二、教学策略之一：直面错误概念，引发认知冲突

在概念改变的教学中，第一个步骤是让学生认识到目前持有的心理模型与接触到的资料不相符，学生进入课堂的时候不是带着空白的头脑，而是已经具有表征物理世界的心理模型，只不过这些模型常常是错误的。有两个典型的不正确心理模型的例子：一个是曲线动量错误，绳上的一个球以圆形轨迹旋转，如果任其运动，球的运动路径将会怎样？正确的答案是球按照圆的切线方向运动，但有相当数量的人认为球应按照圆形路径运动。另一个是滑落错误，如果球以一定的速度从桌边滑出，球的轨迹将会怎样？正确答案是球应该按照抛物线下落，但有人认为球将水平向前运动，当动量耗尽时开始下落。这些错误概念背后往往有更深层次的心理模型支持，上述两个错误概念就涉及对运动的根本理解，而且学生能根据心理模型，自认为正确地解释一些现象，因此自己意识不到持有的概念是错误的，更不必说要改变原有的错误概念。

教师能让学生认识到错误概念吗？Clement发现，传统的物理课堂教学很少能消除学生的错误概念。^[4]那么采取怎样的策略和方法能让学生认识到异常情况呢？Chinn和Brewer^[5]讨论了给儿童呈现异常资料时所发生的种种情况：儿童可能会忽视、搁置、拒绝或排斥这些异常的资料，如此种种举动使前概念得以保持；此外，儿童可能会对异常资料重新做出解释，或对自己的理论做出表面修改，但这两种举动基本上使他们的前概念得以保持；最后一种情况，他们可能会改变自己的核心观念，形成某种新的理论和图式。Chinn和Brewer^[5]鉴别出十一种有助于学生成为反思理论改变者的教学策略（如图3）。这些策略包括削弱前概念的根基；引进另一明确且可信的相异理论；给学生提供清晰且可信的资料，且这些资料与新观念构架相一致，但与旧观念相异；最后鼓励学生证明这一新观念的合理性，并做出深加工。

                图3 成为反思理论改变者的教学策略

这些策略大部分是让学生比较原有心理模型与物理系统模型，通过比较促使学生产生认知冲突，认识到自己的心理模型是有瑕疵的，从而推进心理模型顺利的建构。在这一过程中，认知冲突的产生直接关系到后面的建构过程。在一项课堂研究中，^[6]要求五年级和六年级的学生预测某一结果，然后进行测量，并解释为什么测量的结果与预测的结果相冲突。例如，学生拉一张很重的桌子，没能拉动，于是认为没有力作用其上。然而，学生使用测力计，测到施加在桌子上很大的力。在随后的课堂讨论中，学生不得不协调相互冲突的信息，即物体没被移动，而仍然有力施加其上。那些参与认知冲突活动的学生在解决物理问题上显示出了更大的进步。总之，正如Limon所说：“认知冲突看起来是概念改变过程的起点。”^[7]