随着教育部发布《关于加强和改进中小学实验教学的意见》以及颁布2022年新课标，自然科学学习中探究实践活动要求和占比越来越高。我们在教学实践中总会发现，即便同处一个课堂，学习者基于对教学材料、教师讲授与自身经验的不同理解，也会产生不同的认识。为此讯飞幻境特邀北京大学教育学院教育技术系刘晋阳，于2022年6月17日下午开展“如何描述学生对科学概念的理解——心智模型 （ Mental Model）”主题分享。
本期分享介绍了心智模型的概念与起源、与记忆和推理的关系、其构成与发展等，并在此基础上探讨如何利用心智模型发现学生概念理解的深浅与偏差、学生的理解和老师及专家的理解又有何差别等话题。
心智模型是一种关于长时记忆组织的假设，它能够帮助我们进行内部演绎、推理和预测，这一概念根植于皮亚杰的“图式”理论，“心智模型”这一名词最早由Kenneth Craik在1943年《解释的本质》一书中提出。Johnson Laird作为心智模型在认知心理学领域发展先驱，最先使心智模型形式化，用于解释人的推理与问题解决过程。
如果学生能够形成心智模型，它将帮助学生模拟事物的运行结果，从而进行预测和推理；如果新的观察与已有模型的演绎或推理相悖，则修订已有模型；在此基础上，如果需要修订已有模型，学生需要发挥其元认知能力，根据条件与情境判断要进行何种程度的修订。
如何帮助学生良好地构建和发展心智模型？分享中指出，心智模型的发展受直觉经验、隐性认知元素、想象难易程度、视觉语义融合度、情绪和自我调控能力等因素的影响，提倡使用体验式学习与发现式学习，丰富学生的直觉经验，根据新的刺激改变心智模型并稳定化。
多媒体学习环境，特别是虚拟现实技术和增强现实技术，能够促进心智模型开发，一方面学生能够借此展示脑中可视化的心智模型；另一方面为学生创建了共同的话语体系，或者说一种集体心智模型；最后，这种显性化还可以尽可能避免学生内部想象过程中隐性认识元素干扰。
