（二）概念转变的途径
杜伊特（R·Duit）根据建构主义思想及概念转变的方式，将概念转变学习分为两种途径，即连续途径（continuous pathways）和不连续途径（discontinuous pathways）。
1.连续途径
连续途径试图避开在不连续途径中的基本的重建的需要，其概念转变开始于同科学概念一致的学生原有概念结构或是对已有概念的重新解释。在第一种情况中，其要点是概念的变更和目标概念的协调是逐步发展起来的。在涉及科学概念和原理的解释时，并不是任何情况下都必须从学生建构的概念开始的。它也可能开始于某些问题领域中部分知识的类比，这一问题领域中的科学内容的结构与性质已被阐明。在第二种情况中，“重新解释”策略稍有不同。与之类似的是虽然它也是从学生的原有概念开始，但对它已用新的方式作出了解释。在有关物理学学生原有概念研究中，一个重要的发现是，任何年龄的学生都倾向于认为，任何时候某一物体运动的方向就是此时力作用的方向。这种观点按牛顿的经典力学是不正确的。按照重新解释策略，先不要告诉学生他们的概念框架是错误的，而是逐步引出学生头脑中已有的东西，并从物理学的观点建构其正确的意义。事实上，确有一种物理量总是指向该物体运动的方向。但这个量是动量而不是力。另一个关于重新解释策略的实例是关于电流概念的学习。在简单的电路中涉及电流，学生通常认为，当电流在电路中流动时，电流被消耗，即一些电流被电灯利用，所以留下较少的电流回电池。这里也不要先告诉学生他们的概念是错误的。相反，教师应鼓励学生按自己的思考方式思考并找出某些完全正确的想法。事实上，电流流动时被“利用”，即能量转换成热并散失。总而言之，连续途径不需要重建科学概念结构，它只是在原有概念基础上的扩展或重新解释。
2.不连续途径
不连续途径的显着特点是学生已有概念与科学概念是完全不同的。在不连续途径中，认知冲突（cognitive conflict）策略起关键作用。认知冲突主要有以下三种：首先，认知冲突产生于学生的预测同其经验结果相反时；其次，认知冲突产生于学生的观点与教师不一致时；再次，认知冲突产生于学生之间的不同观念的碰撞中。认知冲突策略来自皮亚杰的思想，即认知冲突引起认知的不平衡，后者决定同化或顺应，直至新的平衡的恢复。总之，认知冲突就是在学生的认知心理上造成差异与不平衡。一旦引发这种认知冲突，就会引起学生认知结构上的不平衡，就能激起学生的求知欲和探索心向，促使学生进行认知结构的同化与顺应。所以引发认知冲突是激励学生概念转变学习的契机与条件。
三、概念转变的过程
概念转变是学习过程中新、旧经验相互作用的集中体现，是新经验对已有经验的改造。
皮亚杰从发展的角度阐述了儿童智力结构的基本性质，强调儿童认知发展的实质是认知结构的变化和转换。他认为个体的学习是平衡→不平衡→新的平衡的认知发展过程。平衡是一种内在的、器质性的属性。但这种平衡是暂时性的，一旦原有认知结构与新知识产生矛盾或认知冲突，就会出现不平衡。换言之，个体的认知结构总是处在平衡-不平衡的转换与变化之中，这种转换与变化的契机与条件就是产生认知心理的不平衡，即产生认知冲突。一个在儿童的内在结构（图式）上产生干扰的事件，能使儿童的观念与他观察到的事实无法匹配。可见，在皮亚杰看来，认知冲突的产生是认知发展的一个重要条件。波斯纳等提出的概念转变模式也认为，通过对原有概念的不满以形成认知冲突是概念转变的第一步。萨伽德分析了科学中的概念革命，并提出了这一革命如何发生的概念转变理论。他认为，在这些科学革命中，反例在概念转变理论中起了非常重要的作用。波普尔的证伪理论认为，任何科学理论都可能错误，终有一天因经不起检验而被证明是错误的。而这个过程往往是因为已有理论与观察到的事实不一致，于是产生解决这个问题的新的理论（假想）。库恩认为科学发展是沿着前科学→常规科学→危机→革命→新的常规科学的过程发展的。他认为危机应先于革命，并且这一危机与已有理论是相当不适应的。这一不适应很大一部分来自不一致事件。由此可见，认知冲突是引起危机、形成理论改变的重要条件。
心理学研究表明，人不能长期容忍认知心理的不平衡，人都有填补认知空缺、解决认知冲突的本能。当“认知冲突”产生时，学习者会改变自己的思考方式，寻找更妥善的方法去适应外在世界，消除冲突。其结果有助于学习者的心智发展，可以帮助学习者重新建立平衡状态，改善原有的认知结构。皮亚杰认为，个体为了达到认知上新的平衡，可以采取两种适应方式，第一是扩大自己的图式（scheme），将新信息增加到自己的图式内，即已有知识的类推运用，此过程称为同化。第二即是修正自己原先的图式，以适应新信息，称为顺应。同化与顺应这两种过程互为消长，直到达到平衡状态为止。主体正是在这种不断地寻求平衡的过程中，实现了认知的发展。只有存在不平衡或认知冲突时，才会出现认知发展。
李（Lee Gyoungho）等使用认知冲突过程模式来解释当学生面临反例从而认知上感受到冲突、冲击时的反应过程。这个模式将该过程分为三个阶段（图6‐2‐4）：初步阶段（preliminary stage）、冲突阶段（conflict stage）和解决阶段（resolution stage）。
（1）初步阶段
初步阶段是发生在认知冲突之前的阶段，包括学习者相信自己所拥有的概念与反例（即教师用来使学生觉察原有概念有其局限性的教学例子或想法）都为真的阶段。换言之，当教学者察觉到学习者另有概念时，教学者企图使用反例来使学习者产生认知冲突，然而学习者认为教学者所用的反例与他所拥有的既有概念并不会抵触或是两者可相安无事地存在。所以初步阶段是尚未察觉到反例与迷思概念不能相容的阶段。
（2）冲突阶段
在这认知冲突过程模式中，冲突过程被定义为：学习者察觉到反例与原有概念有所差异；学习者在解决认知冲突时所表现出的是感兴趣还是感到焦虑；重新评价这种冲突情境。换言之，当学习者察觉到既有概念有其局限时，会思索为何如此，接着学习者评价所面临的情况。在这些阶段过后或是这些阶段的同时，他评量自己的认知冲突情境后决定是要继续下去以解决冲突还是停止下来逃离冲突。
（3）解决阶段
在解决问题阶段，学习者将尝试用各种方法去解决认知冲突。解决冲突的反应可以当作一种内在反应来表示。学习者的反应包含由凯恩（C·A·Chinn）和布鲁尔（W·F·Brewer）所提出的：忽略反例的存在（ignoring）、否认反例（rejecting）、不确定（uncertainty）、排斥反例（exclusion）、将反例搁置一旁（abeyance）、重新诠释（reinterpretation）反例、外围理论的改变（peripheral theory change）和理论的改变（theory change）等。
波斯纳等人认为，只是简单地认识到原有概念与新概念的不一致还不能保证学生会转变原有概念。他们提出了概念转变条件：新概念必须是可理解的、合理的和有效的。由此可见，仅仅产生认知冲突是不足以发生概念转变的，还需要进一步促使认知冲突的解决。
概念转变过程是认知冲突的引发及其解决的过程，学习者首先要意识到新经验与原有观念之间的不一致，从而产生一种“冲突感”，在此基础上，学习者要对新、旧经验及其有关的事实、观念进行分析和判断，思考各自的合理性、正确性，通过同化与顺应机制，直至对新、旧知识经验做出某种调整，以解决它们之间的冲突。然而认知冲突的解决有多种途径，学习者常常会以各种方式避免转变原有的概念，要想使原有的迷思概念发生根本性转变，这的确不是一件容易的事，它取决于一定的条件。综上分析，我们可将这一概念转变过程大致可描。
四、概念转变的科学教学模式
从波斯纳等人提出概念转变模型之后，一些科学教育研究者、认知心理学家和科学课程编制者先后根据概念转变过程提出了几种概念转变教学模式，并进行了大量的教学实验研究，结果表明这些教学模式在一定的教学主题上能有效地指导教师的科学教学，促进学生的科学学习。
