基于建構主義的學生錯誤概念成因與轉化策略

唐德俊+++譚德敏

在知識的建構中，學生錯誤概念的形成主要有四個原因：日常概念的干擾，知識的負遷移，心像系統的替代，學生心理發展水平的制約。新概念的有效性等是實現錯誤概念轉化的條件。在研究學生心理發展水平的基礎上，根據知識建構的過程和規律，嘗試“探測錯誤概念、引發認知沖突、建構科學概念、運用科學概念、元認知監控（反思）”的五步轉化法，是促使錯誤概念向科學概念最終轉化的完整的、行之有效的教學策略與方法，對教師的概念教學具有一定的理論意義和實踐價值。

建構主義學生錯誤概念成因轉化策略建構主義者提出，學習是學生通過原有認知結構與環境中的新信息相互作用主動建構信息意義的能動過程[1]。源于日常生活經驗或父母的早期教育，兒童在接受正式的教育前，已經獲得對外界環境和事物的初步理解，其中有些與科學概念相沖突，影響兒童對科學概念的學習，即“錯誤概念”（misconception）。

一、錯誤概念的形成原因及特點

錯誤概念的形成受學生、教師、學習內容等多種因素的影響。學習的實質是學習者在已有認知的基礎上對新刺激、新內容進行新的意義建構，這是建構主義關于學習的最重要觀點。在這個過程中，日常概念的干擾、知識的負遷移、心像系統的替代、學生的心理發展水平等，對學生錯誤概念的形成具有重要影響。

1.日常概念的干擾

日常概念（daily conception）是學生在日常生活中直接觀察事物的外部特征而形成的概念。它一般在專門的教學之前獲得。隨著兒童交往、提問的逐漸擴大，日常概念形成了兒童對于世界的觀念建構和再建構。如，剛出生的兒童會認為所有事物都有生命。隨著經驗的積累，這一觀念再次建構為：只有移動的物體才有生命。因為汽車是移動的，所以有生命，而小草是不動的，所以沒有生命。由于日常概念往往沒有觸及對事物的本質理解，因而具有寬泛性、多義性和模糊性等特點，對學生學習科學概念往往造成干擾。例如，學生在學習幾何中的“垂直”概念時，根據日常觀察和狹義的理解，總是認為，一條直線水平、另一條直線與之相交成90°所形成的圖形才叫垂直。又如，生物課上，學生往往認為果實都是可以吃的，鳥類就是會飛的動物等等，不一而足，從而導致錯誤概念的產生。

2.知識的負遷移

遷移是指一種學習情境對另一種學習情境的影響。知識的學習離不開遷移。從兩種學習情境相互影響的效果方面看，遷移分為兩種：正遷移和負遷移。兩種學習互相促進，形成正遷移；兩種學習互相干擾或沖突，則形成負遷移。知識的正遷移和負遷移取決于兩種學習在內容、過程、環境、條件等方面的相似性。當學生用先前經驗和心向去建構內容、環境、條件等已發生變化的新任務時，就會造成對新任務的干擾，影響當前任務的學習。如，兩種不同的語言，在語法規則上有很大的差異。學生如果根據先前的語法學習經驗來建構另一種語言情境中的語法知識，往往會造成對概念的錯誤理解。又如，同一種化學物質在不同的條件下會產生不同的化學反應。當條件發生變化后，先前化學反應過程和結果的習得性知識極易形成學生的某種心理定勢，對當前的認知產生不利影響，從而導致錯誤概念的發生。

3.心像系統的替代

1986年，加拿大心理學家Paivio及其團隊提出了人腦認知系統的“雙重編碼”理論[2]。該理論認為，言語系統和心像系統，作為人的大腦認知系統中的兩個子系統，分別對不同信息進行編碼、存儲等處理。前者主要處理言語類信息，后者主要處理聲音、圖像等非言語類信息。兩個系統既獨立又聯系，既分工又合作。同時運作，可以降低學習負荷，增強理解、記憶能力，大大提高學習效果。這就是人們常說的“左右腦”全腦學習。但是，這兩個系統在執行任務時并不是平均運作。多數情況下，某個系統比較強大時，另一個系統就會變得弱小。在早期概念教學中，這種不均衡被教師放大了。幼兒和小學教師在教授具體事物的概念時，一般直接用概念例子進行實物直觀或模型直觀，啟動了兒童的心像系統，卻疏忽了對兒童關于概念本質特征的言語信息輸入。比如，花朵、交通工具，昆蟲等概念。圖像等非言語類信息的過多輸入使得兒童的心像系統替代了言語系統本應發揮的作用。雖然，心像系統在理解和記憶概念時，有其自身的優點，如豐富性、深刻性、形象性、整體性等，但是它并不能取代概念定義的明確性、不變性和抽象性。最主要的是，它缺少概念定義的排他性。當然，把抽象的定義硬塞給低齡兒童確實不妥，但教師不可不作為，可將反映概念本質特征的抽象語言（即概念定義）進行具體、形象地言語轉化后，配合直觀教學，以靈活方式呈現出來。教師對概念定義的不作為，導致學生僅僅建立了概念的整體心理映像，對概念本質特征的理解模糊、易變，知其然而不知其所以然，為錯誤概念的產生提供了土壤。

4.學生心理發展水平的制約

20世紀最著名的發展心理學家Jean Piaget將學生從出生到成人的認知發展分為感知運動、前運算、具體運算和形式運算四個階段[3]。這就是著名的Piaget認知發展階段理論。它充分反映了學生心理和認知發展的階段性差異以及在同一階段內發展所具有的共性。知識的教學受到學生心理發展水平的制約。因此，教師在教學時，不能無視學生的心理發展水平（即學生的知識背景和認知水平）隨意選擇教學內容與方法，而應與之保持同步。如果教學內容與方法低于學生的心理發展水平，就會形成無效的教學，學生將得不到發展；超出了學生的心理發展水平，就會造成學生對概念的錯誤理解，甚至無法理解。例如，小學生的認知發展正處于具體運算階段，如果數學教師忽略了這一點，對學生傳授方程、函數等形式運算的內容，將會導致學生對這些概念的誤解甚至不解。

錯誤概念具有廣泛性和隱蔽性。不僅是兒童，即使是在大學生和成人中也屢見不鮮，并深藏于人的觀念之中。由于錯誤概念通常能“解釋”一些客觀事物的表面現象，符合直觀觀察，表現出“合理的”一面，因此還具有頑固性。原有的錯誤概念可以引發新的錯誤概念，形成知識學習的惡性循環，具有很大的破壞力。

二、概念轉化的條件

Posner等人在認知建構理論的基礎上，提出概念轉化（conceptual change）的條件理論[4]。他們認為，一個人的原有觀念要發生轉化，應具備四個條件：

一是對原有概念的不滿，即它已經無法解釋當前發生的學習情境，因而使學習者感到失望。二是新概念的可理解性。學習者能夠理解新概念及其組織方式，這是學習者建立新的科學概念的前提條件。三是新概念的合理性。新概念與個體的其他知識經驗、信念等保持一致，能夠實現有效整合，而不是相互發生沖突。四是新概念的有效性。新概念能夠提供對當前學習情境更好的解決方案，體現出巨大的價值和潛力。學生認識到新概念優于原有概念，是實現概念轉變的現實動力。

個體的經驗背景也是影響概念轉化的重要因素。Posner等人稱之為“概念生態”（conceptual ecology）[4]。它包含以下幾個組成因子：一是認識信念；二是原有概念；三是獲取知識的方式；四是解釋知識的方式；五是問題解決策略；六是情緒情感；七是對科學本質的看法。概念生態構成的要素，例如問題解決的策略、情緒情感等，對學生學習的過程產生非常重要的影響，也都可能對不同的學習者的概念轉化產生影響。1992年，針對該理論由于未重視學生的學習態度和動機所引起的質疑，Posner對此理論作了一些修改，把學習的動機因素也納入概念生態中，進一步完善了概念轉化的條件理論[5]。

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三、促進錯誤概念轉化的教學策略

有效的教學策略是實現學生錯誤概念轉化的根本途徑。在研究學生的心理發展水平的基礎上，根據知識建構的過程和規律，嘗試“探測錯誤概念→引發認知沖突→建構科學概念→運用科學概念→元認知監控（反思）”的五步轉化法，是促使錯誤概念向科學概念最終轉化的完整的、行之有效的教學策略與方法。

研究學生的心理發展水平，是教育適應學生身心發展規律的必然反映，是教學促進學生發展的客觀要求，也是有效教學的基本條件。一切優化的教學都必須適應學生的心理發展水平和階段特征。中小學生的心理發展多數處于具體運算階段，在理解和運用概念時，需要具體經驗的支持。針對這一心理特點，教師在教學中應綜合使用實物直觀、模型直觀和言語直觀，引導學生動手動腦，深入觀察和實驗，在此基礎上進行感性概括，形成感性認識，并在教師的指導下進行理性概括，從而獲得正確的概念。

1.探測學生的錯誤概念

在教學過程中，教師需要探測學生的錯誤概念。這是實現錯誤概念轉化的前提。在揭示新概念之前，教師應首先盡力去了解學生對當前情境或任務的想法，采用具有揭示力的探測性問題，讓學生積極參與，根據自己的理解，大膽推測可能的結果。教師先提供一種開放的問題情境，采用“如果……將會如何”的形式，鼓勵學生說出自己的觀點。可以先將學生進行分組，學生通過組內討論充分發表意見，由自選代表進行綜合后發言，更有利于激發學生的積極性。

2.引發學生的認知沖突

這是實現錯誤概念轉化的重要環節。怎樣制造認知沖突呢？較可行的思路是：誘導學生暴露其原有的概念或想法，創設情境使其與科學概念發生強烈沖突，使學生認識到自己的原有概念與科學概念產生了無法調和的矛盾，讓學生產生“震撼”，以動搖其頑固信念的基礎，而不得不以批判的眼光審視他曾深信不疑的東西，才有可能發現其原有概念的局限性和錯誤之處，才能徹底地拋棄它們。

3.建構科學概念

引發學生的認知沖突不是最終目的。當認知沖突的情境發生后，教師應進一步組織學生進行討論，引導學生去思考現象背后說明的問題，促使學生主動思考造成沖突和差異的深層次原因。在討論中，教師不要過多地干涉，應該讓學生根據自己的理解充分發表意見，自然地進行感性概括。學生通過交流一一呈現對沖突情境的理解，并去粗取精，基本達成一致意見時，科學概念的重建就開始了。教師的任務是：其一，呈現科學概念的定義，深刻揭示概念的內涵與外延。概念的內涵是對概念本質屬性的界定，是此概念區別于彼概念的標志，也是解答認知沖突情境的鑰匙。概念的外延是概念所反映的對象的具體范圍。定義的教學是學習科學概念的關鍵環節；其二，綜合呈現與概念本質特征相關的言語信息和圖形圖像信息，同時啟動學生的“雙重編碼”系統，培養學生的全腦思維能力，提高學習和記憶效果；其三，呈現足夠的概念正例和適當的反例，促使學生對概念理解的精確化。呈現正例，把符合概念本質特征的對象變化范圍盡可能包括進來，可以防止“概括不足”；然后呈現適當表面相似的概念反例，可以防止“過度概括”，把不符合概念本質特征的成員排除出去。前者提供對概念的證明，后者提供對概念的辨別。二者的綜合使用，則會迅速促使學生對概念定義的精確理解；其四，解釋科學概念的可理解性、合理性和有效性。如上所述，新概念要被學生接受是有條件的。教師應該通過科學概念的內涵與外延、科學概念與其他相關概念之間的聯系、科學概念的運用等方面的具體解釋和直觀呈現，使學生在主觀上認識到它的種種“優點”，從而在心理上真正接納它，實現科學概念的重建。

4.運用科學概念

熟練地運用科學概念是檢驗概念掌握程度的標準，也是概念學習的最終目的。但是，錯誤概念的徹底轉化和科學概念的真正建構不是一朝一夕就能達到的，必須經過反復地運用和練習才可以實現。在概念的運用階段，教師應考慮到概念對象各種可能的變化類型（變式），通過訓練學生對概念對象各種變式的理解與運用，觸類旁通，才能促使學生錯誤概念的最終轉化和科學概念的真正建構。

5.元認知監控（反思）

元認知，就是對認知的認知。具體地說，是指認知主體對自身思維和學習活動的自我認識、自我評價、自我監督和自我調控等。元認知對學習狀態的改變具有監控、評價、管理等重要功能。在錯誤概念轉化的學習過程中，元認知的參與可以使學生激發學習動機、端正學習態度、提高注意力、選擇有效的學習策略等，使學習過程從死板低效變為富有生機和高效。在學習之后，通過反思概念轉化的過程及評價學習過程的得失，使概念學習得到升華，學習興趣得到培養，學習策略得到提高。

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參考文獻

[1] 陳琦，劉儒德.教育心理學.北京：高等教育出版社，2005.

[2] Clark，J.M.，Paivio，A.Dual coding theory and education.Educational Psychology Review，1991（Vol 3）.

[3] 皮亞杰，英海爾德.兒童心理學.吳福元譯.北京：商務印書館，1980.

[4] Posner G J，Strike K A，Hewson P W，Gertzog W A.A scientific conception：Toward a theory of conceptual change[J].Science Education，1982（66）.

[5] Strike K A，Posner G J.A revisionist theory of conceptual change：Philosophy of science， cognitive psychology and educational theory and practice.New York：State University of New York Press，1992.

【責任編輯任洪鉞】

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