已有研究表明:学生在接受正式的科学教育前,对自然现象的解释存在着各种各样的观念,而这些观念对学生学习科学有重要的影响。如何实现学生的错误概念向科学概念的转变,即“概念转变”问题就成为科学学习心理学研究中的一个重要课题。研究学生在科学问题情境下如何协调理论与证据,对教师有针对性地创设情境,以促进学生的概念转变、培养学生的科学思维、提高学生的科学素养有重要意义。本研究运用临床访谈法,以“视觉的形成”内容为问题情境,测查了五六年级、七八年级和九年级三个被试组共计106名学生,试图了解学生在科学问题情境下协调理论与证据时采用的方式、不同的协调方式随年龄变化的趋势以及反例、预测和解释对协调理论与证据的影响。研究任务分三个阶段:根据现象选择理论阶段、预测现象阶段、解释现象和评估理论阶段。研究发现,学生联系理论与证据的方式共分为五类:一致、不一致、基于现象、根据知识和其它方式。在联系理论与证据的过程中,大部分被试还是能够区分理论与证据。综合分析三个阶段各种协调方式的人数随年龄增长的趋势发现:用“一致”地方式协调理论与证据的人数随年龄增长有显著地提高,用“不一致”、“基于现象”和“其它”的方式协调理论与证据的人数随年龄增长呈下降的趋势,“根据知识”的人数呈明显的上升趋势(因为九年级被试已经学过该任务中涉及到的科学知识)。从被试协调理论与证据的方式来看,随着年龄的增长,学生协调理论与证据的能力有一定的提高。在解释现象和评估理论阶段,共有52人正确地解释了实验现象,正确地解释实验现象的途径有两种:一种方式是“根据知识”正确地解释,另一种方式是通过一致地协调理论与证据正确地解释。根据学过的知识正确地解释了实验现象的只有8人,他们都是九年级的被试,占正确地解释实验现象人数的15.4%;而通过一致的方式协调理论与证据正确地解释了实验现象的有44人,占正确地解释实验现象人数的84.6%,其中28人改变了理论,16人没有改变理论。从正确地解释实验现象的两类被试所占的比例来看,在概念转变的过程中,通过一致的方式协调理论与证据对改变目前概念教学的低效性,帮助学生建立科学概念有较大的促进作用。当看到的实验现象与预测的结果完全不同或部分不同时,就视为遇到反例。学生面对反例时表现出了忽略反例、拒绝反例、将反例排除于理论之外、暂时持有反例、重新解释、理论外围发生变化和改变理论七种态度,但是只有一种态度导致了原有理论的改变。在本研究中,有65.1%的被试在任务中遇到了反例,34.9%的被试在任务中没有遇到反例。遇到反例的被试中,有56.5%的被试正确的解释了实验现象,43.5%的被试没有正确解释实验现象。没有遇到反例的被试中,只有17.2%的被试正确解释了实验现象,还有82.8%的被试没有正确地解释实验现象。对频次进行卡方检验,得出双尾检验的P值为0.000,远低于0.01,因此认为反例对于学生建立科学概念有显著的促进作用。定性地分析了反例对学生建立科学概念的积极影响。这种积极影响具体表现为:1、一般来说,遇到反例的被试比没有遇到反例的被试,将花费更多的时间用于观察实验现象。2、遇到反例的被试比没有遇到反例的被试,会更主动地反思预测前选择的理论是否正确。3、遇到反例的被试比没有遇到反例的被试,更倾向于通过改变原来选择的理论以协调理论与证据。研究过程中有57.9%的被试在遇到反例后改变了理论,而没有遇到反例的被试只有35.1%的被试改变了理论,比例高出22.8%。被试遇到反例后改变理论是一种有效的协调理论与证据的方式,但是其它六种对待反例的态度对建立科学概念也有积极的意义。如果教师能正确地看待学生对待反例的态度,那么在教学中可能会更充分地发挥反例对促进学生概念转变的作用。预测和解释也促进了理论与证据之间的相互作用。最后本文对访谈工具、访谈程序的设计以及数据分析等方面进行了反思,并根据研究的结果,对科学教育的教学提供了一些参考性意见。