儿童朴素物理学的错误概念及影响概念转换的因素

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1、儿童朴素物理学的错误概念及影响概念转换的因素摘要建构主义的学习观认为，新知识的学习总是建立在旧知识的基础上，新旧知识经验进行双向交流。儿童在日常生活中形成的自发概念是科学学习的重要基础，而其中与基本科学理论不一致的错误概念阻碍了学习过程。该文概述了儿童朴素物理学的错误概念研究，探讨自发概念的结构及其争论，并总结了影响概念转换的重要因素，包括认知冲突感，元认知和动机因素，认识论信念因素等。关键词朴素物理学，错误概念，自发概念，概念转换，认知冲突。分类号B8441研宄背景建构主义者提出，儿童的科学学习并非从零开始，而是对原有知识经验进

2、行建构，此过程通过新旧经验之间双向反复的相互作用而实现［1］。在接受系统的科学训练前，儿童的日常经验使他们对客观世界的各种自然现象初步形成了自己的看法和解释，从而建构了儿童朴素物理学的错误概念及影响概念转换的因素摘要建构主义的学习观认为，新知识的学习总是建立在旧知识的基础上，新旧知识经验进行双向交流。儿童在日常生活中形成的自发概念是科学学习的重要基础，而其中与基本科学理论不一致的错误概念阻碍了学习过程。该文概述了儿童朴素物理学的错误概念研究，探讨自发概念的结构及其争论，并总结了影响概念转换的重要因素，包括认知冲突感，元认知和动机因

3、素，认识论信念因素等。关键词朴素物理学，错误概念，自发概念，概念转换，认知冲突。分类号B8441研宄背景建构主义者提出，儿童的科学学习并非从零开始，而是对原有知识经验进行建构，此过程通过新旧经验之间双向反复的相互作用而实现［1］。在接受系统的科学训练前，儿童的日常经验使他们对客观世界的各种自然现象初步形成了自己的看法和解释，从而建构了大量自发概念(naïveidea)，一些研宄者也称之为朴素理论(naïvetheory)［2,3］。自发概念中有的部分与科学概念相容，为以后接受科学知识打下基础，奥苏泊尔称之为新知

4、识的固定点或先前知识；另一些却与科学概念相冲突，被称为“错误概念”(misconception)0错误概念具有广泛性、隐蔽性、顽固性等特点。不仅是儿童，就算是在接受了正规科学教育的成人头脑中也屡见不鲜，因为这些概念通常能“解释”一些表面现象，符合直观观察，所以在他们的头脑里是“合理的”。目前儿童朴素理论研究多关注自发概念中与科学概念相容的部分，但本文将重点探讨其与科学概念相冲突的错误概念的研宄，目的不是强调其“错误”，而是意在探宄儿童的自发概念向科学概念发展的过程和机制。儿童错误概念在朴素物理学，朴素生物学以及数学认知等多个领域都

5、有体现：在朴素生物学领域有研宄发现，有的幼儿认为体形小的动物如小金鱼不会长大，而其它鱼可以长大［4］。还有对于死亡、遗传、疾病等概念的研究都发现了儿童的错误概念广泛存在［5］。在数学领域，研究者考察了儿童对分数［6］，线性比例［7］等概念的认识。当然进行得最广泛最详尽的，当数儿童的物理学认知研宄。2朴素物理学的研宄范围朴素物理学是指人们对物理实体、物理过程、物理现象的直觉认识［5］。儿童用自发概念解释和预测身边的物理世界，同化和顺应外部世界的刺激，但这些凭感性经验得来的知识与当前的基本科学概念却多有冲突，比如：重的物体比轻的落得快

6、让人觉得力是重物体本身的属性；太阳东升西落的轨迹使儿童对天地方的地心说深信不疑；影子总是在有光的时候出现且是黑色的，所以儿童以为影子就是黑色的光［8］;糖溶于水中消失，使儿童认为最终溶液的重量会少于糖加水的总重量［9］等等。目前的研宄考察了儿童对物理学各个分支的基本概念认知，如力和运动、能量、热、光、声、电、天文现象等，其中又以对力学概念的研宄最为详尽。皮亚杰对此做了开创性研宄，得出儿童对力有6种类型的认识：力就是运动；自己能动的东西就有力，反之则无力；力是有意图有价值的动作；力是搬运物体的动作；能持久支撑就有力；力和大小轻重有关

7、［10］。DuitR曾对“学生关于力的错误概念”为研究主题进行统计，发现仅1979〜1987年就有将近两千篇论文发表［5］。其中，Clement的抛硬币实验极具代表性。实验要求被试在忽略空气阻力条件下，用箭头表示硬币被抛向空中时，上升和下落阶段各自的受力情况［11］。如图1所示。近90%的被试认为硬币受两个力：一个是重力，一个是“抛力”。上升时抛力大于重力，下降时重力大于抛力。令人惊讶的是这些被试还是大一的工科学生!我们将常见的力学错误概念与牛顿三大定律相对照，总结得出人们一般会错误地认为：①惯性也是一种力，它使物体保持运动轨迹不

8、变，比如作圆周运动的物体，撤销外力后依然作圆周运动；②力是产生和维持物体运动的原因，比如认为物体静止时就不受力;力的方向决定物体运动方向，力与速度成正比；③作用力存在于主动施力者，比如只有人和动物才有力；作用力和反作用力存在于同一物体上。这些错误概