从错误概念到概念的转变

从错误概念到概念的转变

人们对其生活的世界多少会存在一些误会(也译成错误概念，misconception)，如它如何运作，人类如何与之交互，它如何发生转变，以及转变背后的缘由是什么。这些错误理解是每个人在建构自己对四周事物的看法中建立起来的。通常，这些错误理解并不干扰日常生活。本文阐述这些错误是如何产生的，哪些以前的错误步骤可能促使了这些概念的产生，以及老师可以采纳哪些策略关心同学进行概念的转变。

关于错误概念

我们的一生都沉没在信息之中，有些信息和我们亲密相关，有些却没有。当我们试图去理解这些信息时，错误概念就有可能会产生。这可能是由于人类擅长和倾向于模式建构和模式搜寻，尤其是我们需要回答和解决问题时。这一现象和我们人脑的工作机制有关。

对此，学者Wesson(2024)这样解释：当大脑皮层接收到信息并分析时，大脑试图把这些信息的每一个成分与已存在于神经网络中的有相同特征的记忆单元进行匹配。简洁说来，人脑通过与已有信息建立联系的方式存储新的数据。假如这些新的信息不能与学习者已有的思维模式相契合，则会被改造以符合已有的模式。

所以在学习者构建解释、解决问题、用有缺陷的推理重组新信息的过程中错误概念被不知不觉地创建并加强。产生的错误概念还会与其他错误概念和不确定观念相结合在一起，以至于不断循环下去。

一个错误概念不被订正的时间越久，就越简单根深蒂固。Wesson(2024)认为：重复激活同一组神经元之间的连接会使之不断加强，而不管这些连接是正确的、不成熟的、还是错误的。通常，人脑中的神经连接在不断地反复激活中得以加强，因而每次错误的练习都会增加错误概念，使之变得更加难以转变。

在纪录片《一个人的宇宙》中，MatthewSchneps和PhilipSadler调查了两个常见的错误概念。1986年，他们就四季和月相的成因访谈了哈佛高校的讨论生、教授，以及一些中同学。调查发觉哈佛高校的讨论生和中同学一样都在这些概念上持有错误的观点。无论他们在学校呆了多长时间，这些错误概念仍旧深深地扎根在他们的脑海中。

在重新教授这些概念后，只有少数同学表现出较好的理解，许多同学仍旧保留部分被误导的观点，有些人甚至回归到他们最原始的错误概念。这说明一旦信息被记住，不管是正确的或不正确的，都很难被转变和删除。

谁的责任?

国家讨论理事会(NRC)1997年提出有五种形式的错误概念可以通过学习得以转变：

・先入为主的想法

・伪科学的观点

・概念的错误理解

・由母语引起的错误概念

・关于事实的错误概念

父母、民间故事、老师、各种传媒、甚至学习者自身都有可能是造成错误概念的缘由。尽管我们做出最大的努力，同学们依旧在细心建构着他们自己对现实的看法。

科学课程和教科书也要对顽固的错误概念负责，有些甚至包含极其明显的错误信息。Walton(2024)举出了两个例子：一是说人不能听到400Hz以下的声音，另一个是对自由女神像的“青铜结构”的描述。这两个例子都存在错误，由于钢琴能发出47个低于400Hz的音调，而自由女神像是用铜铸造的，而非青铜。

我们使用商业出版物的个人阅历也同样会消失这样的现象。例如，有些教科书消失错误的月相图，或是用同学难以理解的方式来呈现。一些教科书中说植物的光合作用发生在白天，呼吸作用发生在夜晚。事实上，假如植物只在夜晚呼吸，这样的植物是不能存活的。少数教科书甚至说水是电的良导体，而这根本就不对。

另一个需要关注的问题是概念的引入不考虑同学的接受水平和当前脑的发育与功能讨论进展。Lowery(2024)认为大多数课程和商业教科书中的教学设计并不符合学习者的思维力量。很多主题在同学的认知和心理都没预备好时就已经开头。例如，学校阶段的同学并不能完全理解地球、太阳系统的相对位置和运动使得地球上四季更替或者一个生态系统中生物和非生物因素之间的联系。由于一些学区的科学课程部分或是全部基于一些错误的文献，而不是讨论成果和最佳实践案例，使这个问题变得更为简单。

除了教科书，成人也有一些错误概念，包括许多出于好意的老师也在不知不觉地把不正确的信息传递给了同学，这些错误可能永久也不会被发觉、挑战或者转变。例如，要求同学遵循“科学方法”，常常不是消退错误概念，反而会使同学产生更多的错误概念(Donovan和Bransford，2024；NRC1996)。另一个常见的观点是强调必需从假设到理论，再到定律(McComas，1996)。实际上，科学探究的方法是多种多样的，理论(如完全经过验证的、被普遍接受的对自然现象的解释)和定律(如对一般观看到的行为的概括)只是两种不同形式的科学学问。

概念转变

针对这么多的错误概念，我们该如何重新训练同学使其得以转变呢?Fraser(1995)把它比作不行能完成的任务：

“我发觉科学教学相当简单。开展科学训练对我来说不存在困难，但是，我的困难来自于对于科学的再训练(re－education)和再熟悉。假如要教授同学从未接触过的内容，我发觉他们一般都乐于接受和理解它们。但是，当我不得不教授那些已经被他们错误地构建了的概念时，我就开头了永无休止的重复工作。”

国家讨论理事会(NRC，1997)建议，要打破同学的错误概念，老师必需首先确认有哪些错误概念，并为同学供应争论的机会去面对它们，然后再关心同学在科学模型的基础上重建和内化他们的认知。表1中列出了一些同学常见的错误概念，表2中给出关心同学克服错误概念时老师可以使用的策略。目前有很多可利用的资源，包括书籍、杂志和网站可以关心老师识别同学常见的错误概念如“坏科学”和“儿童关于科学的错误概念”(见推举网站)。

尽管很多常见的科学方面的错误概念已经被鉴别出来，如表1中所述，但这只是第一步。我们还必需识别每个同学的错误概念。每个同学都是一个独立的学习者，有其自身的错误理解。通过认真倾听同学的回答，分析他们的想法，寻求明确的说明，要求同学进行解释和争论，这样我们就可以推断出同学们的理解是肤浅的还是深层的。

我们还需要理解同学是怎样把分散的信息综合在一起以促进学习的，并鼓舞同学表达观点，个人反思，进行元认知(对自我认知的评价)和接受不同观点。了解同学如何处理信息是特别重要的。要关心同学熟悉到他们自身的错误概念，可以使用如下策略(Gooding和Metz，2024)：

・要求给出说明，即请同学进一步解释、改述、阐明和演示

・要求给出证据，即请同学为其主见寻求实证

・要求给出评价，即请同学用收集的数据进行推想

・等待一段时间，即非语言引导策略，延长他们的回

应时间，鼓舞同学问的争论

・和同学抬杠，用辩论的方法，即给同学机会让他们展现和说明他们基于数据的推断

・不要去查找“正确答案”，即对不同的解决方法和步骤保持认可

虽然这些策略听起来很简洁，但其实它们包含有更深的意义。经常，给出说明的策略会被要获得正确答案的热忱所掩盖。我们往往只是简洁地忽视了同学的错误表达，没有将其作为一个进行概念转变的机会。也就是说，直接订正同学一个错误的回答经常不能真正解决问题。学习者在建构自身解释时，并不常会接受那些与他们原先已经建立起来的思维模式不相符的新信息。同学可能只会选择一些片段来重构这个信息，以适应原有的模式。

不是简洁的订正

老师除了应关注修复已经存在的概念错误以外，还需要留意关心同学在一开头就避开错误概念的产生。学者Abiko(2024)指出：脑科学、训练实践和心理学的数据都支持儿童的进展存在不同的阶段。因此，关心同学避开错误概念的一种方法是使学区的课程开发适应儿童的进展阶段(见表3)。他建议“到了高中学习阶段，就可以不把重点放在通识课程上，而是供应一些可选择的课程，这些课程的内容应围绕一些重点问题深化讨论，范围窄一些，时间长一些，数量少一些，内容上深一些”。

错误想法是可以被修正的，但是由于这些错误概念是共性化的范式，所以它们必需由个体自身来修正。一个被错误理解的概念必需被回顾，直到最终熟悉到它的冲突之处，同时观看者自身应当在进展程度和概念化等方面具备足够的力量来理解大事的正确含义。这些突然的转变，或顿悟的时刻，当条件成熟时，会发生在每个人的身上。

我们必需给同学供应这样的概念转变的机会。可能的形式包括有差异性大事、基于探究的活动、或者其他动脑的经受，这些能够关心同学重构和内化他们的学问。此外，元认知起到了重要的作用。假如同学能思索为什么他们会这样想，以及对这些想法进行不断的反思，他们将能熟悉到这其中的差异，并在呈