概念转变的难易与概念书会受到向上的力这一点,普遍存在错误的观点,认为桌 的本质(本体属性)具有很高的相关性。因此,儿童对某是被动的,不可能对书施加向上的力;②教师举出一个 些科学概念的学习存在着很大的困难,并非因为这些科学符合儿童直觉的类比例子(例如让儿童用手托住一本书), 概念本身是复杂的、抽象的或是动态的,而是因为学生原这个例子被称之为锚例”锚例”的直觉含义是初学者 有的前科学概念与预期学习的科学概念属于不同的本体类所持有的和科学理论基本相容的信念,这种信念可以是明 冖教育导 别。这一观点就给科学教学理论带来了新的视野 确的,也可以是缄默的:③教师要求儿童在锚例”和目 第一,在科学教学中,教师不仅要诊断出学生的前科标概念之间做出明确类比,并试图建立类比关系;④如果 学概念,而且必须要对学生的前科学概念和学生预期学习儿童没有接受这种类比,教师再试图找到一种架桥类比 的科学概念作出具体的分析,以确认哪些概念是属于物质(或者一系列架桥类比),即在目标和锚例”之间插入 本体类别,哪些是属于关系或过程本体类别;并分析学生概念化的中介物”。例如,儿童虽然不能理解在桌面上的 的前科学概念和学生预期学习的科学概念之间是不是同属书会受到向上的力,但能够理解在自己的手向下压弹簧时, 个本体类别。这是进行有效概念转变教学的前提,也是弹簧会产生弹力。因此,可以用放在弹簧上的书作为概念 选择与确定适当教学策略的基本依据 化的中介物。实验研究表明,布朗和克莱门特提出的类比 第二,概念不相容原理表明,学生要进行彆本体类策略在促进学生学习力学等关系本体类别的概念时有很好 别”概念学习是非常困难的,因此,在科学教学中并不是 所有的教学主题都适合自主探究与自主发现”。Chi曾指 总之,概念不相容原理有助于瞭解传统概念转变教学 出,跨本体类别”概念,若让学生自己去探究、去发现,中的困境,通过从本体论的角度分析概念的结构,将概念 那就如同现实中的科学发现过程一样,而科学发现的过程分为物质”、唉系”和过程”三个本体类别,在此基 往往是科学共同体”社会建构的过程,其发现的机制与础上进一步区分了本体类别内”与本体类别间”两类 学生的探究发现是不同的,因此这对于学生来说是一件非不同的概念转变模型,使我们对概念转变的机制有了新的 常困难的事。8所以,在科学教学中,自主探究”与认识,也为科学教学理论的研究提供了新的视角 自主发现”的教学主题最好限定在体体类别内”的概念 学习,否则会事倍功半 参考文献 第三,概念不相容原理给学生的创造力”的培养提 1)West& Pines a(1985). Cognitive Structure and 供了可操作性的理论依据。学生的创造力”的培养一直 ceptual change. Orlando.FL: A cadem ic press 是科学教学所追求的重要目标之一。但传统的科学教学中 2) Posner G. Strike K.A., Hewson P.W. gertzDgW 学生的创造力”的培养由于没有可操作性的理论依据,P. ccom m odation of a scientific conception: oward a Theo- 往往流于形式。而根据橛念不相容理论的观点,创造力 ry of conceptual change 0). Science education 1982, 66 (2):211-227 是指学生对一个概念可以从不同的取向去表征和理解,这 8)袁维新,概念转变学习:一种基于建构主义的科学教学模 里的不同取向可以视为概念在不同本体类别上的差异。在 式.盯).外国教育研究,2003(6) 科学史上,许多具有创造力”的发现正是因为成功地跨 越了本体类别的边界。在科学教学中,培养学生的创造 altemative fram ew orks and science education. K iel G 力”就是通过一定的教学策略引导学生成功地进行彆本 Institute for Science Educatio, U niversity of Kiel 体类别”概念的转变 6)邱美虹概念转变研究的省思与启示0.(下转22页) C1994-2009ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp://www.cnki.net
二○○ 八 年 六 月 号 上 半 月 ︻ 教 育 导 刊 ︼ 原有的概念可能还是保留着。②不同的概念, 其 转 变 的 难 易 程 度 是 不 同 的 。 如 果 概 念 的 转 变 仅 牵 涉 类 别 内 的 转 变, 那么概念的转变是容易发生的。科学上有些事实性 的 概 念 就属此种, 如生物、哺乳动物、金属、无机物等 等 。 如 果 概 念 的 转 变 涉 及 到 类 别 间 的 转 变, 如 力 学 、 电 学 、 热 学 、 进化、化学平衡、生态平衡、扩散概念等等, 这 类 概 念 的 转变是较少发 生并且不易发生的。科学教学中某些 概 念 的 转变需要跨越本体类别, 这就导致了学习困难。 三、概念不相容原理对科学教学的启示 根据概念不相容原理的观点, 概 念 转 变 的 难 易 与 概 念 的本质 ( 本体属性) 具有很高的相 关性。因此, 儿 童 对 某 些科学概念的学习存在着很大的困难, 并非因为 这 些 科 学 概念 本身是复杂的、抽象的或是动态的, 而是因为 学 生 原 有的前科学概念与预期学习的科 学概念属于不同的 本 体 类 别。这一观点就给科学教学理论带来了新的视野: 第一, 在科学教学中, 教师不 仅 要 诊 断 出 学 生 的 前 科 学概念, 而且必须要对学生的前科 学概念和学生预 期 学 习 的科学概念作出具体的分析, 以确认哪些概念是 属 于 物 质 本体类别, 哪些是属于关系 或过程本体类别; 并分 析 学 生 的前科学概念和学生预期学习的科学概念之间是不 是 同 属 一个本体类别。这是进行有效概念转变教学的前 提, 也 是 选择与确定适当教学策略的基本依据。 第二, 概念不相容原理表明, 学 生 要 进 行 “跨 本 体 类 别”概念学习是非常困难的, 因此, 在科 学教学中 并 不 是 所有的教学主题都适合 “自 主 探 究 与 自 主 发 现 ”。Chi曾 指 出, “跨本体类别”概念, 若让学生自己去探究、去发现, 那就如同现实中的科学发现过程一样, 而科学发现 的 过 程 往往是 “科学共同体”社会建构的过程, 其发现 的 机 制 与 学生的探究发现是不 同的, 因此这对于学生来说是 一 件 非 常 困 难 的 事 。 〔8〕 所 以, 在 科 学 教 学 中, “自 主 探 究 ” 与 “自主发现”的教学主题最好限定在 “本体类别内”的概念 学习, 否则会事倍功半。 第三, 概念不相容原理给学生 的 “创 造 力 ” 的 培 养 提 供了可操作性的理论依据。学生的 “创 造力”的培 养 一 直 是科学教学所追求的重要目标之一。但传统的科学教学中, 学 生 的 “创 造 力 ” 的 培 养 由 于 没 有 可 操 作 性 的 理 论 依 据, 往往流于形式。而根据概念不相容理论的观点, “创造力” 是指学生对一个概念可以从不同的取向去表征和 理 解, 这 里的不同 取向可以视为概念在不同本体类别上的差 异 。 在 科学史上, 许多具有 “创造力”的发现正 是因为成 功 地 跨 越了本体类别的边界。在科学教学中, 培养学生 的 “创 造 力”就是通过 一定的教学策略引导学生成功地进行 “跨 本 体类别”概念的转变。 第四, 概念不相容原理也表 明, “类 比 ” 策 略 在 科 学 教学中有着重要而独特的价值。较之于 “认知冲突”, “类 比”可以使学生产生更大尺度知识的转变, 这 对 于 学 生 进 行 “跨本体类别 ”概念学习更为有效。在科学教 学 中, 教 师应适切地应用类比策略以启发学生的想象空 间, 并 将 学 生前科学概念连接到预期学习的科学概念上, 以 达 成 概 念 转变的目的。 布朗和克莱门特提出并验证 了 类 比 策 略 在 概 念 转 变 教 学 中 的 应 用 。 该 策 略 包 括 四 个 基 本 的 步 骤 : ①创 设 一 个 “靶子”问题, 用以暴露儿童正在讨论的相关主题的前科学 概 念。例如, 大多数初学物理的儿童对于静止在 桌 面 上 的 书会受到向上的力这一点, 普遍 存在错误的观点, 认 为 桌 子是被动的, 不可能对书施加向上的力; ②教 师 举 出 一 个 符 合儿童直觉的类比例子 ( 例如让儿童用手托住一本书) , 这个例子被称之为 “锚例”, “锚例”的直觉含义是初学者 所持有的和科学理论基本相容的信念, 这种信 念 可 以 是 明 确的, 也可以是缄默的; ③教师要求儿童在 “锚 例 ” 和 目 标概念之间做出明确类比, 并试图建立 类比关系; ④如 果 儿 童 没 有 接 受 这 种 类 比, 教 师 再 试 图 找 到 一 种 架 桥 类 比 ( 或 者 一 系 列 架 桥 类 比) , 即 在 目 标 和 “锚 例 ” 之 间 插 入 “概念化的中介物”。例如, 儿童虽然不能理解在桌 面上 的 书会受到向上的力, 但能够理解在自己的手向下压弹簧时, 弹簧会产生弹力 。因此, 可以用放在弹簧上的书 作 为 概 念 化的中介物。实验研究表明, 布朗和克莱门特提 出 的 类 比 策略在促进学生学习力学等关系本体类别的概 念 时 有 很 好 的效果。 〔9〕 总之, 概念不相容原理有助 于 瞭 解 传 统 概 念 转 变 教 学 中的困境, 通过从本体论的角度 分析概念的结构, 将 概 念 分为 “物质”、 “关系”和 “过程”三个本体类别, 在此基 础上进一步区 分了 “本体类别内”与 “本体类别 间 ” 两 类 不同的概念转变模型, 使我们对概念转变的机制 有 了 新 的 认识, 也为科学教学理论的研究提供了新的视角。 参考文献: 〔1〕West.&Pines, A ( 1985) .Cognitive Structure and conceptual change.Orlando, FL: Academic press 〔2〕Posner G.J., Strike K.A., Hewson P.W., Gertzog W. P.Accommodation of a scientific conception: Toward a Theory of conceptual change 〔J〕. Science education 1982, 66 ( 2) : 211～227 〔3〕袁维新. 概念转变学习: 一种基于建构主义的科学教学模 式. 〔J〕. 外国教育研究, 2003 ( 6) 〔4〕Pfundt, H.& Duit, R. ( 1991) : Bibliography- Students' alternative frameworks and science education.Kiel, Germany: Institute for Science Education, University of Kiel 〔5〕邱美虹.概念转变研究的省思与启示 〔J〕. ( 下转 22 页) 理 论 纵 横 6
教育经纬 不存在具体硬性的指令意见,这在文件中的表现是文件内及其他任何费用,保证他们进入城市后能够尽快入学接受 容几乎对地方政府不构成强制性压力。例如,1996年文件义务教育。要建立农民工子女义务教育经费保障机制,将 第二章第九条指出:城镇流动人口中适龄儿童、少年入农民工于女教育经费全面纳入公共财政保障范围,按照学 学,应由其父母或其他监护人,持流入地暂住证,向流入校实际在校人数拨付公用经费。要加强接收农民工子女公 地住所附近中小学提出申请,经学校同意后即可入学。如办学校的基础设施建设,将中小学校新建和布局调整工作 果入学申请不能被流入地住所附近中小学校接收,可向流与接纳农民工子女就学统筹考虑,协调发展”。从没有强制 入地教育相关部门或其指定的单位提出申请,由教育行政性压力的指导意见,到明确要求地方政府拿出专项经费, 部门或其指定的单位接收协调解决就学。”其中,学校有接再到要求城市公立学校降低入学门槛,简化入学手续,使 纳农村流动儿童的最终决定权,流入地教育行政部门和其农村流动儿童进城后能尽快入学。国家文件的指导意见逐 指定单位协调解决入学。这样的工作指导意见在实际操作年趋向清晰明确,操作性也逐年增强,这也大大增强了政 中的效力可想而知,几乎成为空文。而2003年1月的文件开策的落实效果 始提出,流入地政府要专门安排一部分经费,用于农民 纵观这11年间国家关于农村流动儿童义务教育的相关 工子女就学工作”。2003年9月的文件则提出了9条意见,包文件的变化,可以深切感受到,面对社会转型时期的特殊 括对涉及相关部门的具体意见,具体为公安部门要及时问题,国家对问题的认识在深化,对自身职能的定位在进 向教育行政部门提供进城务工就业农民适龄子女的有关情步,执政理念也在转向以民为本。农村流动儿童的义务教 冖教育导刊 况。发展改革部门要将进城务工就业农民子女义务教育纳育难题是改革中必然面对的问题。作为改革进程中的一个 入城市社会事业发展计划,将进城务工就业农民子女就学缩影,我们透过国家文件的变化和实际工作的成绩可以看 学校建设列入城市基础设施建设规划。财政部门要安排必到政府改革的希望和出路 要的保障经费。机构编制部门要根据接收进城务工就业农 民子女的数量,合理核定接收学校的教职工编制。劳动保注释 障部门要加大对蔡止使用童工规定》(国令第364号)贯 1)城镇流动人口中适龄儿童、少年”见1996年4月国家教 彻落实情况的监督检査力度,依法査处使用童工行为。价委发布的鹹镇流动人口中适龄儿童、少年就学办法(试行)》 格主管部门要与教育行政部门等制订有关收费标准并检查流动儿童少年”见1998年3月2日国家教委、公安部发布的硫动 学校收费情况。城市人民政府的社区派出机构负责动员、儿童少年就学暂行办法》:农民工子女”见2003年1月国务院办公 组织、督促本社区进城务工就业农民依法送子女接受义务厅发布的国务院办公厅关于做好农民进城务工就业管理和服务工 教育,对未按规定送子女接受义务教育的父母监护人进行作的通知》:进城务工就业农民子女”见2003年9月国务院办公厅 批评教育,并责令其尽快送子女人学”。2006年文件提出转发的教育部、中央編办、公安部、发展改革委、财政部、劳动保 将农民工子女义务教育纳入当地教育发展规划,列入教育障部于进一步做好进城务丁就业农民子女义务教育工作的意 经费预算,以全日制公办中小学为主接收农民工子女入学,见》:农村流动儿童”见2007年7月中组部、全国妇联、教育部 并按照实际在校人数拨付学校公用经费”。2007年文件规定公安部、民政部、卫生部、团中央等七部门联合下发的获于贯彻 农民工输入地要坚持以公办学校为主接收农民工子女接受落实中央指示精神,积极开展关爱农村留守流动儿童工作的通知》 义务教育,降低入学门槛,简化入学手续,收费与当地学 (吕少蓉:华中师范大学中国农村问题研究中心湖北 生平等对待,不得违反国家规定向农民工子女加收借读费武汉430079责任编辑:张海新) (上接6页)科学教学学刊,2002(8 is:University of M innesota Press Clem ent, J.(1989)0 vercom ing m is- problem. physi Education conceptions by ana logical reason ing: abstract transfer 8) Chi. M TH (1992). Conceptual change within exp ln tory model construction. Instructional Science, 18 and across on tobgical categories: Im plications for leaming 261 and discovery in sciences. In RG iere (ED), Cognitive mode (唐小俊:南京师范大学教育科学学院博士生江苏 of scince: M innesota studies in the philosophy of 南京210097责任编辑:洪淑媛 C1994-2009ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp:/www.cnki.net
二○○ 八 年 六 月 号 上 半 月 ︻ 教 育 导 刊 ︼ 科学教学学刊, 2002 ( 8) 〔6〕 Linder, C.J.Understanding sounds: so what is the problem.physic Education, ( 1992) 27, 258～264 〔7〕 〔8〕 Chi, M.T.H ( 1992) .Conceptual change within and across ontological categories: Implications for learning and discovery in sciences.In R.Giere ( ED.) , Cognitive models of science: Minnesota studies in the philosophy of science ( pp.129- 186) .Minneapolis: University of Minnesota Press 〔9〕 Brown, D.E.and Clement, J. ( 1989) Overcoming misconceptions by analogical reasoning: abstract transfer versus explantory model construction.Instructional Science, 18: 237 ～ 261 ( 唐小俊: 南京师范大学教育科学学院 博士生 江苏 南京 210097 责任编辑: 洪淑媛) 不存在具体硬性的指令意见, 这在文件中的表现 是 文 件 内 容几乎对地方政府不构成 强制性压力。例 如, 1996年 文 件 第二章第九条指出: “城镇流动人口中适龄儿童 、 少 年 入 学, 应 由其父母或其他监护人, 持流入地暂住证, 向 流 入 地住所附近中小学提出申请, 经学校 同意后即可入 学 。 如 果入学申请不能被流入地住所附近中小学校接收, 可 向 流 入地 教育相关部门或其指定的单位提出申请, 由教 育 行 政 部门或其指定的单位接收协调解决就学。”其中, 学校有接 纳农村流动儿童的最终决定权, 流入地教育行政部 门 和 其 指定单位协调解决入学。这样的工作指导意见在 实 际 操 作 中的效力可想而知, 几乎成为空文。而2003年1月的文件开 始提出, “流入地政府要专门安排一部分经费, 用 于 农 民 工子女就学工作”。2003年9月的文件则提出了9条意见, 包 括对涉及相关部门的具体意见, 具体为 “公 安部门 要 及 时 向教育行政部门提供进城务工就业农民适龄子女 的 有 关 情 况。发展 改革部门要将进城务工就业农民子女义务 教 育 纳 入城市社会事业发展计划, 将进城 务工就业农民子 女 就 学 学校建设列入城市基础设施建设规划。财政部门要 安 排 必 要的保障经费。机构编制部门要根据接收进城务 工 就 业 农 民子女的数量, 合理核定 接收学校的教职工编制。 劳 动 保 障部门要加大对 《禁止使用童工规定》 ( 国令第364号) 贯 彻落 实情况的监督检查力度, 依法查处使用童工行 为 。 价 格主管部门要与教育行政部门 等制订有关收费标准 并 检 查 学 校 收 费 情 况 。 城 市 人 民 政 府 的 社 区 派 出 机 构 负 责 动 员 、 组织、督促本社区进城务工就业农民依法送子女 接 受 义 务 教育, 对未按规定送子女 接受义务教育的父母监护 人 进 行 批 评 教 育, 并 责 令 其 尽 快 送 子 女 人 学 ”。2006年 文 件 提 出 “将农民工子女义务教育纳入当地教育发展规划, 列入教育 经费预算, 以全日制公办中小学为主接收农民工子女入学, 并按照实际在校人数拨付学校公用经费”。2007年文件规定 “农民工输入地要坚持以公办学校为主接收农民工子女接受 义务教育, 降低入学门 槛, 简化入学手续, 收费与 当 地 学 生平等对待, 不得违反国家规定向农民工子女加收 借 读 费 及其他任何费用, 保证他们进入城市后能够尽 快 入 学 接 受 义务教育。要建立农民工子 女义务教育经费保障 机 制, 将 农民工于女教育经费全面纳入公共财政保障范围, 按 照 学 校实际在校人数拨付公用经费。要加强接收农 民 工 子 女 公 办学校的基础设施建 设, 将中小学校新建和布局 调 整 工 作 与接纳农民工子女就学统筹考虑, 协调发展”。从没有强制 性 压 力 的 指 导 意 见, 到 明 确 要 求 地 方 政 府 拿 出 专 项 经 费, 再到要求城市公立 学校降低入学门槛, 简化入学 手 续, 使 农村流动儿童进城后能尽快入学。国家文件的 指 导 意 见 逐 年趋向清晰明确, 操作性也逐年增强, 这也大 大 增 强 了 政 策的落实效果。 纵观这11年间国家关于农村 流 动 儿 童 义 务 教 育 的 相 关 文件的变化, 可以深切感受到, 面 对社会转型时 期 的 特 殊 问题, 国家对问题的认识在深化, 对自身职能 的 定 位 在 进 步, 执政理念也在转向以民为本。农村流动儿童 的 义 务 教 育难题是改革中必然面对的问 题。作为改革进程 中 的 一 个 缩影, 我们透过国家文件的变化和实际工作的成 绩 可 以 看 到政府改革的希望和出路。 注释: 〔1〕 “城镇流动人口中适龄儿童、少年”见1996年4月国家教 委 发 布 的 《城 镇 流 动 人 口 中 适 龄 儿 童 、 少 年 就 学 办 法 ( 试 行) 》; “流动儿童少年”见1998年3月2日国家教委、公安部发布的 《流动 儿童少年就学暂行办法》; “农民工子女”见2003年1月国务院办公 厅发布的 《国务院办公厅关于做好农民进城务工就业管理和服务工 作的通知》; “进城务工就业农民子女”见2003年9月国务院办公厅 转发的教育部、中央编办、公安部、发展改革委、财政部、劳动保 障部 《关于进一步做好进城务丁就业农民子女义务教育工作的意 见》; “农村流动儿童”见2007年7月中组部、全国妇联、教育部、 公安部、民政部、卫生部、团中央等七部门联合下发的 《关于贯彻 落实中央指示精神, 积极开展关爱农村留守流动儿童工作的通知》。 ( 吕少蓉: 华中师范大学中国农村问题研究中心 湖北 武汉 430079 责任编辑: 张海新) ( 上接 6 页) 教 育 经 纬 2 2