“直觉”：生物学概念教学中不可忽视的因素

费艳丽

[摘 要]现代认知心理学家和教学法专家普遍认为：一个人要想理解某一新的科学概念，必须使这一新概念与头脑中已有概念结合在一起，用新的图示代替头脑中原有的与新概念相矛盾的旧概念。这一观点是当代所有理科教育研究的发展动力之一。文章试运用认知心理学知识并结合实例详细分析学生的生物学“直觉”对生物学概念教学的影响。

[关键词]直觉;认知心理学;建构主义

[中图分类号]    G633.91        [文献标识码]    A        [文章编号]    1674-6058（2021）17-0087-02

一、教育心理学理论背景

当代认知心理学把概念定义为“符号所代表的具有共同典型属性的对象、事件、情景或性质”，认为概念是不断发展的。随着知识结构的不断完善，学生对概念的理解也会出现从具体水平向抽象水平的发展，从不科学的甚至错误的日常概念向科学概念的发展。当代的认知建构主义理论认为，学习过程是原有的认知结构与从环境中接收到的感觉信息相互作用、主动建构信息意义的过程，所以学习者先前的知识、经验、思维方式，即所谓的“直觉”，对个体的学习过程影响极大。

二、“直觉”对概念教学的影响

我们必须承认，学生不可避免地会带着许多生物学“直覺”进入课堂，当然，并不是说学生的生物学“直觉”一定是错误的，相反，学生正确的“直觉”会帮助他们理解生物学中难度较大的概念知识。但是如果学生的“直觉”不符合真实情况，或他们的“直觉”是错误的，就必然会影响到他们的正常学习，在他们头脑中形成错误的概念。

当这些由于“直觉”而形成的错误概念以作业或考试的形式反复反馈给教师时，教师往往对学生重复所犯的错误感到惊讶，甚至不能相信。比如，在生物课中教师给学生介绍培育无籽西瓜和无籽番茄的原理和区别，但是很多学生总是无法理解和辨识;又如，学生学习了孟德尔的分离定律和自由组合定律后，很容易把分离定律和自由组合定律的实质与性状分离现象弄混。

在这里，教师就没有考虑到学生先前形成的“直觉”对当前作业的影响，都认为这是学生对新概念记忆不牢固或没有全部理解的缘故，因而在其后对新概念又施以大量重复。其结果当然不会理想，只要学生一遇到实际问题，就又会犯同样的错误。

这就启示我们，在生物学教学中应该重视学生的“直觉”，了解学生的知识、经验状况及思维习惯，特别要了解学生“直觉”中那些不全面的甚至错误的概念。因为学生“直觉”中的错误概念会妨碍学生正确认识和理解相关的新概念，以致形成新的错误概念。因而，对教师而言，如何发现学生头脑中那些不全面的甚至错误的概念，采用何种教学方法帮助学生正确对待他们的生物学“直觉”，是一个迫切需要解决的问题。

三、在教学中正确对待学生的“直觉”

有关“改变直觉”的研究已提出了许多模型，这些理论大多源自于建构主义的思想。建构主义强调，学习是学习者主动建构意义的过程，它既是对新信息的意义建构，同时又包含了对原有经验的改造和重组，所以错误的纠正是学习过程中必不可少的一步。

那么，究竟怎样做才能利用学生的正确“直觉”，矫正学生的错误“直觉”呢？对此，不同的心理学家已提出了不同的解决方案。我们可以借鉴并应用于生物学概念教学。

1. 三步教学策略

纳斯鲍姆、诺维克经过实验提出了以下“三步教学策略”。

（1）揭示学生的“直觉”

要想发现学生的“直觉”或者说了解他们头脑中已形成的概念，最好的办法就是进行提问。教师提出的问题要有针对性，重点放在能充分显示出学生对生物学概念的理解和应用情况。例如，在比较无籽西瓜和无籽番茄时，教师可设计以下问题串：①你们认为植物果实中的种子是怎么形成的？②怎样阻止种子的形成？③种子对植物果实的发育有什么作用？④怎样让没有种子的果实正常发育？⑤你所采用的阻止种子形成的方法是否为可遗传变异？通过一系列提问，不仅挖掘了学生的“直觉”，让学生用已有的知识辨识无籽西瓜与无籽番茄的区别，而且借助学生的“直觉”轻松地将问题引到培育无籽果实的产生方式上，拓宽了学生的思路，提高了学生对知识的应用能力。这样的教学，比直接教给学生无籽西瓜和无籽番茄的产生原理，强调它们的区别，效果要好得多。

（2）引发认知冲突

根据波斯纳提出的观念改变模型，对当前的概念不满意是产生观念改变的关键因素，因此利用引发认知冲突的方法来促进观念改变，对于纠正学生的错误“直觉”是一种尤其有效的教学策略。

①通过合作学习中的讨论和对话引发认知冲突，使学生超越自己的认识，看到与自己不同的见解，看到事物的其他侧面，从而形成对事物更加丰富的理解。

②教师通过精选例题，使学生在已有知识经验和新问题之间产生认知冲突，完善和拓宽学生的思维。例如，学生在学习了基因的自由组合定律后知道了基因型为AABB和aabb（或AAbb和aaBB）的两纯合亲本杂交（两对基因分别位于两对同源染色体上），可得到F1为AaBb的双杂合个体。F1代自交，在F2代出现9∶3∶3∶1的性状分离比。此时出示例题1：某植物的花色由两对自由组合的基因决定。显性基因A和B同时存在时，植株开紫花，其他情况开白花。则AaBb的双杂合个体自交，后代紫花和白花的性状分离比为多少？ 教师给予学生充分的时间思考后，提示：Aa、Bb两对等位基因位于两对同源染色体上，遵循自由组合定律，故AaBb自交后代出现9A_B_∶3A_bb∶3aaB_∶1aabb，其中9A_B_表现为紫花，3A_bb、3aaB_和1aabb都表现为白花，故答案为9∶7。

（3）鼓励认知顺应

在引发学生认知冲突，引起学生的纠正欲望后，教师应给学生提供同化新概念的支持和帮助，使学生得以重新组织自己对情境中的问题所持有的观念。最好的方法是教师采用精心选择的平行或递进问题，给学生充分的练习，以加强学生对新概念的掌握和应用。如在讲解了例题1后，教师可以提问：①该植物的基因型为AaBb，个体测交后代的表现型及比例为多少？②若在其他生物体内，由两对基因（可以自由组合）控制的性状，双杂合子自交和测交还有哪些性状分离比？通过这一系列的认知顺应，学生对自由组合定律的认识就不仅仅停留在教材给出的9∶3∶3∶1的性状分离比上了，此时教师再适当地给予总结，指出孟德尔的分离定律和自由组合定律揭示的是生物有性生殖产生配子时基因进入配子的分配方式，即亲代产生的配子的种类和比例。而子代的性状分离现象不仅取决于亲代产生的配子种类和比例，还取决于配子的受精机会、受精卵的存活率以及基因型对表现型的决定方式等。

2.利用类比法将“直觉”中的概念形象化

根据建构主义的观点，个体即将获得的新概念与已有概念之间的相似性非常重要。在生物学教学中，教师往往要对一些无法直接观察到的事物做出解释。这时，如果把要学习的新概念与学生先前所熟悉的概念进行类比，就可促进学生对新概念的理解。比如，在学习孟德尔遗传定律的细胞学基础时，学生还没有清晰的基因概念，因此无法直接理解基因与染色体的具体关系，此时教师可以巧妙地应用乘客与汽车来类比基因与染色体的关系，学生就能牢固的掌握了。

当然，类比是一把双刃利剑。对于一些并不是很精確的类比，如果夸大了它们的作用，反而会建构不科学的甚至错误的概念。这就要求教师在运用类比时，应考虑到类比的优点与不足，尽量使用学生比较熟悉的事物做类比，避免不恰当的类比。

3. 用实验纠正错误观念

生物学是一门实验科学，因此在生物概念的教学中，教师可以非常方便地运用实验来纠正学生不完善的“直觉”。例如，在学习光合作用以前，大部分学生认为叶绿体中只含有叶绿素，但亲手操作了“叶绿体中色素的提取和分离”实验后，学生就会清楚地知道，叶绿体中不仅藏着2种不同颜色的叶绿素，还有两种类胡萝卜素。

总之，在教学过程中，教师应当注意在对概念下定义时，必须以丰富的感性材料为基础。对于具体概念，其定义可以在演示直观材料的时候提出，也可以在唤起相应记忆时提出。而抽象概念的教学必须以感性经验为基础。而且，当发现学生的错误概念时，教师应当能够判断这些错误概念是针对哪些情境下的哪些表面特征，或者能够找出学生在逻辑推理上的错误。教师除了向学生讲授正确的概念之外，还要帮助学生认识到原有“直觉”的错误之处，或通过课堂讨论的形式，或采用一定量的练习来强化正确概念，逐步使学生在思想上以正确概念取代错误概念。

在整个教学过程中，教师都不能把学生看作知识的消极接受者，应鼓励他们发表自己对教学内容的认识，善于利用学生的“直觉”，以进一步提高教学质量。

[   参   考   文   献   ]

[1]  吴庆麟.认知教学心理学[M].上海：上海科学技术出版社，2000.

[2]  张庆林.当代认知心理学在教学中的应用[M].重庆：西南师范大学出版社，1995.

[3]  皮连生，王小明，王映学.现代认知学习心理学[M].北京：警官教育出版社，1998.

[4]  马文习.生物学课堂生成的教学预设[J].生物学教学，2013（1）：44-45.

（责任编辑 黄春香）