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促进小学生“迷思概念”转变的ＰＯＥ策略及案例分析
作者：任英杰
一、“前概念”与“迷思概念”
正式学习某些科学概念之前，儿童并不是空着脑袋来到课堂的，他们已经通过对日常生活中一些现象的观察和体验而形成了一些个人化的概念，这些概念被称之为“前概念(preconception)”。实践证明，中小学生头脑中的“前概念”对其学习新概念有着不同的影响，有时它们对学习具有正面的效果，能帮助新概念的理解；而有时则会产生负面作用，妨碍新概念的建立。
学生先前的生活经验未必都是错误的，但这些来自于学生个体生活经验而建立的对科学概念的看法，却往往是片面、模糊甚至是对立的。在学习新知识时，不少学生只注意到自己所理解的部分，所以，即便在学习后，学生通常也不会放弃原有的概念，而是对新概念加以排斥，甚至扭曲对新概念的理解。这样的学生头脑中存在的与科学概念不一致的认识，称为“迷思概念(Misconception)”或“相异概念(Alternative Concepuon)”。
学生存在迷思概念是学科教师必须正视的问题。下面的数据是笔者对分布在全国范围内的23所小学随机抽取4年级的87名学生进行问卷测试得到的。
测试1：对“气候”概念的理解
结果显示62％的学生认为“气候就是天气”，22％的学生认为“气候就是气温”，而访谈中询问什么是“天气”、“气温”的时候，也有不少学生难以正确区分。
测试2：对“温度”与“热”概念的理解
在对这两个概念做出解释时，有72％的学生不能阐述清楚，另有17％的学生认为二者是包含关系，即“热是包含温度的物质”或“温度是由热组成的”。
问卷测试结果说明，学生的迷思概念常常与其日常直觉经验相联系，植根于一个与科学理论不相容的概念体系中，而新概念往往与学生原有认知结构联结太少而不被理解。所以，在传统的接受式的课堂教学中，包装了科学概念的新知识的传授并不能自动地代替学生原有的错误概念，在教学之后，他们往往仍然信奉原来的错误观点。
由此可见，迷思概念有着特异性、隐蔽性和顽固性的特点，要使学生原有错误的迷思概念转变成正确的科学概念是困难的，他们往往对于自己早先形成的各种错误概念或信念深信不疑，坚持相异的概念架构(Alternative Frameworks)，而使得新概念不易生存。
二、概念学习及迷思概念转变的理论探索
近年来，研究者对学生的概念学习及其迷思概念转变给予高度的重视，并进行了大量的研究，比较有代表性学者是皮亚杰(J.Piaget)和波斯纳(Posner，GJ.)等。
皮亚杰(1969)认为，学习的产生是因为个体要适应环境而改变其内在认知结构，其作用的方式有两种：一是同化(Assimilation)，一是顺应(Ac－commodafion)。前者指当学生在学习新知识时，将新经验或新事物纳入已有的认知结构中；后者指原有的认知结构不足以吸纳新知识时，学习者必须改变原来的认知结构以顺应外界的要求。在学习过程中，主体正是通过同化和顺应两种机制达到与环境的平衡。依照皮亚杰的观点，学习者旧概念改变的过程也就是其认知结构改变的过程，即个体的知识建构是同化和顺应的认知建构过程与“平衡一不平衡一新的平衡”的认知发展过程的统一。
波斯纳等研究者(1982)在前人研究的基础上，提出著名的概念改变模式(Conceptual Change Model，简称CCM)，并总结出影响迷思概念转变的四个条件，即：(1)学习者必须对原有概念感到不满意；(2)新的概念必须是可理解的；(3)新的概念必须是合理的；(4)新的概念必须能够适用更大范围。
依据波斯纳等人的研究，当学习者觉察到新概念不能用原有的经验来解释时，就会发生认知冲突，这也是皮亚杰所提出的认知结构改变理论中“不平衡”到“平衡”状态的自我调节的原因。学习者只有在新知识与原有的概念架构吻合时，新概念才有可能得到正确建构。然而，学生的概念理解和转变过程是复杂的，如果引导学生借助认知冲突去查找存在冲突的原因，诊断他们原有的知识架构，让学生表达自己“前概念”获得的途径并解释它与科学概念之间的差异性，这将有助于学生迷思概念的转变，并建立稳固且正确的科学概念。为此，怀特(White)和甘斯顿(Gunstone) (1992)认为可以尝试采用POE策略，让学生去观察自己周围的世界并加以诠释，来评测他们的前概念，并促进其迷思概念的转变。
三、POE策略的设计与实施
1.POE策略的内涵
POE是Prediction－Observation－Explanation(即预测－观察－解释)的简称。该策略通过三个连续的步骤来诊断学生的迷思概念进而促成科学概念建构。这三个步骤为：
(1)在每个学生了解针对概念学习活动的情境或实验的基础上，对实验或事件中某些现象或结果做出预测，并阐述他们预测的理由；
(2)让每个学生观察实验或事件发生后的结果，并独立记录下他们所看到的现象；
(3)每个学生对预测和观察之间的任何冲突作出解释，思考并调和自己的观察与预测的不一致性(White&Gunstone，1992)。
POE策略的目的就是在让学生在了解某情境后，如何运用相关的知识或概念来预测、描述和解释所看到的现象。其关键之处是学生必须自己决定采用何种理由来解释他们对科学现象的理解，尤其是当所观察到的现象与自己的预测不一致的时候。应该说，这是很困难的。研究者发现学生经常是以日常生活经验及信念去支持他们的理由，或者应用跟科学知识相悖的观念去解释现象。这说明了POE策略比其他的方法更有利于探测学生信念前概念的本质(White&Gunstone，1992)。POE策略体现出下列优点：
(1)学习活动可针对特定的概念来探究单一知识的本质；
(2)可以探测学生个体的“前概念”或固有的信念；
(3)可以显现学生在面对认知冲突的调适过程，察觉学生迷思概念转变的倾向；
(4)可以提供学生更多的机会和学伴分享，协商他们对科学概念的建构。
2.运用POE策略探测并促进小学生对“沸点”的“迷思概念”转变的案例
为了探测学生对于沸点的前概念，实现其迷思概念转变，研究者在参与“校际协作学习”项目时选择了广州、河南、新疆的3所小学共10名3年
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