概念改变学习者对自相矛盾信息的反应

错误概念会阻扰教学工作并日益对科学教师构成重大挑战Quebec大学Portvin教授在加拿大Montréal对科学教育研究文献进行了批判性系统审查,研究中,他调查概念变换,研究学习者对自相矛盾信息的反应,并辨明支持概念变换的因素

互联网、电视和印刷新闻以及其他科学拓展渠道提供各种对比理论、解释和意见,帮助公众理解科学人民如何响应这种自相矛盾异的信息是一个重要的社会问题,并由于这一流行病而日益成为中心问题。Patrice Potvin博士是Montréal魁北克大学科技教育教授,他探索学习者对科学教育研究文献批判性系统评审中自相矛盾信息的反应

Potvin解释道,对科学教育响应的调查并非新手1970年代,研究人员被提请注意科学学生重复错误,这些研究显示许多研究都具有“表示源性”。常被称为错误概念,这些表达方式是学习者在努力理解科学现象时借用或开发的个人模型或理论这些错误观念会阻扰教学工作,甚至在今天也是科学教师面临的最大挑战之一。往往与需要学习的科学知识方面相冲突此外,它们可能异常强健和难以改变

概念改变
概念改变描述这些错误概念偏向目标科学概念现有概念通常被推定为通过重构现有概念要素来改变,形式为信念、思想或思维方式,以开发根本新概念在过去40年中,至少提出了86项科学学习概念改变模型文献支持假设改变需求通常受某种形式的异同驱动,首先必须存在才能发生改变Potvin描述当学习者感知、猜疑或识别初始概念缺陷时,通常会认为获取需求冲突越重要,变化概率越大多数时间,认知冲突被理解为成功改变道路上强制的第一步,它构成大多数概念改变模型的中心机制。

认知冲突通常被认为是成功改变道路上强制的第一步

认知冲突过程模型
从文献中出现的多框架中,Potvin选择用最简单和最引用框架之一即认知冲突进程模型来框架他的审查模型分三个阶段初级阶段 学习者信先入为主 经历异常学习者若认为情况属实,第二冲突阶段学习者承认情况异常并经历认知或概念冲突,而认知或概念冲突可构成多维,包括兴趣和焦虑有可能触发认知再评价第三,学习者进入解析阶段时,他们可能或可能不就其初始先入为主概念作出决定。

研究题
探索科学教育文献教我们学习者对异常数据的反应,Potvin用文献评析发现CCPM三大阶段中每一阶段所说的话目标显示过程的可能结果或解决方式,冲突阶段发生的情况,以及有利于理想结果的初步条件和变量换句话说,从多类研究中可以看出哪些总体主题和进程进化概念变换?

方法论
多领域研究,如科学教育、决策学和心理学等,都有可能为这项研究作出贡献。为使审查易于操作,Potvin将初始搜索限制在特定关键字上(科学教育、科学学习、认知冲突、概念冲突、异常性、自相矛盾性、异性、信息、数据、事件)或标题和摘要中出现的词类组合

谷歌学者ERIC和PsycInfo前70篇文章按在线标准最有相关性从三大数据库中选取概述阅读后,未客观描述科学学习者接触异同信息时发生状况的研究被排除对其余86项资料进行了广度分析,支持加深理解CCPM相关事件,促进积极概念改变

可能的响应和结果
研究可能的响应显示学习者响应并不限于接受/拒绝自相矛盾数据Potvin综合各种认知响应发现11类响应学习者可能不知道矛盾性,他们可能选择忽略它,拒绝它或排除它为理论范畴外可能不确定其有效性或解释可中止冲突避免立即处理换句话说, effief下降意味着学习者对现有概念的信念下降学习者可能重新解释异常数据以维护原创理论外围变化可能随着学习者接受异常数据而发生,但只对当前理论略作修改论理变化归根结底是理想响应,可同化概念变化奇怪的是响应类型分布不一定偏向最后类型(理论修改),而每种类型都出现在相似频率上。

冲突及其解决
分析显示冲突对学生有意义效果更好,异常引起的认知冲突如果孤立地引入则无效,而支持知识处理活动融入教程则大有改进Potvin表示:「社会活动似乎很难看到科学进步学习者自相矛盾时似乎是相当弱的数据计算机 。 教育背景中,敏感教育者指导学生经历认知冲突,而不过分教条或指令性可大有价值

初步条件和变量
初始条件可能影响最终结果,在冲突产生前可能存在认知能力和认知信念也可以影响结果冲突解决过程因此具有挑战性,但研究表明,如果学生已经知道科学进步通常发生过程,他们可能视异常数据为较少威胁。

简单让学生接触异常数据并不足以产生预期概念改变

研究者发现那些不感兴趣或不成功的学生往往难以处理异常数据似乎也很难预测学生对先验概念的信心水平一些研究认为,要识别错误概念,首先必须将其与知识缺失区分开来。Potvin建议除认知过程外,许多其他变量需要考虑作为概念改变驱动器他反映认知冲突催化作用,似乎需要由学习者对主体的偏好驱动,并与其集中和辛勤工作并发学生在接触自相矛盾信息前可能已经拥有理想目标概念Potvin指这个概念为B规划,因为它可能不是优先级初始化概念,或可能在子认知层次上出现万一可用,可在处理阶段启动

CCPM文献搭建教程
CCPM框架事件 学习者接触异常数据分析现有研究文献显示,仅仅让学生接触异常数据并不足以产生预期概念变化并突出满足成功产生科学理论变化的每一项需求的挑战,仅通过向学生提供自相矛盾的信息尽管如此,已查明一些因素,可在单一科学教程中采取行动,该教程有利于概念改变。其中包括使冲突有意义、投入时间和精力进程、提供多维理论、注重期望结果的附加值和鼓励变革进程本身,同时承认挫折并不意味着缺乏进展。

最重要的是,Potvin强调进程开始时必须多求解决并承认学习者思想中多重概念并发并发并发的其他概念改变模型