人們對(duì)其生活的世界多少會(huì)存在一些誤解(也譯成錯(cuò)誤概念，misconception)，如它如何運(yùn)作，人類如何與之交互，它如何發(fā)生轉(zhuǎn)變，以及轉(zhuǎn)變背后的原因是什么。這些錯(cuò)誤理解是每個(gè)人在建構(gòu)自己對(duì)周圍事物的看法中建立起來(lái)的。通常，這些錯(cuò)誤理解并不干擾日常生活。本文闡述這些錯(cuò)誤是如何產(chǎn)生的，哪些以前的錯(cuò)誤步驟可能促使了這些概念的產(chǎn)生，以及教師可以采用哪些策略幫助學(xué)生進(jìn)行概念的轉(zhuǎn)變。
　　
　　關(guān)于錯(cuò)誤概念
　　
　　我們的一生都淹沒(méi)在信息之中，有些信息和我們密切相關(guān)，有些卻沒(méi)有。當(dāng)我們?cè)噲D去理解這些信息時(shí)，錯(cuò)誤概念就有可能會(huì)產(chǎn)生。這可能是因?yàn)槿祟惿瞄L(zhǎng)和傾向于模式建構(gòu)和模式搜索，尤其是我們需要回答和解決問(wèn)題時(shí)。這一現(xiàn)象和我們?nèi)四X的工作機(jī)制有關(guān)。
　　
　　對(duì)此，學(xué)者Wesson(2001)這樣解釋：當(dāng)大腦皮層接收到信息并分析時(shí)，大腦試圖把這些信息的每一個(gè)成分與已存在于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的有相同特征的記憶單元進(jìn)行匹配。簡(jiǎn)單說(shuō)來(lái)，人腦通過(guò)與已有信息建立聯(lián)系的方式存儲(chǔ)新的數(shù)據(jù)。如果這些新的信息不能與學(xué)習(xí)者已有的思維模式相契合，則會(huì)被改造以符合已有的模式。
　　所以在學(xué)習(xí)者構(gòu)建解釋、解決問(wèn)題、用有缺陷的推理重組新信息的過(guò)程中錯(cuò)誤概念被不知不覺(jué)地創(chuàng)建并加強(qiáng)。產(chǎn)生的錯(cuò)誤概念還會(huì)與其他錯(cuò)誤概念和不確定觀念相結(jié)合在一起，以至于不斷循環(huán)下去。
　　一個(gè)錯(cuò)誤概念不被糾正的時(shí)間越久，就越容易根深蒂固。Wesson(2001)認(rèn)為：重復(fù)激活同一組神經(jīng)元之間的連接會(huì)使之不斷加強(qiáng)，而不管這些連接是正確的、不成熟的、還是錯(cuò)誤的。通常，人腦中的神經(jīng)連接在不斷地反復(fù)激活中得以加強(qiáng)，因而每次錯(cuò)誤的練習(xí)都會(huì)增強(qiáng)錯(cuò)誤概念，使之變得更加難以改變。
　　在紀(jì)錄片《一個(gè)人的宇宙》中，Matthew Schneps和Philip Sadler調(diào)查了兩個(gè)常見(jiàn)的錯(cuò)誤概念。1986年，他們就四季和月相的成因訪談了哈佛大學(xué)的研究生、教授，以及一些中學(xué)生。調(diào)查發(fā)現(xiàn)哈佛大學(xué)的研究生和中學(xué)生一樣都在這些概念上持有錯(cuò)誤的觀點(diǎn)。無(wú)論他們?cè)趯W(xué)校呆了多長(zhǎng)時(shí)間，這些錯(cuò)誤概念仍然深深地扎根在他們的腦海中。
　　
　　在重新教授這些概念后，只有少數(shù)學(xué)生表現(xiàn)出較好的理解，很多學(xué)生仍然保留部分被誤導(dǎo)的觀點(diǎn)，有些人甚至回歸到他們最原始的錯(cuò)誤概念。這說(shuō)明一旦信息被記住，不管是正確的或不正確的，都很難被改變和刪除。
　　
　　誰(shuí)的責(zé)任?
　　
　　國(guó)家研究理事會(huì)(NRC)1997年提出有五種形式的錯(cuò)誤概念可以通過(guò)學(xué)習(xí)得以轉(zhuǎn)變：
　　·先入為主的想法
　　·偽科學(xué)的觀點(diǎn)
　　·概念的錯(cuò)誤理解
　　·由母語(yǔ)引起的錯(cuò)誤概念
　　·關(guān)于事實(shí)的錯(cuò)誤概念
　　父母、民間故事、教師、各種傳媒、甚至學(xué)習(xí)者自身都有可能是造成錯(cuò)誤概念的原因。盡管我們做出最大的努力，學(xué)生們依然在精心建構(gòu)著他們自己對(duì)現(xiàn)實(shí)的看法。
　　科學(xué)課程和教科書(shū)也要對(duì)頑固的錯(cuò)誤概念負(fù)責(zé)，有些甚至包含極其明顯的錯(cuò)誤信息。Walton(2002)舉出了兩個(gè)例子：一是說(shuō)人不能聽(tīng)到400Hz以下的聲音，另一個(gè)是對(duì)自由女神像的“青銅結(jié)構(gòu)”的描述。這兩個(gè)例子都存在錯(cuò)誤，因?yàn)殇撉倌馨l(fā)出47個(gè)低于400Hz的音調(diào)，而自由女神像是用銅鑄造的，而非青銅。
　　我們使用商業(yè)出版物的個(gè)人經(jīng)驗(yàn)也同樣會(huì)出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象。例如，有些教科書(shū)出現(xiàn)錯(cuò)誤的月相圖，或是用學(xué)生難以理解的方式來(lái)呈現(xiàn)。一些教科書(shū)中說(shuō)植物的光合作用發(fā)生在白天，呼吸作用發(fā)生在夜晚。事實(shí)上，如果植物只在夜晚呼吸，這樣的植物是不能存活的。少數(shù)教科書(shū)甚至說(shuō)水是電的良導(dǎo)體，而這根本就不對(duì)。
　　
　　另一個(gè)需要關(guān)注的問(wèn)題是概念的引入不考慮學(xué)生的接受水平和當(dāng)前腦的發(fā)育與功能研究進(jìn)展。Lowery(2008)認(rèn)為大多數(shù)課程和商業(yè)教科書(shū)中的教學(xué)設(shè)計(jì)并不符合學(xué)習(xí)者的思維能力。許多主題在學(xué)生的認(rèn)知和心理都沒(méi)準(zhǔn)備好時(shí)就已經(jīng)開(kāi)始。例如，小學(xué)階段的學(xué)生并不能完全理解地球、太陽(yáng)系統(tǒng)的相對(duì)位置和運(yùn)動(dòng)使得地球上四季更替或者一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中生物和非生物因素之間的聯(lián)系。由于一些學(xué)區(qū)的科學(xué)課程部分或是全部基于一些錯(cuò)誤的文獻(xiàn)，而不是研究成果和最佳實(shí)踐案例，使這個(gè)問(wèn)題變得更為復(fù)雜。
　　除了教科書(shū)，成人也有一些錯(cuò)誤概念，包括很多出于好意的教師也在不知不覺(jué)地把不正確的信息傳遞給了學(xué)生，這些錯(cuò)誤可能永遠(yuǎn)也不會(huì)被發(fā)現(xiàn)、挑戰(zhàn)或者改變。例如，要求學(xué)生遵循“科學(xué)方法”，經(jīng)常不是消除錯(cuò)誤概念，反而會(huì)使學(xué)生產(chǎn)生更多的錯(cuò)誤概念(Donovan和Bransford，2005；NRC 1996)。另一個(gè)常見(jiàn)的觀點(diǎn)是強(qiáng)調(diào)必須從假設(shè)到理論，再到定律(McComas，1996)。實(shí)際上，科學(xué)探究的方法是多種多樣的，理論(如完全經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的、被普遍接受的對(duì)自然現(xiàn)象的解釋)和定律(如對(duì)一般觀察到的行為的概括)只是兩種不同形式的科學(xué)知識(shí)。
　　
　　概念轉(zhuǎn)變
　　
　　針對(duì)這么多的錯(cuò)誤概念，我們?cè)撊绾沃匦陆逃龑W(xué)生使其得以轉(zhuǎn)變呢?Fraser(1995)把它比作不可能完成的任務(wù)：
　　“我發(fā)現(xiàn)科學(xué)教學(xué)相當(dāng)容易。開(kāi)展科學(xué)教育對(duì)我來(lái)說(shuō)不存在困難，但是，我的困難來(lái)自于對(duì)于科學(xué)的再教育(re－education)和再認(rèn)識(shí)。如果要教授學(xué)生從未接觸過(guò)的內(nèi)容，我發(fā)現(xiàn)他們一般都樂(lè)于接受和理解它們。但是，當(dāng)我不得不教授那些已經(jīng)被他們錯(cuò)誤地構(gòu)建了的概念時(shí)，我就開(kāi)始了永無(wú)休止的重復(fù)工作。”
　　國(guó)家研究理事會(huì)(NRC，1997)建議，要打破學(xué)生的錯(cuò)誤概念，教師必須首先確認(rèn)有哪些錯(cuò)誤概念，并為學(xué)生提供討論的機(jī)會(huì)去面對(duì)它們，然后再幫助學(xué)生在科學(xué)模型的基礎(chǔ)上重建和內(nèi)化他們的認(rèn)知。表1中列出了一些學(xué)生常見(jiàn)的錯(cuò)誤概念，表2中給出幫助學(xué)生克服錯(cuò)誤概念時(shí)教師可以使用的策略。目前有許多可利用的資源，包括書(shū)籍、雜志和網(wǎng)站可以幫助教師識(shí)別學(xué)生常見(jiàn)的錯(cuò)誤概念如“壞科學(xué)”和“兒童關(guān)于科學(xué)的錯(cuò)誤概念”(見(jiàn)推薦網(wǎng)站)。
　　盡管許多常見(jiàn)的科學(xué)方面的錯(cuò)誤概念已經(jīng)被鑒別出來(lái)，如表1中所述，但這只是第一步。我們還必須識(shí)別每個(gè)學(xué)生的錯(cuò)誤概念。每個(gè)學(xué)生都是一個(gè)獨(dú)立的學(xué)習(xí)者，有其自身的錯(cuò)誤理解。通過(guò)仔細(xì)傾聽(tīng)學(xué)生的回答，分析他們的想法，尋求明確的說(shuō)明，要求學(xué)生進(jìn)行解釋和討論，這樣我們就可以判斷出學(xué)生們的理解是膚淺的還是深層的。
　　我們還需要理解學(xué)生是怎樣把分散的信息綜合在一起以促進(jìn)學(xué)習(xí)的，并鼓勵(lì)學(xué)生表達(dá)觀點(diǎn)，個(gè)人反思，進(jìn)行元認(rèn)知(對(duì)自我認(rèn)知的評(píng)價(jià))和接受不同觀點(diǎn)。了解學(xué)生如何處理信息是非常重要的。要幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)到他們自身的錯(cuò)誤概念，可以使用如下策略(Gooding和Metz，2008)：
　　·要求給出說(shuō)明，即請(qǐng)學(xué)生進(jìn)一步解釋、改述、闡明和演示
　　·要求給出證據(jù)，即請(qǐng)學(xué)生為其主張尋求實(shí)證
　　·要求給出評(píng)價(jià)，即請(qǐng)學(xué)生用收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行推測(cè)
　　·等待一段時(shí)間，即非語(yǔ)言引導(dǎo)策略，延長(zhǎng)他們的回應(yīng)時(shí)間，鼓勵(lì)學(xué)生問(wèn)的討論
　　·和學(xué)生抬杠，用辯論的方法，即給學(xué)生機(jī)會(huì)讓他們展示和說(shuō)明他們基于數(shù)據(jù)的判斷
　　·不要去尋找“正確答案”，即對(duì)不同的解決方法和步驟保持認(rèn)可
　　雖然這些策略聽(tīng)起來(lái)很簡(jiǎn)單，但其實(shí)它們包含有更深的意義。常常，給出說(shuō)明的策略會(huì)被要獲得正確答案的熱情所掩蓋。我們往往只是簡(jiǎn)單地忽略了學(xué)生的錯(cuò)誤表達(dá)，沒(méi)有將其作為一個(gè)進(jìn)行概念轉(zhuǎn)變的機(jī)會(huì)。也就是說(shuō)，直接糾正學(xué)生一個(gè)錯(cuò)誤的回答常常不能真正解決問(wèn)題。學(xué)習(xí)者在建構(gòu)自身解釋時(shí)，并不常會(huì)采納那些與他們?cè)纫呀?jīng)建立起來(lái)的思維模式不相符的新信息。學(xué)生可能只會(huì)選擇一些片段來(lái)重構(gòu)這個(gè)信息，以適應(yīng)原有的模式。
　　
　　不是簡(jiǎn)單的糾正
　　
　　教師除了應(yīng)關(guān)注修復(fù)已經(jīng)存在的概念錯(cuò)誤以外，還需要注意幫助學(xué)生在一開(kāi)始就避免錯(cuò)誤概念的產(chǎn)生。學(xué)者Abiko(2002)指出：腦科學(xué)、教育實(shí)踐和心理學(xué)的數(shù)據(jù)都支持兒童的發(fā)展存在不同的階段。因此，幫助學(xué)生避免錯(cuò)誤概念的一種方法是使學(xué)區(qū)的課程開(kāi)發(fā)適應(yīng)兒童的發(fā)展階段(見(jiàn)表3)。他建議“到了高中學(xué)習(xí)階段，就可以不把重點(diǎn)放在通識(shí)課程上，而是提供一些可選擇的課程，這些課程的內(nèi)容應(yīng)圍繞一些重點(diǎn)問(wèn)題深入研究，范圍窄一些，時(shí)間長(zhǎng)一些，數(shù)量少一些，內(nèi)容上深一些”。
　　錯(cuò)誤想法是可以被修正的，但是由于這些錯(cuò)誤概念是個(gè)性化的范式，所以它們必須由個(gè)體自身來(lái)修正。一個(gè)被錯(cuò)誤理解的概念必須被回顧，直到最后認(rèn)識(shí)到它的矛盾之處，同時(shí)觀察者自身應(yīng)該在發(fā)展程度和概念化等方面具備足夠的能力來(lái)理解事件的正確含義。這些突然的轉(zhuǎn)變，或頓悟的時(shí)刻，當(dāng)條件成熟時(shí)，會(huì)發(fā)生在每個(gè)人的身上。
　　我們必須給學(xué)生提供這樣的概念轉(zhuǎn)變的機(jī)會(huì)。可能的形式包括有差異性事件、基于探究的活動(dòng)、或者其他動(dòng)腦的經(jīng)歷，這些能夠幫助學(xué)生重構(gòu)和內(nèi)化他們的知識(shí)。此外，元認(rèn)知起到了重要的作用。如果學(xué)生能思考為什么他們會(huì)這樣想，以及對(duì)這些想法進(jìn)行不斷的反思，他們將能認(rèn)識(shí)到這其中的差異，并在呈現(xiàn)的證據(jù)的基礎(chǔ)上形成一個(gè)新的和更加科學(xué)的理解。
　　在紀(jì)錄片《一個(gè)人的宇宙》中有這樣一段發(fā)人深思的話：
　　在我們每次的交流中，新的概念都在和原有的想法競(jìng)爭(zhēng)著……所有的學(xué)生都持有這些觀點(diǎn)，但都沒(méi)有意識(shí)到這是他們自身的理論。我們必須使它們顯現(xiàn)出來(lái)，只有這樣，我們才能使他們能夠去學(xué)習(xí)，使他們能夠從個(gè)人的宇宙中被解放出來(lái)(Sadler，Schneps，Woll，1987