在学校传授科学之前儿童建立了关于自然现象的概念，这些概念和学校传授的科学联系在一起。在很多情况下，儿童的概念和学校科学有很大不同。在不同国家进行的调查表明了儿童概念的共同性，一些学者的研究正在对儿童期这些概念的形成方式给出有益的说明。深入的研究表明这些概念不仅仅是一些错误的信息，儿童有建构与他们的经验范畴有关的事件和现象的方法，而实质上他们可能有不同于科学的观点[1]。尽管正式的教学，学生也可能把这些观点带进成年。 认识儿童概念形成方式，引导学生形成正确的科学概念，是科学教学的重要目标。本文根据建构主义探讨儿童概念形成的认识论基础，分析科学知识的建构过程，总结科学教学的建构主义方法，以期促进科学教学走向建构主义教学，使学生获得正确科学知识。 一、认识论基础 根据建构主义的观点，下面从心理表征和适应性心理表征两个方面对儿童建立它们周围世界概念的认识论基础进行解释。 心理表征(mental representation) 建构主义的主要观点是人类建构它们环境的心智模型，而且新的经验在与存在的心理模式(mental model)和图式(schemes)的联系中被解释和理解。 建构主义认为人类并不是直接地理解世界，他仅仅拥有对它的内部解释，因为感觉是世界模式的建构。他们不能把这种感觉的表征直接和世界进行比较。[2] 根据心理模式或图式概念人们提出了一些人类认知功能领域的研究。安德森(Anderson)[3]指出阅读的过程涉及读者积极地利用心理结构(mental construction)或图式解释书本上的内容。西蒙关于问题解决的研究，特别是在复杂的和高度化的知识领域象数学或者物理问题的研究，表明问题解决者首先建立一个问题空间表征(problem space representation)，影响着信息编码执行的方式。约翰荪．莱得(Johnson-Laird)[4]关于人类推理的研究表明：人类不是根据形式逻辑的一般原理而是通过走情境(context)中建构问题的一个心理表征(mental representation)作为演绎的基础而进行推理的。 我们的推理和利用我们知识的能力好象十分依赖于知识获得的情境。我们做的大多数的推理表面上并不涉及一般的推理技巧的应用，相反好象我们的大部分推理能力似乎是和特殊的知识背景联系在一起的。 学生关于自然现象概念是心理表征特殊类型的例子；在这种情形中，影响到未来和现象相互作用方式的自然界面貌表征被建构。 适应性心理表征(Mental Representation as Adaptive) 建构主义认为学习者是自己知识设计师。就人类智力加工能力的极限而言的内部限制，和就物质环境与通过语言和其它形式的交流的文化环境的影响而言的外部限制，在学习者设计自己知识的过程中发挥着不同的作用。 我们大多数日常概念知识(commonsense knowledge)是自发的和朴素的。定性的经验规则的日常概念表征是和感觉系统，提供信息的环境和组织指导我们行为的感觉信息的智力结构之间的相互作用联系在一起的。 知识是通过学习者建构的，这个过程涉及一个假说被检验的过程，在这个过程中图式或明或暗地发挥作用，他们和新的刺激的配合被评价，结果是图式可能被修证。 范·格拉斯费尔得(von Glasersfeld)[5]认为决定概念结构价值的因素是它们的经验适当性，它们适合经验的程度，它们作为解决问题的手段的能力。事实由我们和我们经验的方式决定。 这种知识被建构的观点有一个认识论含义仍未被教育者严肃地对待，而且这种认识论含义是知道某些事情并不涉及我们的概念图式和他们所代表的含义之间的一致性，我们没有直接地接近那个真实世界。学习重点不在和外部的真实取得一致，而是由学习者建构对他们有用和相关的模式。这种知识观对我们概念化的教和学有着严重的影响……，它将把重点从学生对老师所讲正确回答转移到学生成功地组织他或她自己经验。 根据建构主义的观点，我们可以把科学中知识建构过程分为三个方面：个人建构(personal construction)，个人间建构(interpersonal construction)，和科学知识的大众建构(public construction)。 二、个人建构的儿童概念 建立在个人活动的基础上 儿童从生活的早期已发展了他们周围的自然界的图式(scheme)和概念(idea)。当它们丢下、推动、拖拉和抛出物体时，他们经历了发生的事情，而且用这种方法他们建立起了与物体下落和运动方式相关的概念和期望。类似地，关于他们周围世界的其它方面的概念通过经验建立起来，例如，有动物、植物、光和阴影，火和玩具。一个9岁的儿童注意当留声机关掉以后几秒钟声音才消失，“一定有几英里长的线，”他说：“供电流通过，因为声音花那么长时间才停止。”这个男孩已经接收了非正式科学教育，而且已经发展了电流与发声有关的概念，它流过导线而且它流得非常快。
