探索纠正学生生物学前概念的途径

2015-02-08福建省漳州第八中学蔡舒艳

福建基础教育研究 2015年5期

关键词：生物学概念科学

◎福建省漳州第八中学蔡舒艳

探索纠正学生生物学前概念的途径

◎福建省漳州第八中学蔡舒艳

前概念对初中生物学教学具有负面影响。为此通过精心设计学习活动、列举事例以及应用实验及其结果等教学措施，探索纠正学生生物学前概念的途径，提高初中生物教学的有效性。

前概念；学习活动；对照实验；初中生物学教学

生物学概念既是构成生物学知识的基本单位和结构基础，也是组成生物科学素养的核心内容，概念教学是初中生物学教学的主要任务。概念教学不是注重对概念的识记，而是重视科学概念的形成、建立及发展。在初中生物学教学中，教师经常遇到一个问题，即反复讲解、复习过的重要概念，学生在考试时仍然一错再错，其重要影响因素之一是学生的前概念。为了提高初中生物学概念教学的有效性，有必要开展前概念的研究。

一、前概念概述

1.前概念定义

前科学概念指学生在学习科学概念前已对事物具有一定认知，并在这些认知的基础上形成了自己的观点。研究者对前科学概念的表述归纳起来可分为两大类：一类是“以科学知识为依据的术语”，如错误概念（misconceptions）、错误理解（misunderstandings）、另类想法（alternativeideas）等；另一类是“以自我描述为依据的术语”，如学生观念（pupirsideas）、相异概念（alternative conceptions）、自发推理（spontaneousreasoning）等。在实际教学中，这些术语里出现最多的是错误概念（文中用前概念表示）。前概念具有否定意义，多指学生对事物片面、模糊、错误的理解。

2.前概念产生的原因

前概念产生的主要原因一是日常生活经验的影响。例如，由于生活中大部分细菌、真菌都是肉眼无法观察到的微小生物，学生误以为所有的微生物都是形体微小的。二是知识的负迁移。如苏教版《义务教育课程标准教科书·科学·五年级·上册》中提到动脉血和静脉血两个名词，学生误以为流动脉血的血管是动脉，流静脉血的是静脉。三是了解不全面，导致概念不合理外延。如误认为既能在水中生活也能在陆地生活的动物都是两栖动物。四是通过社会媒体获取不同专业背景人员演绎的科学知识。如语文课本中将食物链误写为生物链。

二、前概念对教学的负面影响

学生形成的前概念因人而异。这些前概念在学习中干扰学生形成、理解与应用科学概念，成为概念教学的一道坎，造成教师教得累，学生学得难，最后还是学不会的尴尬局面。

1.忽视前概念，导致概念理解错误

一些教师将科学概念简单等同于术语或定义，在教学中忽视学生的前概念，造成学生难以形成正确的概念。如人教版《义务教育课程标准教科书·生物学·七年级·上册》“藻类、苔藓和蕨类植物”一节教学中，教师未引导学生理解藻类植物是叶状体植物，没有根、茎、叶的分化，学生仅是死记硬背藻类植物的定义。由于学生受生活经验影响，考试时仍将海带、紫菜的食用部分误以为是叶片。

2.忽视前概念与科学概念比较，引发概念混淆

有些教师忽视概念之间的相互影响和联系，仅止于让学生学习科学概念，而没有与前概念进行比较，学生在前概念干扰下无法建立正确的科学概念。如学生有“植物呼吸是吸入二氧化碳产生氧气”的前概念。在教学中，教师简单地让学生学习植物呼吸作用的原料、过程及产物，而没有与其前概念进行联系及对比，区分出呼吸作用是吸入O2释放CO2，光合作用才是吸入CO2释放O2。因此，学生受前概念影响将光合作用及呼吸作用的原料及产物混淆了。

三、探索纠正学生生物学前概念的途径

建构主义学习理论认为，学习不是简单的信息积累，而是学生在原有认知结构基础上，选择新信息进行认知结构重组的过程。因此，有效的教学行为应该是在学生原有知识经验基础上开展的。正视学生的前概念，弄清学生前概念与新知识间的相融或相悖之处，改进教学策略和方法，以提高课堂教学的有效性。

1.设计学习活动，暴露前概念

在教学中可以通过精心设计学习活动，暴露学生的前概念。如在学习《义务教育课程标准教科书·生物学·八年级·上册》“动物的运动”中关节的结构时，教师课前准备好薄木板、图钉和皮筋，课堂上先让学生用这些材料制作关节结构模型。学生在操作时可能把皮筋固定在同一块木板上，即暴露了学生“肌肉是连接在同一块骨上”的前概念。此时教师提示学生：肌肉收缩产生力可以使关节弯曲或伸直，并让学生观看屈肘与伸肘动画图，引导学生通过思考及实践，正确掌握关节的结构，形成科学概念。

2.举例搭桥，扭转前概念

初中学生的思维能力快速发展，抽象逻辑思维能力逐步提升，但学生大部分的逻辑思维还是依赖感性经验而形成。科学概念往往较抽象，不易理解和掌握。因此在概念教学中，可以借助学生的感性经验为桥梁进行举例说明，将抽象思维直观化，从而扭转前概念为科学概念。如学生认为所有的软体动物都像扇贝、河蚌一样具有贝壳。教师可以展示特例如乌贼干，让学生动手感受或回忆食用的过程。学生都能说出乌贼体内有一层软骨，再告诉学生这层软骨是乌贼体内退化的贝壳，促进形成“软体动物并不都具有贝壳”的科学概念。

3.应用实验，纠正前概念

只有当科学概念比前概念更能说明现象与事实，并能让学生体验更多学习成就感时，才能取代前概念占据在学生认知结构中的位置。在概念教学中，教师可以利用前概念的反例引发认知冲突，引导学生进行思考、分析，透过现象看本质，促使学生纠正前概念，形成科学概念。如在种子萌发所需的条件的教学中，学生普遍认为种子的萌发一定要有光照。教师让学生以黄豆为材料设置有光及无光两组对照实验进行培养和观察。学生发现无论在有光还是无光条件下，种子都能萌发。这一实验结果与学生的前概念产生冲突，激发学生产生疑问，种子的萌发难道不需要光照？为什么种子的萌发不需要光照？是不是所有种子的萌发都不需要光照？促使学生主动探究，并对自己原有的认识产生了否定。

对学生的前概念“绿色植物白天只进行光合作用，晚上只进行呼吸作用”，教师可以设计简单的实验，将小球藻悬液装入锥形瓶中，用U型管与装有适量溴代麝香草酚蓝试剂（BTB）的试管相连，如图1。用绿色的塑料包住锥形瓶，告诉学生植物在绿光下不能进行光合作用。一段时间后，学生观察到BTB溶液逐渐变绿再变成黄色，由此可见，小球藻进行呼吸作用，产生了CO2。