然而，研究者发现，如果只强调和采取逻辑和理性思维一～宾特里奇把这种方法称之为“冷酷的概念转变”，学生的已有概念非常难以改变。因为这种方法太过理性化，忽视了学习中的情感(如动机，价值观，兴趣)和社会成分，比如，没考虑到学习环境中其他的参与者(如教师和其他的学生)，以及这些参与者是如何影响学习者的概念生态圈，并影响概念转变的。
社会建构主义者和认知学徒观也影响了概念转变理论，这些学习观鼓励学生互相讨论，教师是促进概念转变的一个因素。因此，概念转变不再被认为是只受认知因素的影响。情感、社会和情境因素也能影响概念转变。在培养概念转变的教学或学习环境设计中，所有这些因素必须综合考虑。
二、概念转变的定义、形式和过程
概念转变大致可以定义为改变已有概念的学习，如信仰、观点或思维方式。概念转变一般包括两种形式：(1)丰富，即同化。新概念与原有概念之间基本是一致的，个体很容易理解新概念，并能很快地接纳。新概念补充了原有概念，使原有概念更加完善。这种形式主要通过积累的方式发生。(2)修订，即顺应。新概念与原有概念不一致，产生冲突，需要对原有概念进行分析、判断和权衡，从而建立新的概念。这种转变不是细枝末节的变化，是从本质上对原有概念进行调整和改造。
概念转变是个不断循环的过程，当学习者碰到新旧概念之间不一致的情况时，就会产生一种认知冲突感。这需要学习者对两者进行分析和判断，思考各自的合理性、正确性，并最终对新旧概念做出权衡和调整，从而产生新的概念。
三、概念转变的教学策略和条件支持
一般来说，学习者的已有概念很难转变。因为学习者正是依赖这些既有概念来理解和看待他们周围的世界，他们不会轻易放弃这些概念，而采取一种新思维方式。因此，仅仅呈现一种新的概念或告诉学习者他们的概念是不正确的，这并不能转变他们的概念。概念转变的教学需要运用建构主义方法，使学习者能够积极主动地重新组织他们的知识。认知冲突策略，来源于皮亚杰的建构主义学习观，在概念转变的教学中是一种有效的工具。这种策略需要创建一种环境，在这个环境中，学生关于某个特定现象或主题的既存观点一目了然，然后直接质疑，为的是制造认知冲突或认知失衡。也就是说，学习者必须变得对他们目前的概念不满意，然后接受一种可理解的、似是而非的、有成效的选择性概念。概念转变的教学主要包括两个步骤：一是揭示学生对某个特定主题或现象的先前概念；二是用各种不同的技术帮助学生改变他们的概念框架。
波斯纳等通过研究发现，要实现概念转变，需具备四个条件：(1)对现有概念的质疑，即现有概念不能解释或解决眼前的问题，因此，学习者会重新思考现有概念。(2)新概念的可理解性，即学习者应对新概念建立整体一致的理解，而不仅仅是字面的理解，能够用自己的话说出概念是什么意思。(3)新概念的合理性，即新概念应能与个体所接受的其它概念相一致，如，与自己其它理论或知识、经验、直觉一致等。个体看到新概念的合理性，意味着他相信新概念的真实性。(4)新概念的有效性，即个体认为新概念能解决其它知识概念所难以解决的问题，并能展示出新的方向和新思想，具有启发意义。这意味着个体把新概念看作是解释、解决某问题的更好的途径。概念的可理解性、合理性、有效性之间密切相关，其严格程度逐级上升，对概念的理解是看到概念的合理性的前提，而看到概念的合理性又是意识到其有效性的前提。
四、概念转变教学模式
1.展现学习者的已有概念。概念转变教学的一个基本假设就是“新概念(学习)的建构，只能以既存的概念为基础”。即使已有知识(不管正确与否)允许我们随意看待世界，我们也不能对它毫不在意。因此，概念转变教学的第一步也是最重要的一步就是，让学生意识到他们对某个即将学习的主题或现象的观点。
2.提出并呈现问题。为了引出学习者的概念，教学必须从呈现问题开始。呈现的这个问题必须让学习者运用他们的已有概念来理解。呈现的问题可以是这两种：不知道结果或结果已经知道。在“不知道”的问题中，教师让学习者先预测结果，然后解释他们预测的结果。在“知道”的问题中，学习者不做预测，然而，他们必须解释这个事件。
3.要求学生描述或呈现他们的概念。学习者呈现他们观点的方式有很多。他们可以写下描述、画图表、创建物理模型、画概念地图、设计网页或者把这些方式随意组合，以表明他们对某个特定概念的理解。如果有电脑或合适的软件，学习者还可以用别的呈现方式(用DPT或其他的软件)，创建模型或模拟，或者创建概念地图。不管使用何种方法，这一步的目的就是帮助学习者认识并开始澄清他们自身的观点和理解。一旦学习者的概念弄清楚以后，教师就可以把它作为下一步教学的基础。
4.讨论并评价已有概念。这一步的目的就是让学习者通过小组讨论或全班讨论，澄清并修正自身的原有概念。如果这是教师的第一个概念转变学习活动，最好晚一点开始。在学习者以小组的形式互相评价别人的概念之前，教师可以先示范一下这个评价过程。开始，教师请多个学习者进行陈述(概念)。陈述完毕后，教师引导同学逐个评估每个观点的可理解性、合理性和成效性。努斯鲍姆和诺维克认为，教师应该接受所有的观点，不要进行价值判断。教师还应提到每个观点的学生名字，在全班讨论之后，持不同观点的学生组成～组，互相评价观点。每个小组都要选出一个观点(或者通过评价修改后的不同观点)，提出选择的基本原理，并把这个原理展现在全班同学面前。允许学习者对自认为最好的观点进行投票，并加以解释，可以增强学习动机。
5.制造概念冲突。学习者通过向其他同学陈述自身的观点，并得到同学的评价，开始意识到他们自己的观点。学习者变得不满意于自身的观点，观点冲突开始建立。认识到他们观点的不足之后，学习者也更易于改变原有观点。要制造更大的冲突，教师就要创造差异性事件。这个差异性事件是学习者用目前的观点无法解释的现象或事件，但用本次教学主题中的观点却可以解释。在这点上，如果没有学生持“正确”观点，教师就应该建议用前一个班某个学生提出的观点。如果在观点转变活动开始之前，教师还不知道学生对某个主题或现象的正确与不正确观点，就不宜提前设置差异性事件。在这些案例当中，教师应该让学生提出决定哪个学生的观点能最好地解释“现存问题”的方法。如果这个科目是科学，学生应该提出一些实验。教师也可以呈现与学生现有观点相冲突的不规则数据，来创建差异性事件。
6.鼓励认知调适。学生应该有对自身概念和目标理论问的不同进行反思和顺应的时间。教师应该把反思活动整合到课程当中，以促进认知协调或重构学生的先前概念。
7.创设合作性学习环境。一个合作性的学习环境对成功的概念转变教学是非常必要的。必须有机会讨论，学生在分享观点、思考和评价其他观点时必须有安全感。这种“安全因素”在教师运用上述认知冲突策略时尤为重要。一项研究表明，低成就感的学生会丧失自信，把冲突看成是另一种失败。
在科学教学中，学生的错误概念对科学学习存在影响，如何使学生抛弃错误概念形成科学概念呢？20世纪80年代西方科学教育工作者（如Posner， 1982）根据建构主义思想提出了概念转变学习理论（theory of conceptual change learning）。概念转变学习理论认为，学习就是学生原有观念改变、发展和重建的过程，就是学习者由前科学概念（pre-science conception）向科学概念的转变过程。根据概念转变学习理论，科学教学的有效策略是：
1.要高度重视学生已有的知识经验
根据概念转变学习理论，特别是在建构主义看来，有效教学始于学生原有的知识经验。因此，针对科学教学中错误概念的影响和干扰，在进行科学实际教学时，我们首先应当了解、正视学生已有的知识经验（包括前科学概念），而不是视而不见，试图避开它。教学应当积极利用学生的前概念，发挥前概念的经验性、浅显性及其合理性的成分，使学校教学的科学概念以此作为起点，促进学生由浅入深、由表入里，从经验性概念顺利地转变到理论性概念，即根据概念转变的途径理论，通过对前概念的充实、区分或增加层级组织，使学生的前科学概念转变为科学概念。[1]另外，根据概念转变学习的条件理论，在接受新概念时，学生需要感到新概念的可理解性。因此，了解学生已有的知识经验还必须把新概念的引入建立在学生已有的经验和认知能力之上，而不是强行“灌输”，灌输是摧残不是发展。
总之，有许多证据表明，一旦教师注意到学习者带到学习任务中的已有知识和观念，并把这些知识当作新教学的起点，在教学过程中监控学生概念的转化，就可以促进学生的学习。[2]
2.引发认知冲突是促进学生错误概念转变的有效策略
引发认知冲突在概念转变过程中具有关键意义，因为只有体验到认知冲突，个体才能感受到原有概念的不足，认识到替换或调整原有概念的必要性。所谓认知冲突是指学生的原有认知结构与新感受到的现象（信息）之间无法包容的心理倾向。学生在学习新知识时，总是试图以原有的认知结构（图式）来同化对新知识的理解。当遇到不能解释的新现象时，个体会感到出乎意料，感到疑惑、紧张和不适，即发生了认知冲突。一旦发生认知冲突，就能激发学生的求知欲望和好奇心，促进学生进行认知结构的同化与顺应，以达到新的平衡。因此，引发认知冲突是促进学生错误概念转变学习的有效策略和契机。
3.要关注学生构建的概念网络结构
对学习和理解信息来说，概念的网络结构是关键。因为组织良好的概念网络结构不仅有利于促进、加深学生对概念的理解，而且还有利于概念的记忆、储存、提取和应用。孤立、零散的知识是无法被提取、应用的，所以，在考试中常见有的学生不会答题，不是不具有某个知识点的储备，而是在考试过程中回忆不起来。其原因就是知识点之间没有形成网络，所以难以提取和应用。因此，在科学课教学中，我们就不能仅仅着眼于、满足于学生记住科学概念的数量，与其相比，概念间的良好组织更为重要。
4.创设学习情境，激发学生积极的学习动机
概念转变学习是在一定的社会文化情境（课堂文化情境）中发生的。情境是一切认知活动的基础。对科学学习来说，创设一定的活动文化情境尤为重要。创设的情境不仅要包括所要学习的科学概念、问题线索，以便于揭示学生的前概念（错误概念），而且也要镶嵌动机因素：①要有利于学生形成内在的、掌握型的学业目标，因为内在的、掌握型的学业目标更有利于学习者对信息的深层加工，更有利于概念的转变；②要有利于激发学生积极的学习兴趣和科学的态度，兴趣能使学习者在学习中采用更有效的认知策略，它对概念转变过程有积极的影响；③要有利于提高学生的自我效能感，自我效能感使学生相信自己能够改变原有的观点，运用认知策略对不同的观念进行整合，从而有利于概念转变；④要有利于学生从他控走向自控，即内控。因为内控的学生在面对新旧经验的不一致时，会更积极地去解决冲突，实现概念转变学习。
然而，研究者发现，如果只强调和采取逻辑和理性思维一～宾特里奇把这种方法称之为“冷酷的概念转变”，学生的已有概念非常难以改变。因为这种方法太过理性化，忽视了学习中的情感(如动机，价值观，兴趣)和社会成分，比如，没考虑到学习环境中其他的参与者(如教师和其他的学生)，以及这些参与者是如何影响学习者的概念生态圈，并影响概念转变的。
社会建构主义者和认知学徒观也影响了概念转变理论，这些学习观鼓励学生互相讨论，教师是促进概念转变的一个因素。因此，概念转变不再被认为是只受认知因素的影响。情感、社会和情境因素也能影响概念转变。在培养概念转变的教学或学习环境设计中，所有这些因素必须综合考虑。
二、概念转变的定义、形式和过程
概念转变大致可以定义为改变已有概念的学习，如信仰、观点或思维方式。概念转变一般包括两种形式：(1)丰富，即同化。新概念与原有概念之间基本是一致的，个体很容易理解新概念，并能很快地接纳。新概念补充了原有概念，使原有概念更加完善。这种形式主要通过积累的方式发生。(2)修订，即顺应。新概念与原有概念不一致，产生冲突，需要对原有概念进行分析、判断和权衡，从而建立新的概念。这种转变不是细枝末节的变化，是从本质上对原有概念进行调整和改造。
概念转变是个不断循环的过程，当学习者碰到新旧概念之间不一致的情况时，就会产生一种认知冲突感。这需要学习者对两者进行分析和判断，思考各自的合理性、正确性，并最终对新旧概念做出权衡和调整，从而产生新的概念。
三、概念转变的教学策略和条件支持
一般来说，学习者的已有概念很难转变。因为学习者正是依赖这些既有概念来理解和看待他们周围的世界，他们不会轻易放弃这些概念，而采取一种新思维方式。因此，仅仅呈现一种新的概念或告诉学习者他们的概念是不正确的，这并不能转变他们的概念。概念转变的教学需要运用建构主义方法，使学习者能够积极主动地重新组织他们的知识。认知冲突策略，来源于皮亚杰的建构主义学习观，在概念转变的教学中是一种有效的工具。这种策略需要创建一种环境，在这个环境中，学生关于某个特定现象或主题的既存观点一目了然，然后直接质疑，为的是制造认知冲突或认知失衡。也就是说，学习者必须变得对他们目前的概念不满意，然后接受一种可理解的、似是而非的、有成效的选择性概念。概念转变的教学主要包括两个步骤：一是揭示学生对某个特定主题或现象的先前概念；二是用各种不同的技术帮助学生改变他们的概念框架。
波斯纳等通过研究发现，要实现概念转变，需具备四个条件：(1)对现有概念的质疑，即现有概念不能解释或解决眼前的问题，因此，学习者会重新思考现有概念。(2)新概念的可理解性，即学习者应对新概念建立整体一致的理解，而不仅仅是字面的理解，能够用自己的话说出概念是什么意思。(3)新概念的合理性，即新概念应能与个体所接受的其它概念相一致，如，与自己其它理论或知识、经验、直觉一致等。个体看到新概念的合理性，意味着他相信新概念的真实性。(4)新概念的有效性，即个体认为新概念能解决其它知识概念所难以解决的问题，并能展示出新的方向和新思想，具有启发意义。这意味着个体把新概念看作是解释、解决某问题的更好的途径。概念的可理解性、合理性、有效性之间密切相关，其严格程度逐级上升，对概念的理解是看到概念的合理性的前提，而看到概念的合理性又是意识到其有效性的前提。
四、概念转变教学模式
1.展现学习者的已有概念。概念转变教学的一个基本假设就是“新概念(学习)的建构，只能以既存的概念为基础”。即使已有知识(不管正确与否)允许我们随意看待世界，我们也不能对它毫不在意。因此，概念转变教学的第一步也是最重要的一步就是，让学生意识到他们对某个即将学习的主题或现象的观点。
2.提出并呈现问题。为了引出学习者的概念，教学必须从呈现问题开始。呈现的这个问题必须让学习者运用他们的已有概念来理解。呈现的问题可以是这两种：不知道结果或结果已经知道。在“不知道”的问题中，教师让学习者先预测结果，然后解释他们预测的结果。在“知道”的问题中，学习者不做预测，然而，他们必须解释这个事件。
3.要求学生描述或呈现他们的概念。学习者呈现他们观点的方式有很多。他们可以写下描述、画图表、创建物理模型、画概念地图、设计网页或者把这些方式随意组合，以表明他们对某个特定概念的理解。如果有电脑或合适的软件，学习者还可以用别的呈现方式(用DPT或其他的软件)，创建模型或模拟，或者创建概念地图。不管使用何种方法，这一步的目的就是帮助学习者认识并开始澄清他们自身的观点和理解。一旦学习者的概念弄清楚以后，教师就可以把它作为下一步教学的基础。
4.讨论并评价已有概念。这一步的目的就是让学习者通过小组讨论或全班讨论，澄清并修正自身的原有概念。如果这是教师的第一个概念转变学习活动，最好晚一点开始。在学习者以小组的形式互相评价别人的概念之前，教师可以先示范一下这个评价过程。开始，教师请多个学习者进行陈述(概念)。陈述完毕后，教师引导同学逐个评估每个观点的可理解性、合理性和成效性。努斯鲍姆和诺维克认为，教师应该接受所有的观点，不要进行价值判断。教师还应提到每个观点的学生名字，在全班讨论之后，持不同观点的学生组成～组，互相评价观点。每个小组都要选出一个观点(或者通过评价修改后的不同观点)，提出选择的基本原理，并把这个原理展现在全班同学面前。允许学习者对自认为最好的观点进行投票，并加以解释，可以增强学习动机。
5.制造概念冲突。学习者通过向其他同学陈述自身的观点，并得到同学的评价，开始意识到他们自己的观点。学习者变得不满意于自身的观点，观点冲突开始建立。认识到他们观点的不足之后，学习者也更易于改变原有观点。要制造更大的冲突，教师就要创造差异性事件。这个差异性事件是学习者用目前的观点无法解释的现象或事件，但用本次教学主题中的观点却可以解释。在这点上，如果没有学生持“正确”观点，教师就应该建议用前一个班某个学生提出的观点。如果在观点转变活动开始之前，教师还不知道学生对某个主题或现象的正确与不正确观点，就不宜提前设置差异性事件。在这些案例当中，教师应该让学生提出决定哪个学生的观点能最好地解释“现存问题”的方法。如果这个科目是科学，学生应该提出一些实验。教师也可以呈现与学生现有观点相冲突的不规则数据，来创建差异性事件。
6.鼓励认知调适。学生应该有对自身概念和目标理论问的不同进行反思和顺应的时间。教师应该把反思活动整合到课程当中，以促进认知协调或重构学生的先前概念。
7.创设合作性学习环境。一个合作性的学习环境对成功的概念转变教学是非常必要的。必须有机会讨论，学生在分享观点、思考和评价其他观点时必须有安全感。这种“安全因素”在教师运用上述认知冲突策略时尤为重要。一项研究表明，低成就感的学生会丧失自信，把冲突看成是另一种失败。
要成功实施概念转变的教学策略，教师和学生在建构主义学习和小组合作性学习方面应当有些体验。习惯了教师传授式教学(如直接教学)的学生在参加讨论活动时动机就会弱一点。教师必须能熟练掌控班级小组，充当帮促者的角色。
五、总结
一、什么是概念转变
在生物学习中，生物知识主要是由概念和概念所组成的系统构成的，掌握了概念才能进一步形成某方面的技能，因此概念的学习是中学生物教学中的首要问题。
在概念教学之前，教师需认识到学生并不是空着脑袋走进学校的，在生活中已经具有了一些生物知识，我们称这类知识为“前概念”，研究者将“前概念”做了分类：1994年杜伊特将教学前概念区分为错误概念与前概念。错误概念通常是指学生正式教学之前形成错误理解。在学生已有的生物“前概念”中就可以发现很多“错误概念”。
例如：在讲述结合水和自由水概念时，学生可能就会根据日常生活经验得出：自由水就是可以自由流动的水，结合水就是和其他物质发生化学反应，作为化学反应原料的水；讲解自由扩散和主动运输，学生就可能提出这样的“错误概念”：主动运输的物质是生命需要的物质，被动运输的物质是有害物质进入的过程。
那么如何让学生摒弃这些错误观念，获得科学概念就是我们常说的“概念转变教学”过程的一部分，以下将从分析学生生物错误概念的特点入手，论述如何在生物教学中让学生获得科学概念。
二、学生生物错误概念的特点
若在生物教学中顺利地实施“概念转变”教学就首先需要认识学生已有的生物错误概念的一般特点：
1. 顽固性
错误概念是学生长期生活经验的积累形成的，深深地印在了学生的头脑中，也蒙蔽了学生发现真理、认识真理的眼睛。
例如：学生在日常生活中形成对激素的深刻印象就是：激素能促进生长，当教师讲述植物激素也会抑制植物的生长时学生就会觉得疑惑，激素也能阻止生长？这类错误概念就是学生在长期的生活中形成的对某种事物固定而又单一的认识，这种认识的顽固性还体现在学生在已经接受科学概念几周后又恢复原来的认识和理解。
2. 广泛性、不连贯性、不稳定性
学生在接受正式的生物教育之前已经有了多年的生活经验，接触到了形形的生物现象，也通过一定的途径得到了解释，所以对各种生物现象都有自己的看法，其生物概念体现了广泛性，但是由于学生在生活中所接触的自然有一定的局限性，所以他们的认识也是片面的，不连贯的，这种特点可能会让学生在不同情况下对同一生物现象做出不同的解释，这样也带来了其错误概念的不稳定性，这个特点也是教师得以进行概念转变的突破口。
3. 自发性
学生在头脑中形成错误概念的时候完全是自发的，完全站在自己的角度以强烈的感彩去描绘多姿多彩的生物世界，凭自己的感性经验在头脑中建构。
例如：学生会在日常生活中观察到种子是从土中萌发的，就会自发地认为种子要萌发并不需要空气，因为它是从土里钻出来，钻出土壤后才进入到空气中。
4. 隐蔽性
学生头脑中的错误概念是潜移默化形成的，因此它以潜在的形式存在，教师创设各种教学情境下，诱导学生表现其错误概念，在错误概念与科学概念产生冲突后经教师的强化，获得科学概念。但这种接受也可能是表面的接受，在同学课下交流时，“错误概念”可能又会占据上风，而教师若不及时了解学生课下交流的情况，强化科学概念，错误概念又会卷土重来。
三、生物教学实际中的概念转变
实现“概念转变”需要哪些条件？根据1982年，Posner等人提出的著名的“概念转变模型理论(conceptual change model，简称CCM)，我们就可以找到答案。他们认为，一个人原来的概念要发生转变需要满足四个条件：
(1)对原有概念的不满(dissatisfied)；
(2)新概念的可理解性(intelligibility)；
(3)新概念的合理性 (plausibility)；
(4)新概念的有效性(fruitfulness)。
而在实际的生物教学中，我们可以以建构学习理论为基础进行“概念转变”教学，可以概括为以下三个步骤：
1. 教师和学生共同了解目标领域“前概念”。
要转变学生的“前概念” 就首先要了解在目标领域中学生拥有什么样的概念， 此时的了解包含教师和学生两个方面。 对于教师，需要了解学生在哪些知识点上存在前概念，这些前概念中的错误概念有哪些， 这些经验思想是如何形成的， 才能选择适当的策略帮助学生转变“前概念”。 而对于学生来说，则是通过了解到自己的“前概念”中还有哪些不足，激起学习新概念的愿望。
（1）开展合作学习揭示目标领域“前概念”。
以建构主义学习理论为基础的“合作学习”就能够促使教师和学生对生物某些知识 “前概念”的理解。在合作学习过程中，学生之间相互交流与讨论，分别呈现自己对相同事物的认识和理解，由于学生对不同事物的理解都是以自己的经验为背景建立的，不同的学生会接触到事物的不同方面，所以这些不同的认识将会在讨论中碰撞和融合，促使学生了解看到事物的其他侧面，对事物形成更全面和更新的认识，促使自己“错误概念”的转变。教师在指导学生合作学习的过程中，可以倾听不同学生对事物的不同认识，了解到各种认识的由来，记录下他们对事物认识的“错误概念”，这样在下一步的教学中就可以有的放矢地转变学生的有关“错误概念”。
例如：在学习果实和种子时，教师可以让学生把他们认为是果实和种子的东西都收集起来，放在一起做比较，果实和种子各自有哪些特点，它们的区别，最后再归纳出科学而又准确的生物学概念。
（2）通过问题教学，教师引导学生进行发散思维揭示目标领域“前概念”。
教师引导学生对目标领域的一些问题进行发散思维，让学生开动脑筋说出与目标领域有关的认识，在表述的过程中教师就可以了解到学生前概念，也可以窥见学生形成某种前概念的思想渊源。这种教学方式既为培养学生的创造力打下了基础，又了解到了学生的前概念，体现了新课程的教学理念，由“再现式教育”转为“发现式教育”可谓一举多得。
2. 创设教学情境，揭示“错误概念”引发认知冲突。
根据以上Posner的“概念转变模型”我们可以发现，概念转变的关键因素在于“对原有概念的不满”即已有的认识、理解和新知识间产生矛盾促使概念转变，因此在生物教学实际中可以运用多种方法引发认知冲突，促使学生对已有的错误概念产生质疑，从而产生学习科学概念的强烈愿望。
在生物教学中，我们可以采用以下三种方式来激发认知冲突的产生：
（1）直接呈现“错误概念”强化“认知冲突”
在第一个步骤的合作学习过程后，学生通过讨论与交流，对自己的错误概念有了一些认识，在这种情境下就可以由教师直接呈现学生的目标领域中的错误概念，并对错误概念进行推理和分析，强化学生已经产生的“认知冲突”。
（2）通过创设“问题情境”引发“认知冲突”
教师可以针对一个特定的情境或特定的学习主题给学生呈现一个问题或多个问题，（问题是在教师了解到学生的“错误概念”后设定的）并提示学生根据自己已有的知识来思考，在回答一个个问题时最终产生矛盾，引发认知冲突。
例如：在讲授孟德尔遗传规律的分离规律，讲授杂交时，可引导学生思考：高茎豌豆和矮茎豌豆的后代是什么呢？是不是不高不矮的豌豆？再看看孟德尔的实验结果确是高茎豌豆，那么再用此时的高茎豌豆进行遗传实验会得到什么样的豌豆呢？就这样用一个个问题，引导学生在呈现他们错误概念的同时产生认知冲突，这同样也是一个探究学习的过程，这样会给学生留下很深的印象，也降低了转变学生顽固的错误概念的难度。
（3）通过学生自主实践活动引发“认知冲突”
生物学科是观察、实验性学科，生物科学概念的形成就是建立在观察和实验的基础上。对于一些生物概念，教师就可以引导学生通过亲自动手做实验、观察相关生物现象来引发认知冲突。这种方式不仅有效地进行概念教学，同样也增强了学生动手和观察能力，有利于学生的生物学素养的提高。
3. 解决“认知冲突”，构建科学概念。
在引发学生的“认知冲突”后，教师可以自然地引入能够解释问题的科学概念，从而让学生认识到科学概念的合理性，开始接受科学概念；教师同样也可以引导学生对活动、讨论等进行总结，归纳出相关科学概念，这样把学习的主动权交给学生，既锻炼了学生归纳总结的能力，又激发了学生的学习热情。
4. 采用随机进入教学助于学生巩固新科学概念。
科学概念引出以后，学习并没有结束，因为错误概念的顽固性和隐蔽性，学生可能只是在课堂上接受了科学概念，内心是否真正愿意接受科学概念，用科学概念解释具体的问题，就不得而知了，要避免科学概念在学生头脑中的“不稳定”存在，所以在随后的教学过程中教师就必须强化学生所获得的科学概念。
教师应利用建构主义家斯皮罗等人提出的随机进入教学帮助学生巩固科学概念，在随机进入的强化过程中，对科学概念的强化要在不同的时间多次进行，而且每次都从科学概念的不同侧面进入。但这种巩固并不是对科学概念做简单的重复，学生通过从不同的侧面进入同一科学概念将会达到对此概念的内涵、外延、本质属性方面有更全面的认识。随机进入教学不仅区别了学生之前“错误概念”的片面、不连贯性，在过程中也从各个侧面强化了学生对科学概念的印象，给学生留下了深刻的印象，使学生在解决问题时立刻就能反应出这些科学概念，正是概念转变教学所要达到的真正的教学目的。
教学实践证明，在生物教学中，教师若能采取合适的概念转变教学策略使学生获得科学概念，并及时加以强化，科学概念就会取代学生头脑中的错误概念。
参考文献：
［1］袁维新.西方科学教学中概念转变学习理论的形成与发展［J］.比较教育研究，2004.(3).
［2］张建伟.概念转变模型及其发展［J］.心理学动态，1998.(3).
［3］郑文珍.基于建构主义的物理概念转变教学［J］.成都教育学院学报，2006.(8).
［4］宋秋前.邵伟康.西方理科教学中学生错误观念的揭示与矫治［J］.外国教育研究，2002.(4).
［5］杜伟宇.吴庆麟.论概念改变的教学策略［J］.上海教育科研，2005.(4).
加强对学生的前科学概念即错误概念的研究成为教学的一项重要任务。本文拟对体育教学中排球垫球的错误概念及其转变提一些肤浅的看法
关键词 体育教学 垫球 动作习惯 前科学概念（错误概念）
一、错误概念对体育学概念学习的影响
爱因斯坦有一句名言：“热爱是最好的老师。”杨振宁教授也指出：“成功的真正秘诀是兴趣。”教学的艺术首先表现在能激发起学生强烈的求知欲。
学生在进入课堂的时候，他们已经在日常生活中建构了大量的有关排球垫球的朴素概念。这些前概念与科学概念相一致，有利于促进科学概念的形成，但是更多的是貌似正确，实际上与科学概念相去甚远的错误概念，从而会严重阻碍他们的科学概念的学习。特别是垫球部位，在教学过程中就发现有的学生知道用小臂垫球，但是做的时候却是用手腕垫球；为了能够放松省力，在垫球过程中手臂一直是弯曲状态脚步也不愿移动等。研究发现，学生头脑中的错误概念有极强的顽固性。学生甚至在学习体育的几周后，又恢复了最初的错误概念。为什么错误概念如此顽固呢？这是因为学生花了很长时间与精力建构了自己的朴素理论，他们无论在感情上还是理智上都离不开它们。学生头脑中的错误概念含有自己对体育先入为主的印象，又是自己切身体验的东西，同时学生又要凭借这种错误概念来认识体育运动。因此，这种错误概念有很强的顽固性，不可能通过传统教学那样的知识传递，就能使学生轻而易举地形成科学概念。
二、加快错误概念转变的理论基础和教学方法
波斯纳等人在皮亚杰的认知建构主义理论和库恩（T. S. Kuhn）的“范式更替观”的基础上，提出了概念转变学习的机制：1.同化，指学生用自己已有的观念理解新现象的过程；2.顺应，指学生转变或重组原有观念以便更好地理解和接受新现象的过程。为了促使学习进行概念转变，他们认为必须提供以下四个条件：1.学习者对当前的概念产生不满。假如学生认为他们的概念（错误的）能够解释科学现象，他们可能看不出有转变它们的迫切需要；2.学习者必须尽可能地理解科学概念。没有这种最基本的理解，学生就不能评价它们的意义；3.学习者必须认为科学概念是合理的，假如概念与保留在学生记忆中的其他概念相矛盾，就不能引起学生对它们的强烈关注；4.学习者必须认为科学概念是有用的。它们可用于结实和预测各种现象。根据波斯纳的观点，如果满足了上述概念转变学习的四个条件，学生的错误概念就会被科学概念所代替或改变。在排球的教学过程中，我主要是用对墙垫球的练习方法来改变学生的错误动作。我让用手腕垫球，屈臂，原地不动和标准姿势的学生分别做对墙垫球练习，看谁能够垫的时间长而稳定。在练习过程中使学生发现用手腕垫球的学生由于手腕垫球是用点垫球，而手臂是面垫球，因此稳定性比手臂垫球要差很多。屈臂的学生由于手臂弯曲，因此在垫球过程中手臂很难保持高度相同，也使球在飞行中很难控制。还有原地不动的学生对突发的求变向和很小的失误都无法进行补救。使学生理解在排球垫球中手臂垫球和移动的重要性，在这个基础上，我趁热打铁的把标准的姿势和动作要点“插、夹、抬、蹬”讲解给学生，指导学生进行练习，并且在教学过程中用“垫球打点”的比赛性游戏让学生进行垫球练习，这样使学生在练习的过程中即学到了知识又增加了兴趣也提高了技术。
由此可见，教师必须充分了解学生相关学科的原有知识经验背景，了解学生有哪些错误概念并充分运用学生的原有概念创设教学中的认知冲突（情境），以此作为引发学生进行概念转变学习的契机。
三、加快错误概念转变的教学策略
如何使学生抛弃错误概念形成科学概念呢？根据前概念转变学习理论，学习就是学生原有的概念的转变、发展和重建，就是学生前科学概念向科学概念的转化过程。因此，教学的主要任务就是帮助学生自己发现自己的原有经验与新发现的现象或事物之间的不一致或矛盾冲突，从而反思和修改自己的原有经验和认识。只是学习者自主建构的过程，才能形成科学的认知结构。具体的说，促进错误概念转变主要注意以下几点。
（一）揭示学生的前科学概念，这是实现概念转变的前提
在教学中，教师应有意识的引导学生去论及自己的观点，不仅借此了解学生，也可以促进学生反思。例如：在垫球教学过程中，在教学前引导学生对排球垫球应该用什么部位以及理由进行讨论，在讨论中及时发现在前概念中一直以为用手腕垫球的同学，在经过讨论和练习发现在垫球中用手臂比用手要稳定的多，由此就可以帮助教师了解错误概念产生的原因。
（二）引发学生的认知冲突，这是实现概念转变的契机和动力
学生在学习新知识的时候，总是试图以原有知识为基础，来同化新概念。当不能解释新知识时，就会引发认知冲突，这样可以激发学生的求知欲和好奇心。如何引发学生的认知冲突呢？教学中我使用了以下两种策略：
1.通过揭示事实之间的矛盾引发认知冲突
2.通过合作学习中学生的讨论与对话引发认知冲突
值得注意的是，在剖析矛盾的过程中我们一定要给学生流下认识和思考的空间，千万不能用教师的经验、思维来代替学生的认识，从而将正确的观点生硬的强加与他。我们要在平时的教学中，要加强锻炼学生的意识，有目的从学生的实际出发，帮助学生摒弃他们生活中的错误概念，建立他自己的科学概念。这也给我们的教学各个环节提出了更高的要求，力争将培养学生的终身学习坚持到底。
其实学生头脑中类似的错误概念还有很多，只要我们细心观察研究学生都能把握的到，然后巧妙设计，加以利用，变不利因素为有利因素。更好的实现我们的新课程教学目标。
国外对概念转变的研究，起初关注的是前概念的调查研究，比如霍尔(StanleyHall)调查儿童对自然现象如加热、霜和火的观念以及皮亚杰(Piaget)在《儿童关于世界的概念》中对前概念也进行了科学分析。随后康奈尔大学的波斯纳(G.J.Posner)、斯特莱克(K.A.Strike)、修森(P.W.Hwson)、格特左戈(W.A.Gertzog)四位教授提出了“概念转变模型”(ConceptionalChangeModel，简称CCM)，[3]查朴尼等（Champagne，e.t.）提出对学生物理前概念施加影响的教学策略，即“对抗偏见”。1989年，布朗和克莱门特(Brown，Clement)针对改变学生原有知识发明了“架桥策略”。德国不莱梅大学物理教育研究所的HorstSchecker和ThomasBethge分别在1986和1988年做了“学生对力学的相异构想”和“学生对原子物理的相异构想”的研究，该研究所还召开了多届有关自然科学与数学教育中学生的错误观念的国际研讨会。从20世纪90年代至今，国外关于概念转变的研究取向发生了变化，由原来的探讨学生拥有什么样前概念到探讨前概念的形成过程，再到考察前概念转变的策略。在这些研究中主要考察学生对光、热、能量、光合作用等现象持有的前概念以及概念转变的心理机制和影响因素，所用的方法大都采用访谈、调查、作业分析以及观察学生的活动等方法。
2、国内对概念转变的研究现状
国内对概念转变的研究相对较晚，早期研究者主要有罗星凯，周中权（1991）、[4]郭平生（1996）、范丰会（1996）等等，他们的研究大部分是关于物理的，研究学生在“力”或者“运动”方面的前概念、概念转变的步骤以及教学对策等等。笔者又从中国期刊网上检索相关文献发现，20世纪80年代我国已经对概念转变的研究有了一定的规模，但是大都是重复研究，只是描述概念转变中前概念的特点以及转变策略。目前虽然对概念转变做了一些调查，但是在转变的过程中，由于研究角度的不同，学者们不可能把所有的因素考虑进去，这就造成了研究的局限。同时我国对概念转变的研究大都集中在物理、化学、生物等自然领域，研究内容主要是概念转变教学策略、内在机制等等。
二、概念转变模型
随着概念转变研究的深入，其模型建构也随之发展。比较具有代表性的有Posner等人（1982）提出的概念转变模型（CCM）、AlirezaRezael和LarryKatz(1998)提出了概念转变的认知模型以及Choo-YeeTing和Yen-KuanChong（2003）提出概念转变的科学调查模型等等。从他们提出的模型中也可以看出既有相同也有不同之处。相同之处在于他们都关注到个体的先前经验、影响概念发生转变的条件以及对新概念的理解。不同之处在于在于概念转变的过程，比如Posner等人（1982）提出的概念转变模型（CCM），他们认为概念要发生改变知觉到前概念失去作用，来引发认知冲突，之后个体对新、旧信息整合过程的元认知监控，AlirezaRezael.和LarryKatz(1998)提出的概念转变的认知模型认为采取措施使学生接受新概念。
三、概念转变的教学模式
自概念模型出现以来，众多学者先后提出了一些概念转变的教学模式，并进行了大量的教学实验研究，结果发现其效果明显。比较具有代表性的有Nussbaum、Novick(1982)提出了概念转变的三步教学模式、Krajcik提出了四步教学模式以及ReneT．Stofflett和TrishStoddart(1994)提出了五步教学模式等等，从他们提出的教学模式中发现都是围绕前科学概念和新概念发生冲突中，采用不同的策略。比如Nussbaum、Novick(1982)的三步教学模式中通过激发学生的主观能动性对新概念进行评论，Krajcik提出了四步教学模式则是通过新旧概念的比较来重新建构认识，而ReneT．Stofflett和TrishStoddart提出的五步教学模式则是先通过小组讨论来自我发现、检验之前的预测来使学生初步接受科学观念，最后教师及时提供一些类似情景，使学生能够将从实验中得到的科学观念延伸到其他情景中，进一步巩固科学观念。
四、展望
1、研究内容细致化
理论研究是为在实践中应用，这就需要我们把每一个需要研究的内容细致化。科学不光是进行简单的描述、解释，还要进行预测和控制，如何做到后两步，需要我们把研究内容的每一个方面从量变到质变的转化过程弄清楚，同样在研究概念转变中，也应该将影响概念转变的每一个过程以及前因和后续发展都搞清楚。不能只是在某一方面进行阐述或者调查，那样可能造成认识上的偏差。笔者就相关文献及体会认为要做到研究内容上的细致化需要从以下几个方面着手：第一，研究目的要明确，目的不明确，内容肯定是不衔接，更无科学可言；第二，研究过程要细致化，最好能采用横向研究的方法，这样能把变化的每一步记录下来，做出更恰当的解释、预测和控制；第三，研究思路清晰化，研究中一定要把研究程序考虑清楚。概念转变是概念教学中重要的一部分，在研究中不仅要考虑相关的理论，还要考虑实际教学的情景，自然研究程序也应该条理，符合逻辑。
2、研究方法生态化
不同的科学研究，需要的研究方法也不同，即使是同一研究也会有好多种方法，那么哪一种方法最合适是学者们不断讨论的话题。概念转变的研究同样也存在这样的问题，概念转变的研究对象大都是学生和老师，而学生和老师都是人，人处在生态系统中，作为生命系统的一部分，人类与环境之间存在着相互制约和相互影响。如果我们在作概念转变的研究中不加注意研究方法，就容易造成偏差甚至错误。选择研究方法时，一定要充分考虑各种研究方法的不同特点和功能。概念转变的研究是在课堂中进行的，一般把日常正规的教学情景作为研究背景，这样收集到的资料才能真实可靠，如果教学情景是为研究而设置那么最后得出的结果有多少能应用到实践，甚至推广，是值得怀疑的。要做到研究方法的生态化，笔者认为有以下几个方面值得注意：第一，要深入课堂，深入研究对象。这个深入不是简单的参与，而是在取得研究对象的同意下，进行不加控制的观察；第二，要进行追踪调查，一次的调查结果不足以说明情况，要进行多次调查，综合考虑；第三，研究者要在尽量保持价值中立原则的同时，其助手也可参与调查，因为要生态化要真实，研究者和研究对象在研究过程中不可避免要接触，再加上研究时间长，研究者保持价值中立很难，因此还要其他人员加入，避免结果主观化。
学生在接受学校教育之前，就已经通过对日常生活中的一些现象的观察和体验，形成了许多 概念。在这些概念中，一些是反映客观世界的朴素概念，但更多的是有悖于科学的错误概念 。我们把学生头脑中存在的错误概念或与科学概念不完全一致的认识叫做迷思概念。迷思概 念不能正确地反映事物的本质而仅仅反映事物的一些表面现象，违背了科学道理，对学生正 确地掌握科学概念、形成正确的认识造成一定的障碍。
一、学生迷思概念的成因
1.受日常生活经验的影响
科学作为一门包括物理、化学、生物、地理等知识在内的综合性的理科学科，与日常生活息 息相关。又由于初中生年龄较小，生理、心理还不够成熟，往往只能凭借自己的感性认识、 经验得出结论。例如，学生认为燃烧必须要用火点燃、金属不能燃烧、燃烧必须有氧气参加 等等。据调查，有60％的学生对月相存在迷思概念，认为月亮只有在晚上可以看到，除了天 气状况影响以外；有一半以上的学生认为，夏天、冬天的变化是地球与太阳的距离远近造成 的。
2．受个体认知方式的影响
个体在发展过程中，总是凭借自己喜好的认知方式认识事物。作为一种重要的思维方法，归 纳是人类认识事物本质和发现规律的重要的认知方式。但是，由于学生知识面较窄，经验较 少，思维简单，往往把事物的非本质属性当做本质属性。例如，学生 把鲸当做鱼类，把蝙蝠当做鸟类。从访谈中得知，学生小时候看到麻雀、乌鸦、燕子等，通 过自己大脑简单的分析归纳得出结论，把“会飞”归结为鸟的本质属性，而不能抽象 提炼出鸟的本质特征。所以，就造成迷思概念的出现。
3.受教师授课方式的影响
在课堂教学中，教师常常采用灌输的方式讲授，学生对知识囫囵吞枣，死记硬背，导致对知 识缺乏科学的理解。例如，学生对酸雨的概念理解就存在偏见。他们认为酸雨是酸性的雨水 。殊不知，酸雨的PH值必须小于5．6；而且酸雨不仅包括液态水，还有固态水(如冰雹、雪 等)。有些教师在讲授科学知识或演示实验时，过分地强调某个知识在章节中的作用，而忽 视了对它在整个学科知识体系中的地位和作用的讲解，造成概念的片面性，导致迷思概念的 出现。如在催化剂的教学中，教师为突出催化剂在分解氯酸钾过程中起到加快反应速度的作 用，而忽略了催化剂这个科学概念也有减慢反应速度的作用。教师自身存在着迷思概念，是 学生形成迷思概念的一个不可忽视的因素。
二、迷思概念转变的策略
1.利用科学方法，对学生的迷思概念进行探查——转变迷思概念的前提
用来探查学生有关迷思概念的方法有多种，可以利用访谈法［1］、测验法来研究学 生的迷思概念，也可以采用二阶式多选题的方式来进行研究［2］。近来更有人提出 以制作概念图的方式来探究学生的迷思概念。笔者利用访谈法对呼吸作用与光合作用这个主 题进行探查，研究结果显示，学生对这两个科学概念，头脑中潜存着许多迷思概念：有的学 生认为光合作用会制造蛋白质；有的学生认为绿色植物只有在夜晚(或没有光时)才进行呼吸 作用；有的学生认为绿色植物在有阳光时，放出二氧化碳的量最大；有的学生认为呼吸作用 只发生在叶子细胞中，因为叶子有气孔能交换气体；有的学生认为绿色植物依靠根从土壤中 吸收营养，并储存在叶子中……探查出这些迷思概念，不仅让教师了解了学生学习前的认知 架构，也提供了提升科学教学成效与学习进步的基础。
2．创设问题情境，引发认知冲突——转变迷思概念的契机
建构主义理论认为，学生以自己头脑中原有的认知结构来完成对新知识的理解［3］ 。 当新知与原有的经验相符合时，就会容易理解并接受，纳入认知结构，顺利地完成认知结构 的同化过程。当新知与原有经验矛盾时，则必须经过认知结构的顺应才能接纳新知识。而顺 应过程是有条件的，并且相当困难。教师如果没有采取有效的策略，随着时间的流逝，学生 很容易将顺应建立起来的知识淡化或遗忘。因此，转变迷思概念策略的落脚点应放在如何促 进学生对知识的顺应过程上。科学的历史发展，给我们转变迷思概念以深刻的启示。众 所周知，历次重大科学观念改变之前，都要经历新旧观念的对峙阶段。只有当新旧观念矛盾 日益尖锐，发展成危机、灾难，再也无法规避时，人们才不得不走出他们建造的象牙之塔， 以审视的眼光和批判的思维来对待曾经深信不疑的象牙塔基，从而导致观念的革命性变革。 科学发展的历史是一部人类对知识建构的历史，它与学生个体的知识建构具有雷同的地方。 因 此，迁移到课堂教学中，教师在转变迷思概念时，要先给学生一个“震撼”，引起学生认知 冲突，以使其放弃迷思概念，实现科学概念的构建［4］。例如，在牛顿第一运动定 律教学中，有许多学生持力是维持物体运动的原因这一观点。他们认为，物体受了力，才会 运动，没有受 到力，就会停止。为了消除学生头脑中的错误观念，教师可以创设情境，提出问题：骑自行 车 ，用力蹬车，自行车就走了，但用力压闸时，自行车反倒停下来——这是否与我们认为的“ 物体有 了力就运动”背道而驰呢?此时学生就会对自己已有观念进行质疑，产生强烈探求新知的欲 望。教师应抓住这个转变迷思概念的契机，趁热打铁，促进学生对科学概念的顺应建构。
3.讨论交流，相互辨析——转变迷思概念的途径
现代教育心理学认为，学生的学习过程是“学习共同体”所有成员之间相互讨论交流的过程 。 组织学生讨论交流，相互辨析，不失为转变学生迷思概念的好策略之一。因为学生如果只听 教师讲解，则只是被动地吸收知识，缺少自己对知识结构的主动建构。组织学生讨论，合作 交流，互相辨析，不仅调动了学生的思维积极性，还能够使不同观念相 互交锋，使学生的头脑经历一场“晴天霹雳”，重新构建认知结构。教学实践证明，学生思 维活动越多，学生对迷思概念的错误认识就暴露得越充分，在知识结构中的“根”就挖得也 越 深，科学概念的建立就越牢固。例如，学生对滑动摩擦力的方向存在迷思概念。为了转变这 一认识，教师可以用手握木棒向上作匀速运动，让学生讨论交流。有的同学说“摩擦力的方 向跟运动方向相反”；有的同学说“摩擦力的方向跟运动方向相同”；有的同学反驳：“如 果 摩擦力的方向竖直向下，同时重力的方向也是竖直向下，两个竖直向下的力能使人向上作匀 速运动吗?”通过讨论交流，学生发现用自己原有的概念无法解释现象，从而使学生改变了 自己的认识，建立起正确的概念。
4．整合教学方法，强化、巩固科学概念——转变迷思概念的保证
把建立起来的科学概念全面、深刻、牢固地印留在学生的头脑中，是转变迷思概念的关键。 为此，教师应该优化、整合教学方法，巩固学生已经建立起来的科学概念。
(1)运用随即通达教学法。随即通达教学是斯皮罗等学者提出的，他认为，对同一内容的学习要 在不同时间里多次进行，而每次的情境都需要经过改组，而且目的不同，分别着眼于问题的 不同侧面［5］。这种多次通达，绝不是传统教学意义中的复习，这里的每次通达都 有不同的学习目的，都有不同的问题侧重点。例如，在讲述季风的时候，很多学生将“近地 面气温高气体体积膨胀大气密度变小气流上升气压变低”理解为“气温高气低压 ”。这个迷思概念的产生是因为学生忽略了气压的高低变化是相对于同一水平面而言的。针 对这一情况，在教学大气压受海拔高度的影响时，我重点突出在2000米海拔以内，高度升高 ，温度降低，大气压也降低。而且，我在讲授对流层气温随高度增加而递减的特点时，就落 实 到某地垂直方向的气压总是近地面的比高空的高，并不是气温高气压低。教学实践表明， 运用随即通达教学法能使学生获得对事物全貌的理解，能让学生把自己头脑中的迷思概念与 科学概念进行对照、比较，从而达到对科学概念的意蕴的理解。
(2)采用概念变式教学法。所谓概念变式教学是指在引导学生认识概念属性的过程中，不断变 更所提供材料或事例的呈现形式，使概念的本质属性保持不变而非本质特征不断变化［ 6］。概念变式教学能满足学生的情感需求，激活学生的内心思维，活化学生的知识结构 ，是概念教学的一种好方法。例如初中生对氧化反应存在迷思概念，学生错误地把氧化反应 理解为物质与氧气发生的反应。教师应该说明氧化反应概念中的氧是指能提供氧元素的物质 ，不仅包括氧气，而且还包含氧化物。如氧化铜与氢气反应，二氧化碳与碳反应等，都属 于氧化反应。教师在举例的时候，应抓住氧化反应的关键特征，即得到氧的物质发生氧化反 应 。在教学中通过不同的变式进行比较，突出概念事例的关键特征，舍弃其无关本质的特征， 可以使学生获得正确的概念，有效地转变迷思概念。
(3)制作概念图的方法。概念图是指学习者按照自己对知识的理解，用结构网络的组成来表 达概念的意义及其他概念之间联系的一种网络结构示意图［7］。一般地讲，概念图 包括节点(概念)、连线(有关的概念之间)、层次(不同概念的抽象水平)、命题(两个概念之 间的意义关系)等要素。其基本制作方法是在有关系的概念间连线(箭头)，并在连线上用最 简洁的语言标注描绘其关系的文字。例如，在物质的组成教学中，因这部分知识概念较抽象 ，学生易混淆，存在较多的迷思概念，教师可以帮助学生制作概念图(如图1)。通过概念 图的制作，能使学生清楚地看到各个概念之间的联系，在大脑中形成知识的脉络，促进学生 正迁移和有意义学习的发生，实现迷思概念的转变。
参考文献
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［2］Haslam，F．& Treagust．D．F．(1987)．Diagnosing secondary students’m isconceptions of photosynthesis and respiration in plants using a two-tier multi ple choice instmment．Journal of Biological Education，21(3)： 203-211.
［3］张大均．教育心理学［M］．北京：人民教育出版社，2004：127．
［4］梁旭．中学物理教学艺术研究［M］．杭州：浙江大学出版社，2005：188．
理论性知识的学习过程是学生通过积极的思维活动，对各种各样的具体事例进行分析、概括，从而把握同类事物的共同关键特征的过程。在运用化学基本概念和原理去解释化学现象、解决化学问题的过程中，学生对物质的结构、性质和变化的认识也深入到了事物的本质，学生的抽象思维能力也得到了提高。
2促进理论性知识理解的教学策略
2.1概念图策略概念图可以使新旧知识之间、概念之间的关系清晰可见，迫使学习者将这些关系外化。[1]从这个意义上讲，概念图帮助学生加深了对知识的理解。概念图使学生看到概念之间的联系。通过绘制概念图，师生要经过制作、修改、反思、再设计的往复循环来不断完善概念图，这样一方面加深了新旧知识的相互建构，另一方面也能帮助学生学会反思自己的学习过程，从而学会自我导向学习。因此，我们认为，概念图策略是促进学生理解化学知识的一种很好的教学策略。
2.2概念转变教学策略我们教师在课堂教学中，应运用各种可能的、有效的教学策略帮助学生完成错误概念的转变。我们认为在教学过程中可以采用以下策略：
2.2.1设法揭示学生各种错误概念概念转变至为重要的第一步在于揭示学生头脑中的错误概念，如果不能了解学生的错误概念，谈何对其转变。这就要求教师关注学生的已有知识经验。
2.2.2创设情境，引发认知冲突许多促进概念转变的教学是建立在认知冲突基础上，包括创设一定的情境，使学生的认知结构外显化，然后直接对其挑战，从而引起认知冲突，随后的学习是解决冲突的尝试。根据波斯纳的概念转变模式可知，学生实现概念转变必须对自己头脑中已存有的概念不满意。由此可见，有针对性地创设具体情境，引发认知冲突，使学生对原有认知结构中的概念产生不满意，这是实现概念转变的关键。
2.2.3概念同化策略新旧概念各方面的比较，要注意比较的角度和内容，即要有相同的类比，又要有不同的对比，比较的方面可以是结构，知识的内在联系和应用等等。网络概念结构的形成，要注意新知识的纳入，处理好与原有知识的关系，整合体系，形成网络概念结构。例如，化学平衡与离子平衡的概念同化教学策略的应用：第一步，寻找认知结构中与新概念联系的相关的已有的概念。化学平衡包括平衡常数和平衡的移动，如弱电解质的离子平衡涉及解离常数，难容强电解质涉及溶度积常数，它们都有平衡移动的问题，这样，二者的联系就建立起来了。第二步，将新概念与原有概念进行精确类比。化学平衡是针对可逆反应的，离子平衡是针对溶液中离子之间关系的，后者涉及的领域要比前者小一些。弱电解质的解离常数是化学平衡常数的一种，相对于解离常数来说较简单；对于平衡移动来说，难容电解质平衡移动和弱电解质的平衡移动有相似，也有相应的区别，要注意区分。第三步，将相关的概念融会贯通，使新概念以适当的方式纳入认知结构中，形成系统概念网络，使之便于记忆和运用。将离子平衡问题和化学平衡问题相比较后，开始对离子平衡的知识体系有了一定的认识，在相似的基础上寻找不同，进一步完善离子平衡的知识，形成以化学平衡为模版的知识体系。概念同化策略小结：概念同化策略应用也比较广泛，但要注意概念同化的前提是有类似的概念作为同化基础。这个概念可以是结构上的、内容上的、或是有其他角度的相似。
2.3调动学生的主观能动性有通过学生的“学”才能起作用，学生学习的好坏，学习的成功与否，归根到底要看学生自己的主观能动性发挥得如何。随着学生在知识和经验、能力、品德等方面的不断提高，他们一方面仍然要不断地受教师的指引，更多地进行独立的学习和探索；另一方面又逐渐地趋向于成熟，形成自己的思维风格、认知结构、知识体系。
中图分类号：G633.7文献标识码：A 文章编号：1009-010X（2013）09-0031-04
物理概念的建立是物理学科建立并发展的关键，是区分科学规范的研究与常识、经验的观察体验的基础。因此，概念教学是物理教学中至关重要的一环，其将影响学生对物理知识网络的构建与拓展。
以往的高中物理概念教学多采用“注入式”，把学生当成一个“空容器”、一个被动的接受者，忽视学生已有的与待学习概念相关的认识和体验、导致学生认识中的矛盾冲突无法解决，对老师讲的或书上写的概念只是服从权威、强制记忆，没有真正地理解和接受。在解决实际问题中也就不能灵活、正确地运用。
基于认知主义和建构主义学习理论的概念转变教学，以学生的已有概念为教学起点，通过教学行为解决认知矛盾，建构更科学的概念。学生的能力和生活体验是逐步加强的，因而学生头脑中物理概念的形成也是由错误到正确，由模糊到清晰，由片面到全面的渐进过程。很多重要的概念（例如力、运动、能量、场、熵等），其学习和理解过程贯穿从初中物理学习到高中或者高等教育的始终。所以，在这些概念的建构过程中，需要进行概念转变教学的不断循环和深入。
笔者在物理概念的教学过程中，探寻概念的形成脉络，对一些在中学物理里不断深入的核心概念有意识地形成纵向的系统课程，帮助学生建构物理概念。在课程实施过程中，积极探究和实施概念转变，使学生逐步体验到科学探究的过程和方法并内化成自己学习研究的能力，同时新旧概念的一次次认知冲突，是培养批判性思维和创新思维、形成科学世界观、价值观的重要过程。
一、关于物理概念的建构与概念转变
（一）概念及物理概念的特点
1.概念（conception）。它是代表一类享有某些共同特征的人、事物、事件或观念的词或符号，是通过使用抽象化的方式从一群事物中提取出来的反映其共同特性的思维单位，是逻辑思维的最基本单元和形式。人的认识从生动的直观到抽象的思维，形成一系列概念，这些概念的真理性又要返回实践中接受检验，循环往复。因此，概念的最基本特征是它的抽象性和概括性。
2.物理概念的特点。物理概念具有概念的共性，同时因其研究对象的特殊性还具有一些特点。例如，物理概念是观察、实验与科学思维相结合的产物，一般都具有确定的内涵与外延，具有量的含义，可以测量并与数学联系起来。物理概念中的定量概念都采用操作定义。
从物理概念的特点可以看出，物理概念形成既要有源于生活的观察、实践和体悟，也要有科学的实验测量和分析判断，还要有抽象而严密的逻辑推理与数学表达，具有更加深刻而理性的物理学科特点。
（二）概念的建构与概念转变
对概念的学习理解，不同的心理学派观点不同。有的认为学生是被动的接受者，有的认为学生是主动的参与者。建构主义学习理论认为学习者对知识的建构是以原有知识、经验为基础的，学习过程是新旧知识、经验间的同化和顺应的过程。学习者原有的知识、经验作为知识建构的条件、基础或背景，在学习者的知识建构中起着十分重要的作用。我们要注意：学习者原有的知识、经验虽然十分重要，但不一定都能对新知识的学习起促进作用，有时恰好相反，固有的经验和思维定势阻碍学习者认识理解新知识。在这里有必要了解影响概念学习的两个重要概念：前概念与迷思概念。
1.前概念（preconception）。有关前概念的研究很多，也有称之为直觉想法、学生想法、自发想法等，主要指学生在学习之前就存在着的对所学事物的个人认识。它是学生知识框架的一部分，不管它是否科学正确，都是学生学习新知识、解决新问题的基础，是科学概念形成的出发点，故应是教师教学的起点。
2.迷思概念（misconception）。在物理概念学习过程中，学生已有的某些概念（包括科学概念与前概念）对理解某一确定（具体）概念造成迷惑、干扰、混淆，这些概念通称为该确定（具体）概念的迷思概念。大部分学者认为迷思概念是学生从生活经验、社会环境、学校学习（教师教学和教材表述等）、同伴交流、天赋观念中获得的，用于了解和解释自然现象的有别于公认的科学概念的已有概念。
3.概念转变（conceptual change）。从以上的叙述可以看出，前概念和迷思概念是在学生学习概念时已客观存在的，不管正确与否，都不能回避。所以，在概念教学中应了解学生的前概念和迷思概念，发现问题所在，针对这些问题进行研究和分析，从而帮助学生构建新的科学概念。这个过程称之为概念转变。概念转变相比于概念教学，突出了学生在学习过程中的主体性，体现学生主动面对新旧概念的冲突，修正迷思概念，建构更科学的新概念。
（三）概念转变教学与物理概念的深入教学
1.概念转变教学。概念转变教学有多种模式，例如纳斯鲍姆和诺维克提出的三步教学模式：揭示和弄清学生已有的前科学概念；引进与前科学概念相冲突的新概念；鼓励学生对新概念进行评论，并形成对有关概念的新的概念图示。还有准备、聚集、挑战及应用四个阶段教学流程或5E教学模式、学习环教学模式等。一般概念转变教学可概括为以下三个阶段：
①探测认知结构，了解已有概念；
②引发认知冲突，解构迷思概念；
③解决认知冲突，建构科学概念。
2.物理概念深入教学。很多重要的物理概念的教学不是一次性完成的，而是在学习过程中不断以各种方式呈现。也就是说概念转变的教学环节不是封闭的，而是不断循环，每次循环中对概念理解都在不断深入。因而，教师在物理概念教学中，应主动探寻概念的形成脉络，有意识地形成纵向的系统课程，帮助学生完成概念转变，建构科学的物理概念。
下面以重力和引力概念的深入教学为例，谈谈如何实施概念转变教学，促进概念的深入理解。
二、概念深入教学与概念转变课例研究——《重力与引力》
注意到重力、引力概念的学习具有下述特点，笔者选取《重力与引力》的教学作为研究课例：重力、引力及其关系一直贯穿中学物理教学的过程，而且是不断深入和发展的，反映了人类对重力和引力及其关系的认识过程。从初中重力学习开始就涉及到引力概念（由于地球的吸引而使物体受到的力叫重力），到高中必修（如《必修1》）和选修（如《选修3-1》、《选修3-4》）教学内容中的多个模块、章节又不断地研究重力、引力及其相关概念、规律。分析教材可以看出，重力和引力的概念在高中物理教学中涉及广泛且不断深入，而且还关系到对其它相关概念、规律、方法的理解及研究应用。应用概念图制作软件或根据续佩君教授的核心概念理论绘制内在逻辑脉络图，更容易发现它们在这一系列内容中的核心地位及它们之间的联系。但是，由于这些内容相对分散，学生不可能在某一特定章节的教学中一次性正确而深入地掌握和理解这些概念。我们在各年级（初中毕业、高一、高二、高三）各章节教学的前测、后测中也发现，学生不易自觉地综合提升、融会贯通、自主构建更深入、全面的重力及引力概念。因此，需要教师抓住这些内容之间的相互联系，设计关于重力、引力及相关概念的纵向课程，引导学生对重力和引力概念及其关系不断深入思考和重新认识，逐步建构科学而深入的概念。
（一）课程设计构想
1.设计重力和引力教学的纵向课程。从高一到高三，统筹安排相关内容的教学，做到彼此衔接呼应，促成学生对重力和引力概念的不断深入理解。
2.在课程设计时应用概念转变教学方法。利用各种探测认知结构的方法了解迷思概念；再利用合作学习、概念图、探究实验等学习和教学方法引发认知冲突，解构迷思概念；最后适时引入新概念，解决认知冲突，逐步建构新概念。
（二）课程设计案例
根据概念转变、概念建构的理论和实施办法，结合教学重点，设计重力和引力概念教学的纵向课程。纵向课程围绕重力和引力概念的转变，根据教学内容、进度和对象在高中各年级展开，并以适当的教学形式来实现。下面以纵向课程中不同年级、不同形式的几节典型课为例，介绍对重力和引力概念的深入理解和概念转变的教学过程。
为便于大家理解，先简单介绍我校物理课程体系：我校物理课程根据教学内容分成常规课和荣誉课。常规课基于课标，供全体同学修业；荣誉课对理论和方法进行适当拓展，供在物理学习方面有兴趣和余力的学生选修。其中，常规课根据学生发展方向又分为理科和文科两个系列；荣誉课则有课堂教学、沙龙讲座、俱乐部活动等不同教学模式。
1.高一理科常规课——《必修1》 第三章 §1 重力 ，1课时。这节课是重力概念初、高中衔接的课程，之前，学生由初中学习和生活观察实践已建立了重力概念，高中教学应以学生已有概念作为起点，建构更正确、深入的重力概念，而不应不管学生的思维起点，照本宣科地教学。所以，这节课的教学设计的重点是了解学生的前概念、迷思概念，引发认知冲突，为建构新的概念做好准备。具体实施过程为：
第一步：了解学生的前概念。老师围绕以下几个教学重点设计了预习思考问题：①重力、万有引力与向心力的概念及其关系；②重力测量和重力加速度；③重力方向；④重心。主要是课前通过问卷、访谈、二段式调查等方法了解学生的前概念。
第二步：通过课前的学生合作学习和课堂讨论、实验探究等教学环节，引起学生认知冲突，解构迷思概念。例如，在地球上的不同位置，物体的重力为何会略有不同？弹簧秤的示数是否等于重力或重心是否一定在物体上等问题，都是可以引导学生进行批判性思维，进而破解迷思概念的。
第三步：适时引入新概念，落实本节的教学重点和难点：重力与地球吸引力的联系与区别、重力大小（影响g变化的因素、重力与视重的区别与联系）、重力方向，重心的概念等。
需要注意的是，本节的教学目标是在发现前概念和迷思概念，而不是在此时就要全部解决，有些问题是在引力等概念教学中逐步解决的。此时的留白正是为学生的自主探究和后续的教学留下空间、埋下伏笔。
2.高二理科荣誉课——《选修3-1》第一章 §4 电势能，1课时。本节教学设计旨在突出概念建构过程中类比方法的应用。
根据建构主义的主张，新的学习必须能与学生已有认知结构中的旧经验取得关联，才能让学生真正理解，才是有意义的学习。而在引入新的物理概念时，类比是一种十分重要的方法。类比是指利用逻辑推理的思考形式，把寻常的、熟悉的事物（类比对象）类比到异常、未知的事物（研究对象），然后依据两个对象之间存在着某种相类似的关系，从已知对象的某种性质推出未知对象的某种性质。
电场的概念比较抽象，学生难以理解，所以这节课主要是借助高一已初步形成的重力、引力及其做功特点，势能与能量转化的概念和规律，用类比的方法研究电场力做功特点及电场中能量转化等问题，形成电势能概念。同时静电场中电势能、电势、电势差、场强等概念又反过来可以加深学生对重力、引力及相关概念的理解，形成逆向正反馈。而两个场的共性，又可引发对保守力做功、势能、非保守力等概念的思考，使概念的理解和探究更加主动和深入。所以这节课的设计不仅要用类比帮助学生形成未知事物（电场、电势能）的概念，同时用类比反过来深化对已知事物（重力、引力场，引力势能）概念的认识，并希望研究二者的联系，归纳出共性（保守力、保守力场、势能）的概念。
3.高三专题复习课——《万有引力与重力》，1课时。高三教学的重点在于应用概念、规律解决问题。引（重）力作为重要的核心概念，在很多问题中都会涉及，但在具体问题中可能考查的是引力概念在不同侧面的特征。高一在刚开始学习重力时并未引入圆周运动概念，所以对重力与万有引力的关系比较模糊。在高三复习前测中发现，学生在下述问题中的迷思概念比较集中：地面物体和近地卫星的受力如何区分？重力是万有引力的一个分力（另一个是物体与地球一起自转所需的向心力）还是万有引力与惯性离心力的合力？重力是性质力还是效果力？由于存在对这些问题的迷思概念，加之这部分公式、规律较多，不少学生对公式、规律的应用条件与适用范围并没有真正理解，生搬硬套，造成解决问题上的错误。本节课的设计通过例题和练习发现学生的迷思概念，通过研究讨论澄清概念间的联系与区别。概念清晰了，才能选择正确的规律和公式解决问题。高三面对的是复习备考任务，要正确而高效地解决问题，更需重视基本概念教学，特别是要重点解决易混淆概念，这样才能熟练掌握正确解决问题的方法和技能。不弄清概念就让学生陷于题海，只能增加混乱，事倍功半。
4.高二荣誉课讲座——《引力的前世今生》源自《选修3-4》第十五章 §4广义相对论简介的教学，2课时。本讲座从牛顿力学中的引力开始，到广义相对性原理和等效原理等近现代物理学引力研究的进展和观点。讲座分三部分：①引力是一种基本作用力；②引力是时空弯曲的几何表示；③引力是一种可重整化的量子规范场？以科学发展的视角重新审视引（重）力的概念发展，突破相对完整的牛顿力学体系，对学生继续学习和研究提供开放性窗口，也引发学生对时空观、科学观的思考。
三、教学反思和课题进一步研究设想
在引（重）力概念转变教学的纵向课程教学过程中，通过教师的课程设计和实施，学生能更主动地探究知识和概念的形成过程。通过纸笔测试和访谈等评价方式可以发现，学生对概念的理解更加深入全面和开放，应用相关概念分析解决问题的能力也有所加强。
但是，在整个课程的实施过程中，教师感到还缺乏系统而科学的调查和研究方法，比如了解学生迷思概念时的问题设置和数据分析；一些过程性材料没有注意保留；学生在课程实施前后的对比评价也还显得比较薄弱。今后课题研究中应进一步整理出了解迷思概念的有效问题；引入和使用应答系统等教学软件高效地了解学生的主要问题，设置适当的评价方式了解对概念的理解和掌握情况。
另外，对于其它重要概念，如力、运动、能量、场等，也将作为今后建设纵向概念教学课程的主要研究内容，继续用概念转变的教学方法研究概念的深入教学。
参考文献：
[1]蔡铁权，姜旭英，胡 玫.概念转变的科学教学[M].北京：教育科学出版社， 2009.
[2.]赵凯华，张维善.新概念 高中物理读本 第一册[M].北京：人民教育出版社，2005.
[3]陈 琦，刘儒德.当代教育心理学[M].北京：北京师范大学出版社，2007.
【中图分类号】G633.7 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2014）02-0163-02
物理学习的最基本的方式是基于原有经验的概念转变学习。进而，物理教学也就可以被看成“概念转变教学”。根据多年的教学经验，我认为实验是促进学生概念转变非常有效的途径。物理是一门以实验为基础的学科，实验是科学认识的基础，实验是纠正错误最重要且最有效的手段之一。所以，我们一线教师需要探索的是：如何开发或更好地运用实验说明原有概念的错误所在，使迷失概念发生动摇，直至更正；或者增加验证实验，发展并完善学生与科学观点相一致的正确认识，使其上升为科学概念。
一、通过实验探测前概念，协助学生自己建构科学概念
对教师来说，对学生的认识不但在广度和深度上十分有限，而且容易出现严重的偏差。所以我们在教学过程中应创设一些活动，通过观察实验，启迪学生的思维，给学生充分表达的机会，使学生对一些现象所持的观念明朗化，了解学生在学习相关知识之前究竟存在着哪些认识，分析这些认识产生的原因，以及它们对学生新的学习产生了哪些影响。
【案例】在进行大气压教学前我们往往必做“覆杯实验”，如图1所示，在注满红水的杯口盖上一张硬纸片，将杯子倒过来，发现杯中的水没有倒出。于是教师对学生说（教科书也是这样写的）：由此可见，大气存在着压强，是大气压将纸片托住。但是，对此现象学生有何解释呢？我在两个成绩差异较大的班级做了问卷调查：
特色班（41人）：
平行班（46人）：
以上数据说明在学生中既存在有对概念的掌握起积极作用的――正确前概念，也有起消极作用的――错误前概念（有近半学生认为是被水吸住），即便在同一个学生的大脑中也可能同时存在正确的和迷失的概念（这从上表选项A+D>100% 可以看出），说明他们对一些事物的想法是模糊的。而且不论成绩相差多么大的两个班级，不同观点出现的比率都非常相似。那么如何实现这一概念转变呢？显然，传统的讲授难以真正有效促进学生对正确概念的建构。
我们可以用这样一个实验：把倒过来的杯子挂在真空罩顶（用不干胶挂钩），然后抽气，学生清楚看到纸片落下水流出。当学生从直观的实验现象中发现原有概念已经不能解释新的问题时，学生才会被迫放弃原有的观念，主动建构新的科学概念。教师在没有做出任何解释的情况下对学生又进行了调查：选A的人数为0，而选C的学生达到90%。另外，也有教师在杯底扎一个洞，用手指按住洞时纸片不掉下来，手指移开则纸片掉下，也能证明不是水粘住纸片，使学生的目光聚集到了空气这一变量上。
对于每个学生而言，由于认识问题的深度和广度不同，对事物的理解也就不同、有的较全面有的较片面、有的较深刻、有的流于表面。我们教师应该设计、运用一些直观的实验，让孩子们在回忆过去经验和知识的基础上“唤醒”前概念，同时协助他们自己建构科学概念。
二、运用实验完善有益经验，帮助学生总结提升为科学概念
研究者将促进概念转变的教学策略分为两大类，一类是以学习者原有的正确观点为基础，将其向科学认识发展和拓宽。初中学生思维活跃，有一定知识积累，在这些积累的认识中有许多与科学观点相一致，但却是浅显的、不全面甚至是一知半解的，大多缺乏思维深度和科学性。我们教师应该充分挖掘学生前概念中可以利用的有益经验因素，运用实验为新概念的建立牵线搭桥，以促使学生展开积极主动的学习活动，帮助学生总结和归纳自己观察到的现象、收集到的证据，将其提升为科学概念。
【案例】对于“凸透镜能成什么样的像”这一问题，学生唯一的前概念是“可以当放大镜用――成放大的像”，这一认识正确但太片面，我们怎样才能完善并拓展学生们的知识呢？显然，灌输式教学或简单的结论式教学，不可能使学生真正地理解这些概念。我调整了以往“研究凸透镜成像规律”实验的教学顺序，在成像规律没有告诉学生前把他们带到实验室，要求他们探究“把它当放大镜用时成像有何特点？什么时候不成像？” “还能成别的像吗？用桌上的光屏接收一下看看。” “为什么有的像大有的像小，有规律吗？”学生们在“玩”的过程中充实、完善和总结了凸透镜成像的规律。
三、促进学生概念转变
促进概念转变的第二类教学策略是：建立在认知冲突和解决冲突基础上的教学。早在1982年，康奈尔大学的Posner等教授提出了概念转变模型，提出发生概念转变的四个条件：
（1）对原有概念的不满：让个体处于某种情境，让他用自己的原有概念来解释一些现实问题。只有个体感到自己原有的某个概念在解决实际问题时失去了作用，从而引发认知冲突，他才有可能改变原有概念。
（2）新概念的可理解性：学习者需懂得新概念的真正含义，而不仅仅是字面的理解，他需要把各个片段联系起来，建立整体一致的表征。
（3）新概念的合理性：个体需要看到新概念是合理的，而这需要新概念与个体所接受的其它概念、信念相互一致，而不是相互冲突，它们可以一起被重新整合。
（4）新概念的有效性：个体应看到新概念对自己的价值，它能解决原有概念无法解决的问题且能向个体展现出新的可能和方向，具有启发意义。
可见，学习者首先要意识到新经验与原有观念之间的不一致，从而产生一种“冲突感”，在此基础上，学习者对新、旧经验及其有关的事实、观念进行分析和判断，思考各自的合理性、正确性，直至对新、旧知识经验做出某种调整，以解决它们之间的冲突。在物理教学中引发认知冲突的教学策略以“实验演示”和“探究实验”最能唤起学生的求知欲，效果也最为明显。所以，有经验的教师应该针对学生常犯错误，设计一些实验以呈现日常生活中不能经历到或意想不到的新现象，促使学生轻而易举地调整和改变原有的认知结构。
1 观念转变教学模式（Conceptual Change Learning Model）
“观念转变学习”教学模式是西方科学教学研究者们在观念转变学习理论的基础上所提出的一种教学模式。
（1）观念转变教学模式的理论基础——观念转变学习理论
建构主义认为，学习是学习主体根据已有的知识经验主动建构新知识的过程。在学生接受新知识和经验之前，他们头脑中就对一些数学问题和现象有自己的看法和理解，并在不知不觉中养成了他们独特的思维方式。这种思维定势就造成了学生一些教学前错误概念的形成，学者们认为这些概念包括替代概念（Alternative Conception）和前概念（Pre-conception）。替代概念是指学生在先前的正式教学中形成的错误理解；前概念是指源于日常生活中非正式经验的那些概念。这些前概念有些是对客观世界的朴素的反映，但更多的则完全与科学概念相悖，学生认知结构中的这些错误概念，不但会妨碍新知识的理解，而且会导致学生产生新的错误概念。这是因为，学生不仅会对这种错误概念深信不疑，而且还会试图将这些错误概念迁移到对新环境、新现象的解释中去。
（2）观念转变教学模式的教学步骤
德赖弗（R.Driver，1989）以观念转变学习理论为基础设计建构主义教学，提出了观念转变学习的建构主义教学模式。在德赖弗模式的基础上，1992 年斯考特（Scott）提出了另一观念转变学习的教学模式。这一模式的步骤是：
① 定向和引出学生的概念知识；
② 导入科学理论的性质和通过模拟与讨论建构理论；
③ 学生建构自己的理论；
④ 引导学生对自己的理论进行回顾、反思、讨论和评价，帮助学生趋向可接受的科学理论；
⑥ 提供可接受理论的应用环境。
在斯考特的教学模式中，学生拥有获得自己经验和建构意义的机会。同时，在这个模式中，建构主义方法的另一个关键特性即关注科学理论的性质、范围和建构也非常明显。此外，学生在此模式中，还不得不提供证据以验证自己的假说。在此模式中，充分体现了建构主义的四个中心属性。
2 支架式教学模式（Scaffolding Instruction Model）
建构主义理论认为，学生的认知不同于教师的认知，知识也不是简单机械地从一个人迁移到另一个人，而是基于个人对经验的操作、交流，通过反思来主动建构的。因此，教师在进行教学时，就要充分考虑到学生的思维模式和认知特点，帮助学生通过自己的活动对人类的数学知识构建起自己的正确理解。在这个意义上，建构主义者借用了建筑行业的”脚手架”概念，形象地提出了支架式教学这一教学模式：教师先为学生的学习搭建支架（指教师对教学过程的管理、调控）、通过支架，帮助学习者理解特定知识，建构知识意义的教学模式。借助该知识框架，学习者能够独立探索并解决问题，然后逐步撇去支架，让学生独立探索学习，独立建构意义。
3 随机进入教学模式（Random Access Instruction Model）
建构主义寻求一种适合于高级学习的教学模式，即学习者可以随意通过不同途径、不同方式进入同样的教学内容的学习，对同一教学内容或问题进行多方面的探索和理解，获得多种意义的建构。这就是源于认知弹性理论（Cognitive flexibility theory）的随机进入教学模式。这种教学模式为数学概念知识中复杂概念知识的教学开辟了一条新途径。
（1）随机进入教学模式的理论基础——认知弹性理论
认知弹性理论认为，意义的建构应包括对新信息重构性的理解和对原有背景经验的改造和重组。基本思想之一是：只有在显示多维事实时才能以最佳方式对复杂概念或不良结构领域（ill structured domains）的现象进行思考，结构不良领域是普遍存在的，可以说，在所有的领域，只要将知识运用到具体情境中去，都有大量的结构不良的特征（Spiro et al.，1995）。
（2）随机进入教学模式的教学步骤
随机进入教学模式主要包括以下几个步骤：
① 呈现基本情境：向学生呈现展示与当前学习主题的基本内容相关的情境。
② 随机进入学习：根据学生“随机进入”学习所选择的内容来呈现与当前学习主体相关联的情境。在此过程中，教师要随时注意学生的自主学习。
③ 思维发展训练：由于随机进入学习的内容通常较为复杂，所研究的问题也涉及许多方面，因此，在学习中，教师应注意发展学生的思维能力。
④ 小组协作学习：围绕呈现不同侧面的情境所获得的认识展开小组讨论。在讨论中，每个学生的观点在和其他学生以及教师一起建立的社会协商环境中受到考察、评论，同时，每个学生也对别人的观点、看法进行思考并做出反映。
⑤ 学习效果评价：包括自我评价与小组评价，评价内容与支架式教学相同。
以上五环节之间没有固定的顺序，在实际教学中，各环节可灵活变动，甚至可合为一体。
