从学生认知误区反思概念教学*

伯海英

（厦门市教育科学研究院 福建厦门 361004）

初中生物学教学关注重要概念的学习，要求教师帮助学生从典型事实中抽象出概念，并将概念运用于解释或解决生物学问题。但在实际测试中，经常发现学生用浅层的方式理解知识，用孤立的视角看待知识点，经常纠结于“非此即彼”，缺乏生物学概念的整体性、系统性等深度理解，无法在新情境中迁移应用概念。促进初中学生深入理解概念，是当前初中生物学概念教学亟待加强之处。

有些教师简单地将学生学习过程中遇到的困难，归因于学生“记不准”知识或解题技能有问题。通过课堂观察和认知访谈，发现学生学习困难有很多源于课堂，从学生认知误区反思其课堂成因，对于改善课堂概念教学十分重要。

1 学生对概念的认知误区举例

针对测试中的错误答案，对学生进行了访谈。在确认学生理解题意的前提下，询问其解题所联系的生物学概念、原理以及解决问题的思路，分析其解决问题的策略，确认其解答问题的信心。学生访谈陈述所反映的错误概念或模糊的认知（表1），阻碍学生对新情境的正确判断。学生的这些错误或模糊的认知，很大程度上与教学有关。

表1 学生生物学概念认知误区及其顿悟点举例

以上述5 号常见错误为例。根据访谈记录，学生对“植物的光合作用需要在光下进行，呼吸作用则是活细胞24 h 都可以进行”这个概念的认知是明确的，也经常通过列表辨析光合作用和呼吸作用。但由于教师往往强调识记原料、产物、条件等，较少要求学生在实际情境中应用这些原理解决问题，当学生面临蔬菜大棚中二氧化碳含量变化分析时，无法综合考虑光合作用和呼吸作用。访谈中，当教师追问“白天蔬菜只进行光合作用吗？”学生往往能够顿悟，突破这个障碍点，后续问题的解决较为顺畅。

2 从认知访谈反观概念教学存在的问题

《义务教育生物学课程标准（2011年版）》所倡导的概念教学，基础是“有代表性的事实”，过程需要“抽象和概括”等思维过程，结果应“构建合理的知识框架”，目标是支持学生“在新情境下解决问题”。4 个方面因果关联，没有因就不会有果。通过课堂观察和访谈可知，导致学生出现概念模糊或缺失的教学原因，主要有以下几个方面。

2.1 教师的概念缺失 教师准确、深刻、系统地把握学科概念及其内在结构是概念教学的保障。初中生物学教师在初、高中教学衔接点上容易出现科学性问题。例如将孟德尔对豌豆杂交实验的假说演绎过程表述为实验证据，将环境引起的变异均归于不可遗传变异，将病原体等同于抗原，将遗传变异和自然选择因果倒置，忽略生态系统的整体性、复杂性等，必将导致学生对概念的错误认识。

2.2 教学去情境化 认知科学研究表明，情境在学习和思维中有重要作用［1］，虽然去情境化的认知过程有时更直接省时，但不适合初中学生，而且可能是导致学生机械、浅层学习的重要原因之一。例如，因为缺乏必要的情境支撑，尽管教师多次强调学生“脊椎动物”不能记成“脊柱动物”，也不能表述为“有脊椎动物”，测试中学生仍围绕脊柱、脊椎、脊椎动物、无脊椎动物高频率出错。

2.3 教学中的越俎代庖 概念构建过程必须经历高阶思维。教师经过精心备课，对教学流程了如指掌，如果囿于预设，急于推进，越俎代庖，从事实直接跨越到概念，压缩学生必要的比较、概括、抽象等思维推演过程，学生只能用机械的方式记忆或重复术语，这种浅层学习的结果无法迁移，且易使学生产生思维惰性，习惯性地等待教师给出结论。这个问题上有个典型的例子是“血液循环途径”，这是“常考常错”的知识点。教师结合模型、图片、概念图等方式反复强化，但学生仍然难以掌握，其关键就在于学生缺乏自己发现、构建的过程。如果日常学习无需深入思考，面临新情境时，学生如何找到思考的切入点和方法解决问题？

3 促进初中学生深入理解概念

3.1 教师应保持深度学习的习惯 生物学研究对象是活的、有生命的复杂系统，这决定了生物学研究方法、思维方法是灵活的，生物学的概念和规律是有概率性的，不宜作绝对的理解［2］。人们总是只能看到自己所能理解的世界，教师对学科的理解、对课程的理解，直接决定其教学格局和层次，识记、简单模仿等低阶目标定位势必降低学习的深刻性。教师应不断完善自己对复杂的生命系统、多样的生命世界的认识，把握生物学概念的实质，才能真正将生物学课程教“活”，真正发挥课程的育人价值。

因此，教师首先必须适时管理、不断完善更新自己的学科知识结构，保持自己对学科的专业认知，自上而下理清重要概念、次位概念、典型事实之间的逻辑关系，形成以重要概念为核心的概念脉络。其次，教师必须保持勤于思考、时常调用高阶思维的习惯，经常从不同角度分析问题，保持思维的灵活性，避免片面性。再次，教师还需深刻理解课程标准、教材要求，深刻理解学生的学习特点、水平和需求，找准教学的切入点，从典型事实开始，把概念教学的落脚点放在学生建立和完善概念框架、发展思维、认识生物学观点和本质上。

3.2 改善教学情境的深刻性 思维的深刻性是思维品质中最本质的特征，是透过纷繁复杂现象抓住本质规律的思维品质。学生能否从众多生物学现象中抽象出概念、规律，反映其思维的深刻性。情境认知理论认为，知识应融入真实情境，向真实情境迁移，学生才有机会体验知识在真实生活中的应用，感悟知识的价值［3］。尤其对于初中学生来说，有助于其深度理解概念的情境，应该源于学生熟悉的社会、生活和自然。

一些初中教师对教学情境的理解停留于“导入教学”，或通过温故衔接新知，或利用故事、游戏、实验等吸引学生注意力，激发兴趣。作为整个教学活动的热身活动，目的是让学生尽快进入课堂学习状态。但对教学情境在后续学习中的作用关注不多。聚焦学生核心素养的教学情境应该具备一定的深刻性，除上述要求外，还应包含需要学生解决的问题，包含能激发学生解决问题欲望的认知冲突，并能分解出学生应该完成的学习任务等。

以人教版7年级“食物链和食物网”教学为例。教师以草原生态系统为背景，要求学生用箭头连接草、兔、鹰之间吃与被吃的关系。如果教学停留在该食物链的起点、终点、箭头方向等分析，学生就无法深入理解生态系统中物质能量的流动；如果教学仅停留在以“草→兔→鹰”这条食物链分析生态系统的自我调节能力，学生就无法深入理解真实生态系统中复杂的生物关系及其动态平衡。

改进设计如下：教师在分析“草→兔→鹰”食物链特点之后，增加动物种类，例如食草昆虫、食虫鸟、蛇等，让学生继续连接可能存在的食物链。一方面反馈学生对食物链的理解，另一方面学生发现食物链相互交错形成“网”，结合生产者、消费者的内涵理解“生态系统中物质和能量沿着食物链和食物网流动”。在此基础上，教师进一步拓展情境，将食物链置于有害物质的环境，要求学生分析新情境中人与自然的关系。为进一步帮助学生理解“生态系统自我调节能力是有限的”，教师在分析草、兔、鹰变化关系之后，继续列举2 个生物种类、数量比例不同的草原生态系统实例，学生通过综合分析，解决“生态系统调节能力主要取决于什么因素？”理解真实生态系统生物关系的复杂性，同时深入理解生物之间、生物与环境是不可分割的整体，牵一发而动全身。人类对生态资源和环境的影响一旦超出生态系统调节能力，生态系统就会被破坏。最后，教师将学生引到制作生态瓶的讨论，调动学生利用所学概念解决新问题。

可见，有利于优化学生思维深刻性的情境，应该有值得挖掘的思维深度。它可以在构建概念的环节呈现，让学生面临问题时，通过多角度思考、实践解决问题，通过比较、归纳、分析、抽象等思维过程达成概念构建；也可以在反馈巩固的环节呈现，学生在处理实际问题的过程中，迁移所学概念解释生物学现象、解决生活问题，促进其概念理解。

3.3 优化问题引领思维走向深入 为了引领学生构建概念、认识解决问题的策略和学科思想方法，需要教师围绕情境精心设计关键问题或问题串，尤其要关注问题由现象到本质，层层递进的逻辑编排。

以“特异性免疫”的教学为例。针对“患过水痘的人不会再患该病”的情境，教师设计下列问题：①为什么患过水痘的人不会再患该病？②什么是抗体？抗体是怎么产生的？③抗体与皮肤、黏膜和杀菌物质等免疫功能是否相同？为什么？④用图表示特异性免疫的“特异性”。⑤特异性免疫中，病原体是如何被清除的？⑥为什么不能接种流感疫苗预防乙肝？

教师以问题为导向，组成由表及里的逻辑思维主线，引领学生分析现象，发现规律，归纳概念内涵；再通过新的问题激起认知冲突，启发学生关注概念的特征和外延，通过主动探究实现对新概念较为全面、深层的理解。思维的深刻性就是在一次次分类比较、归纳概括、分析、综合等智力活动中逐渐培养的，没有捷径可言。

教师还应意识到，只给学生情境与问题的输入，不要求学生表达和输出，无法有效激发学生思维；能条理清晰地表达，说明对问题的理解更进了一步。因此，概念教学中应特别重视学生的论证和表达，指导学生有条理、有逻辑地表达观点、陈述证据，这是培养学生思维流畅性、深刻性等所必需的。

在设计问题时，教师还应考虑以下几点：①关注学生的前概念，通过平时积累、课前调查、诊断性提问等方式，明确哪些前概念将成为新概念学习的障碍；②确定核心问题串，贯穿教学形成逻辑主线；③兼顾不同认知水平的学生，为不同水平学生设计针对性问题，基础问题用于明了中、下水平的学生是否跟上教师的教，拓展问题用于满足学优生解决共性问题以后的深度思考需求；④根据学习目标要求准备备用问题，一般应为生活情境的综合性问题，根据教学进度灵活应用。

概念教学实践还发现，有些概念教师认为容易理解，学生却一再出错。例如，选择题“黄豆种子的营养主要贮存在（）：A.胚乳；B.胚芽；C.胚根；D.子叶”。实测数据正确率53%，而有38.4%学生选择“A”。对学生的访谈发现，选A 的学生大多并非理解力或种子结构的知识缺漏问题，而是缺乏必要的生活经验，不知道黄豆是双子叶植物。因此，重视对学生学习困难的访谈，揭示并突破学生思维障碍点，对学生思维深刻性发展也是十分重要的。

总之，初中生物学教学应杜绝包办代替、咬文嚼字式教学，应着力于促进学生深入理解概念并迁移于解决新问题，作出合理判断和决策。在此过程中发展科学思维，提升科学探究能力，这是初中生物学概念教学应有的教育价值，有利于学生的初、高中衔接学习，可持续发展需求。