2.概念生态的特征
波斯纳等借用科学哲学家图尔明的“概念生态”（conceptual ecology）一词，指出，概念生态是学生所拥有概念所形成的一个环境，这个环境会影响概念转变的条件，也会使学生决定要不要接受新的概念，以致决定愿不愿意改变原有概念。这样的概念生态包含了：异例（anomalies）——不满足的主要来源就是在概念生态中，必须有反例存在；类比或隐喻（analogies and metaphors）——类比与隐喻可以提供新的观念，使得新的概念变得可理解；认识论信念（epistemological commitments）——大多数的知识领域都具有判断何者为成功解释的标准；形而上的信念与概念（metaphysical beliefs and concepts）——在科学观念里，关于宇宙具有秩序、对称，或是不混乱的信念，通常在科学工作时决定了新概念应该被接受或是丢弃；其他的知识（other knowledge）——新的概念必须要比在其他领域的知识，或是竞争的概念，具有更多发展的前途。
因此，当儿童在接受或拒绝新概念时，儿童的概念生态会影响其决定，新概念必须与儿童既有的概念生态发生联结，概念转变才有可能发生。
（二）概念转变模型的修正与发展
在概念转变模型提出以后，许多研究者对概念转变的理论继续深入研究，使概念转变模型进一步得到发展。
1.概念转变模型的修正
概念转变模型诞生之后，在科学学习的研究领域引起了广泛的反响。当然，人们也对概念转变模型提出了一定的批评。面对批评者的质疑，史翠克（K·A·Strike）和波斯纳曾于1992年对此理论作了一些修改。首先，他们把将要发生转变的概念本身也看成是概念生态圈的组成部分，以体现某个具体概念与个体的经验背景之间的双向的相互作用，强调概念生态不是静止的，而是不断发生变化的，具体的概念转变也会对基本观念产生影响。其次，他们又把动机因素放到生态中，包括学习动机、对某学科的性质和价值的认识等。另外，他们看到，所谓的迷思概念有时并不是以现实表征的形式存在于学习者头脑中的，而只是个体以现有的经验体系为背景作出的推论。
2.概念生态的发展
近年来，波斯纳等人所提出的概念生态开始得到重视，学者们开始探讨概念生态在学生概念转变过程中的重要性。许多研究者通过各种实验对概念生态做了研究，研究发现：首先，学生的概念生态与学习是息息相关的，概念生态潜在地影响学生对自然现象的了解；其次，学生的概念生态有相当大的差异，这种差异主要表现在概念生态的组成因子及其关联性上。
比士（M·E·Beeth）通过对学生在科学教室中对话的研究，呈现出以下几个概念生态组成因子：反例（anomalies）、范例（exemplars）与图象（images）、对知识的认同（epistemologicalcommitments）及对真实世界的后设信念（metaphysical beliefs）；帕克（H·Park）在学生对于树叶变黄的解释研究中发现，概念生态包含9种因子：过去的经验（past experiences）、知识的本质（nature of knowledge）、对认识的认同（epistemological commitments）、对真实世界的元信念（metaphysical belief）、概念的本质（nature of conceptions）、解决问题的策略（problem solving strategies）、概念（conceptions）、学习的本质（nature of learning），以及情感领域（affective domain）；迪马斯特（S·S·Demastes）等人（1995）针对4位高中生做的研究发现：学生对于“进化”（evolution）概念的认知与回答问题的方式，反映出了6种概念生态组成因子，即原有概念（prior conceptions）、对科学的定位（scientific orientation）、科学认识论（scientific epistemology）、生物世界观（view of biological world）、宗教的定位（religious1 77 orientation），以及对进化理论的接受程度（acceptance of evolutionary theory）。
而概念生态的研究必须从学习者的各个方面加以解释，于是泰森（L·M·Tyson）等人综合波斯纳等人的概念转变模型、弗斯莱特（S·Vosniadou）的架构理论及心智模型的观点、齐（M·T·H·Chi）等人的本体论观点以及平特里克（P·R·Pintrich）的情绪观点，提出了概念转变的多维解释框架（multi‐dimensional interpretive framework），这个架构主要是从认识论（epistemology）、本体论（ontology）与社会／情意（social／affective）三个维度来解释学习者的概念转变。其中本体论探讨的是学习者对于自然现象的认识与概念的本质。认识论探讨的是学习者对于所学知识的理解情形，也就是学习者如何看待知识。社会／情意观点探讨的重点是学习者学习时的态度与情感，例如参与程度、喜好程度等因素，如图6‐2‐1所示。这些观点是相互影响的，可能相互妨碍，也可以是相互促进。由此，泰森认为概念转变是一个动态的过程。概念转变是需要考虑学生教学前的概念，在科学内容与过程之间，学生建构他们的学习，如图6‐2‐2所示。概念知识1表征了学生教学前的概念，而概念知识2表征了随后发展的可被接受的科学概念。而在两个概念之间的箭头是概念转变的过程。
吴复中等综合了认知心理学与科学教育学的研究，将教学过程中的概念生态分为两种，一种是学生内在的概念环境所形成的内在概念生态（inner conceptual ecology），另一种是教师在教学时所经营的教学概念生态（teaching conceptual ecology）。学生的内在概念生态是由学生认知结构中的有关概念和外界信息相互接触而形成的，这个概念生态影响着学生信息锤炼过程中认知发展的过程。内在概念生态可分为三个部分来探讨。认知部分：
根据其特性可以分为五个不同的方面，即语义知识、经验知识、反例、类比和隐喻、图像；哲学部分：学生的知识论观点、形而上学的信念与概念；情意部分。教学概念生态是教师为了将科学概念教给学生时所呈现出的概念生态，这个由教师所经营的概念生态在课堂中提供给学生一个概念转变的环境，进一步影响着学生的概念发展。它可以分为三部分。认知部分：类比、隐喻、模型、学生的迷思概念、反例、科学逻辑陈述；哲学部分：知识论观点、哲学信念；情意部分：科学的历史背景、生活经验、社会应用等。学生本身的内在概念生态与教学过程中的教学概念生态呈现一种互动关系。教学概念生态提供了学生学习时的外在环境，其提供的组成部分与内在概念生态在教学过程中不断地产生交互作用。在这种交互作用的环境中，教师提供的教学概念生态，若能被学生注意并接受，进入学生的信息处理过程，便会在认知过程中与学生内在的概念生态产生交互作用；不被学生接受的部分就会被学生遗忘，而被学生所接受的部分则会被学生编码储存。
综上所述，不同学生在不同的研究情境下，呈现出不同的概念生态组成因子，概念转变过程会受一系列主、客观因素的影响。原有概念：学习者原有概念通常来自于过去的经验，个人的过去经验与知识的建构息息相关，也就是说，知识的学习必须与学习者本身的经验有所关联。科学概念（science conception）：波斯纳等人指出新概念的可理解性、合理性和有效性是概念转变的条件。由此，科学概念自身的呈现形态是影响学习者概念转变的重要因素。认识论信念（epistemological commitments）：个体具有的认识论信念会影响其对概念的理解、相信以及应用的程度。情意领域（affection field）：平特里克等深入分析了动机、情感因素与概念转变的关系，学校教授的知识大部分都不是直接易懂的，因此，很容易让学生对所学的知识产生不信任或厌恶的感觉，导致学生意愿低落，无法进行有效的概念学习，最后学生的概念还是停留在一些他们认为亲切且实用的概念上。再者，学生对于教师的授课或传授知识所持的态度，也会影响学生主动参与学习的程度与自我建构学习的能力。
因此，教师不能不重视学生在情意方面的表现。在教学中，学生积极的态度、较高的责任感对概念转变很重要，对知识漠不关心的学生很难产生认知冲突。另外，不成功的学生由于消极的自我印象，过高的焦虑或消极的态度等，也会妨碍认知冲突的产生。社会情境（socialcontext）：在教学中，概念转变是在一定的社会情境中发生的。平特里克等提出，课堂教学中的任务结构、权威结构、评价结构、课堂管理、教师的示范、教师的支架作用都可能会影响概念转变。当然，这只是假设，还有待进一步研究。另外，同伴、教师对新信息的处理方式会给个体造成一定的压力，影响到个体学习者的概念转变。
二、概念转变的方式与途径
（一）概念转变的方式
齐以本体论的观点分析概念结构，他将概念分为物质（matter or thing）、过程（process）和心智模式（mental state）。依照概念在本体树跨越的情形，可分为本体类别内的概念改变（within ontological change）与跨越本体类别间的概念改变（across ontologicalconceptual change）。所谓类别内的概念改变，是指概念改变的发生是在同一本体树内概念上下的转变，而不是跨越不同的本体树。换言之，这种改变只是在同一类别内的概念归属改变，可视为信念上的修正（belief revision），属于“轻微的概念改变”（weak conceptualchange）。类别间的概念改变就是科学概念从一本体树迁移到另一个本体树，这种类别间的转移才能称为根本的概念改变（radical conceptual change）。
萨伽德（P·Thargard）从树转移（tree swithcing）和分支跳跃（branch jumping）的观点探讨概念转变的机制。他认为概念转变包含了部分相关性（part‐relations）及种类相关性（kind‐relations）两种类型的改变。所谓“部分相关性”是指在概念树阶层里较为下位的关系；而“种类相关性”则是指在概念的树阶层里较为上位的关系。并且指出，概念转变有九个阶层，分别是：增加新例子、增加新原则、增加新的部分关系、增加新种类的关系、瓦解部分种类的阶层、分支的跳跃、树的迁移。此九个阶层中的前三个阶层牵涉增加与减少两部分的改变，所以称信念的改变；从第四个阶层到第九个阶层牵涉概念阶层的改变，如分解（decomposition）、合并（coalescence）、区分（differentiation）等，尤以第八阶层与第九阶层的概念改变最剧烈，此两个阶层的改变无法由简单的增加、删减以及瓦解等改变而发生，需要先放弃原有概念和重新定义阶层的本质，重新建构出一个新概念，才能产生分枝跳跃与树的转换概念转变。
泰森等在考察同时代人研究成果的基础上，提出了按概念转变水平不同进行分类的两分法模式，该模式按已有认知结构的改变方式将概念转变分为两种：丰富（enrichment）和重建（restructuring）。
丰富
该模式首先按已有认知结构的改变方式将概念转变类型称为“丰富”，指在现存的概念结构中概念的增加或删除。人们在生活中获得的大量知识充实着他们原有的知识。充实的另一种形式包括对现存概念结构的区分、合并以及增加层级组织。总之，这一途径涉及原有概念结构的量的扩展（enlargement）。
重建
重建意味着创造新结构，这种新结构的建构或者为了解释旧的信息，或者为了说明新信息。心理学家对不同的重建类型作了区分。其一是区分弱（weak）重建与根本（radical）重建。
弱重建就是在某一概念或一整套概念的内部结构中进行重组。强重建就是考虑理论中的变化，类似于科学史中理论的改变。强重建发生在个人获得一种新理论之时，这种新理论不同于其原有结构中的旧理论。
