生物學(xué)習(xí)中前概念的順應(yīng)與轉(zhuǎn)化

鄭挺誼

摘 要 前概念是學(xué)生在接受教育前對事物和現(xiàn)象已有的認(rèn)識與觀念，探析了前概念成因及對學(xué)習(xí)的影響。要跨越這道坎，了解是前提，分析是基礎(chǔ)，實(shí)踐是保障，研究是核心，轉(zhuǎn)化是關(guān)鍵。正確的前概念——有正遷移作用，同化中利用；模糊的前概念——形成思維障礙，情境中構(gòu)建；缺陷的前概念——片面掩蓋全面，暴露后修正；抽象的前概念——干擾思維方法，類比中建模；錯誤的前概念——阻礙認(rèn)知順應(yīng)，澄清后轉(zhuǎn)化。利用前概念正負(fù)遷移，實(shí)現(xiàn)前概念的順應(yīng)與轉(zhuǎn)化，使之成為學(xué)習(xí)的助推器而不是攔路虎。

關(guān)鍵詞 生物前概念 概念教學(xué) 遷移 順應(yīng) 轉(zhuǎn)化

中圖分類號 G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 B

前概念廣泛存在于每個人的思維中，美國著名教育心理學(xué)家奧蘇伯爾說：“影響學(xué)習(xí)最重要的因素是學(xué)生已經(jīng)知道什么，我們應(yīng)當(dāng)根據(jù)學(xué)生前概念的狀況去進(jìn)行教學(xué)?！鼻案拍钍巧飳W(xué)知識的重要組成部分，是生物學(xué)習(xí)的起點(diǎn)、教學(xué)的切入點(diǎn)、順應(yīng)的重點(diǎn)和轉(zhuǎn)化的難點(diǎn)。

1 生物學(xué)習(xí)中前概念的成因探析

學(xué)生在學(xué)習(xí)生物概念時不是“白紙一張”，而是在觀察環(huán)境與學(xué)習(xí)的活動中形成了固有的認(rèn)知模式。好多學(xué)生“一聽覺得懂，一看書認(rèn)為會，一做題就出錯”，究其原因，還是對基本概念理解不透徹。由于生物概念揭示的是復(fù)雜紛繁自然現(xiàn)象的本質(zhì)或定義，具有抽象性和復(fù)雜性的特點(diǎn)，常會使學(xué)生對概念理解表現(xiàn)出表面性、片面性和主觀性。

1.1 望文生義誤解

學(xué)生習(xí)慣通過文字閱讀來理解文字表面的東西，當(dāng)接觸到一個新的概念或物品時，根據(jù)概念表述自下定義，或僅從字面上理解而產(chǎn)生錯誤。如認(rèn)為“微生物”就是很小的生物（蘑菇、靈芝、100多斤巨蕈等都很大）；；“蟲草”冬天是蟲夏天是草，既是動物，又是植物（實(shí)際昆蟲與真菌的結(jié)合體）；鯨魚、鮑魚屬于魚類，“綠色食品”是葉綠色可吃的植物等。

1.2 生活經(jīng)驗(yàn)影響

學(xué)生常會受生活經(jīng)驗(yàn)和日常觀察的影響，利用習(xí)慣性思維進(jìn)行推斷，將某些概念的理解帶入誤區(qū)，甚至背道而馳。如看到人、豬、雞、鴨等動物的血是紅色，就認(rèn)為血液都是紅色的（蚯蚓血玫瑰色，蜘蛛血綠色，蝦蟹血青色，蝸牛血藍(lán)色，南極某些魚血透明）；認(rèn)為在低倍鏡視野中的血液也是鮮紅色（黃色）；認(rèn)為糖都是甜的，淀粉纖維不是糖類；食用的“豆芽”是根。

1.3 舊概念的泛化

新環(huán)境提供的信息會受到學(xué)生原來形成的概念及已有認(rèn)知結(jié)構(gòu)的影響，使他們認(rèn)知結(jié)構(gòu)重組與改造困難，原有相近或有一定關(guān)聯(lián)的舊概念對新學(xué)概念造成干擾。如認(rèn)為蝙蝠會飛也是鳥；病毒引起人和動植物疾病，病毒只有害處；動脈血管中流動脈血，靜脈血管中流靜脈血（忽視了肺動脈和肺靜脈）；看到洋蔥、馬鈴薯、藕等食用部分長在地下、水下，認(rèn)為這些都是根，莖都長在地上。

1.4 憑直覺來推斷

學(xué)生有時會憑直覺從表面現(xiàn)象去推斷生命現(xiàn)象，不理解所隱含的生物學(xué)本質(zhì)屬性或原理。如認(rèn)為人體最大的消化器官是胃，人呼吸作用的場所是肺（實(shí)際是氣體交換場所），而不是組織細(xì)胞；認(rèn)為“菊花是一朵花”，植物只要開花就能結(jié)果、產(chǎn)生種子；樹干上釘一枚鐵釘會隨著樹的生長往上升高；把手臂的靜脈、樹的葉脈說成“筋”；一個人持續(xù)24 h發(fā)燒39℃，認(rèn)為人體產(chǎn)熱大于散熱；酵母菌、乳酸菌、蘑菇、青霉菌的細(xì)胞有明顯區(qū)別是蘑菇（認(rèn)為它大）。

1.5 認(rèn)知水平局限

學(xué)生認(rèn)知水平處在形象思維階段，通過圖像、聲音等來認(rèn)識世界，缺少辨證思想和生物本質(zhì)的認(rèn)識。如認(rèn)為嬰兒出生才是新生命的開始；玉米棒是一個果實(shí)；出球小動脈內(nèi)流動的是靜脈血；當(dāng)人左手被針尖刺時，立即縮回，縮回后才感到被針刺疼了，然后用右手把針拿起來扔掉，認(rèn)為神經(jīng)傳導(dǎo)的路徑及產(chǎn)生痛覺的部位依次是圖1中A→B→C→D→E、左手皮膚，而不知道是A→B→C→F→H→G→I→J→K、大腦皮層。

2 前概念對學(xué)生學(xué)習(xí)生物概念的影響

“老師教得苦，學(xué)生學(xué)得累，最后還是不清楚”是概念教學(xué)的困惑。學(xué)生原有認(rèn)知水平的前概念對學(xué)習(xí)有重大影響，正確的前概念有助于新概念形成，而相?；蝈e誤的前概念會造成其學(xué)習(xí)困難、干或產(chǎn)生學(xué)習(xí)障礙。

2.1 正確的前概念——有正遷移作用

概念是學(xué)生從大量具體例證中以辨別、抽象、概括等形成的，經(jīng)歷由感性到理性的抽象概括過程。正確的前概念是學(xué)習(xí)資源和概念學(xué)習(xí)的增長點(diǎn)，當(dāng)學(xué)生已有的認(rèn)知與生物概念有相似或相通時形成正遷移，促進(jìn)生物概念的建構(gòu)和有意義學(xué)習(xí)。如通過對向日葵和家中陽臺養(yǎng)花的觀察，為植物的向光性學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)；又如學(xué)了“物種”后，再教“種群”時抓住要點(diǎn)“兩同”、“全部個體”，再舉例辨析：一個池塘中全部的魚、一個池塘中全部的蝌蚪，幫助學(xué)生理解，促成物種、種群和生態(tài)系統(tǒng)的概念教學(xué)。

2.2 模糊的前概念——形成思維障礙

似是而非，知其然，不知其所以然模糊的前概念，會造成學(xué)生的思維混亂，不良的思維定勢干擾生物概念建構(gòu)的精確性和嚴(yán)謹(jǐn)性。如極核和極體混淆；使用顯微鏡觀察裝片用手調(diào)節(jié)鏡筒下降時，認(rèn)為眼睛應(yīng)注視目鏡而不是物鏡；桃、梨、蘋果等可食的是果實(shí)，而小麥、玉米不是果實(shí)是種子；藕、土豆、荸薺等都是根（根沒有節(jié)、節(jié)間和葉，一般無芽，表面常有紋理）；長期使用同一種農(nóng)藥，殺蟲效果會降低，認(rèn)為害蟲抗藥性是在使用農(nóng)藥后才產(chǎn)生，對農(nóng)藥產(chǎn)生了抵抗力就不怕農(nóng)藥了，而不是農(nóng)藥對害蟲抗藥性變異進(jìn)行選擇的結(jié)果。

2.3 缺陷的前概念——片面掩蓋全面

缺陷的前概念造成學(xué)生從狹隘的角度看問題，管中窺豹略見一斑的片面性思維方式，妨礙多角度全面分析，導(dǎo)致以偏概全。如對光合作用所需的原料、條件、反應(yīng)場所、產(chǎn)物、實(shí)質(zhì)、意義只部分理解，局限于氣體交換、物質(zhì)或能量轉(zhuǎn)化的某一方面，認(rèn)為植物白天只進(jìn)行光合作用，晚上才有呼吸作用，光合作用是植物把光能轉(zhuǎn)化成營養(yǎng)物質(zhì)的過程，如圖2所示的實(shí)驗(yàn)裝置，認(rèn)為丙中植物換成萌發(fā)的種子，裝置丁中也會出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象。

2.4 抽象的前概念——干擾思維方法

生物學(xué)中許多原理是抽象的，新陳代謝、生長發(fā)育等生理機(jī)制是內(nèi)隱的，學(xué)習(xí)看不見摸不著的東西時，學(xué)生就會用常規(guī)想法代替科學(xué)思維。如認(rèn)為反射弧中的神經(jīng)中樞都位于脊髓，某人不小心被蠟燭燙了，認(rèn)為他的反應(yīng)是：先感到痛，后縮手；人體溫度升高能增強(qiáng)巨噬細(xì)胞吞噬病原體的能力，抑制某些對溫度敏感的病原體的增殖等，助于康復(fù)的免疫反應(yīng)屬于特異性免疫；在饑餓或在冬眠時，想當(dāng)然地認(rèn)為能量的消耗依次為脂肪→蛋白質(zhì)→糖類。

2.5 錯誤的前概念——阻礙認(rèn)知順應(yīng)

錯誤的前概念讓學(xué)生原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)無法同化新環(huán)境提供的信息，引起正確認(rèn)知受阻，束縛對概念內(nèi)涵的理解，阻礙后續(xù)學(xué)習(xí)。如認(rèn)為靜脈血中的營養(yǎng)物質(zhì)一定比動脈血中的少（忽視了小腸靜脈），肝動脈中血糖一定比肝靜脈多（肝臟合成肝糖原由靜脈釋放血糖）；認(rèn)為腎小球的入球小動脈流入動脈血，出球小動脈流出的是靜脈血；認(rèn)為糞便是代謝產(chǎn)物，排泄與排遺是同一概念；所有動物繁殖都需要母親和父親；看到很多老人很早就起來晨煉，認(rèn)為一天中早晨空氣最好，氧氣最多。

3 順應(yīng)與轉(zhuǎn)化生物前概念教學(xué)策略

學(xué)生前概念水平是教師教學(xué)活動設(shè)計與開展的出發(fā)點(diǎn)，前概念認(rèn)知基礎(chǔ)來源廣泛，復(fù)雜多樣，具有廣泛性、頑固性、自發(fā)性、隱蔽性和反復(fù)性的特點(diǎn)。教師利用前概念進(jìn)行正遷移，避免和消除其負(fù)遷移，要注意了解是前提，分析是基礎(chǔ)，實(shí)踐是保障，研究是核心，轉(zhuǎn)化是關(guān)鍵。

3.1 正確的前概念，在同化中利用

正確的生物前概念是生物學(xué)習(xí)的良好基礎(chǔ)和鋪墊。學(xué)生從大量生活經(jīng)驗(yàn)中，觀察到許多生活現(xiàn)象或經(jīng)驗(yàn)中獲得了不少正確的感性認(rèn)識，對于形成生物概念有很好的利用價值。當(dāng)生物概念和前概念一致時，學(xué)生頭腦中的原有認(rèn)知將會被同化或順應(yīng)，易于理解新概念。

如在生活中看到萎蔫的青菜放在清水中又變得堅挺起來，而淹制青菜時加食鹽后有水滲出，就很易理解細(xì)胞液濃度高于外界濃度會吸水，反之會失水。又如圖3表示河水中DO（溶解氧）一天內(nèi)隨水溫變化情況，凌晨零點(diǎn)時水中DO僅為該溫度下DO飽和值75%～80%，在午后DO出現(xiàn)過飽和，15時DO飽和度可高達(dá)110%，分析上述現(xiàn)象原因時，會將溫度對氣體溶解度的影響及光照強(qiáng)度變化對植物合作光用影響遷移到解題的影響因素中。

3.2 模糊的前概念，在情境中構(gòu)建

對于模糊的前概念，教師要在了解學(xué)生認(rèn)知水平的基礎(chǔ)上，從學(xué)生身邊感興趣的問題著手，創(chuàng)設(shè)既符合學(xué)生心理特征和接受能力，又能配合教材內(nèi)容的問題情境，搭建“腳手架”，使無法感知的抽象概念化為形象的圖表，以強(qiáng)化、純化和簡化有些現(xiàn)象，突出主要因素，消除干擾因素，利用概念圖，使概念系統(tǒng)化，讓學(xué)習(xí)更加有組織、有秩序、系統(tǒng)化地進(jìn)行學(xué)習(xí)。

如新陳代謝復(fù)習(xí)時，教師創(chuàng)設(shè)情境：假如你是O2分子，你是如何參與人體新陳代謝？寫出參與的主要路徑、重要的生理變化，用擬人的方法身臨其境去體驗(yàn)。又如食物在人體的消化吸收過程，先讓學(xué)生根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)對食物在人體內(nèi)的旅行線路（圖4）進(jìn)行推測，在“抽象文字→出示平面圖→體驗(yàn)活動→觀看影像”過程中形成正確概念，解開食物消化器官的相關(guān)秘密，使模糊的認(rèn)識變得清晰，形成知識框架。

3.3 缺陷的前概念，在暴露后修正

教學(xué)應(yīng)首先是“診斷”，其次才是“治療”，先入為主的生活經(jīng)驗(yàn)會阻斷學(xué)生對知識間的內(nèi)在聯(lián)系，造成其認(rèn)知過程與運(yùn)用過程脫節(jié)。教師可多種方法讓學(xué)生暴露出原有認(rèn)知，診斷學(xué)生對生物概念理解上的缺陷，剖析后予以修正（圖5）。

如教師引導(dǎo)學(xué)生思考吃葡萄和番茄時很少想到吃的是什么部分，誘導(dǎo)并暴露其不正確的想法，讓他們對照科學(xué)知識，意識到原有經(jīng)驗(yàn)認(rèn)識的不足和錯誤，在修正中形成正確概念。又對兩棲動物，學(xué)生認(rèn)為既能生活在陸地上，又能生活在水中的動物，不知道有此生活習(xí)性的還有水棲的爬行動物和水棲的哺乳動物。播放視頻和講解介紹兩棲動物用肺呼吸，有側(cè)線，依靠尾鰭游泳，發(fā)育過程要經(jīng)過變態(tài)才能上陸生活，生殖沒有脫離水的限制，是經(jīng)歷水中（幼體）向陸地（成體）發(fā)育的變溫動物。

3.4 抽象的前概念，在類比中建模

生物學(xué)中一些看不見摸不著抽象零散的概念，影響了學(xué)生對概念內(nèi)涵的理解，妨礙了其對模型的構(gòu)建。認(rèn)知主義和建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論都強(qiáng)調(diào)對比歸納建立概念圖，如果教師用線把某一主題概念連接來表征，將概念溝通，建立模型，就會直觀化、可視化。

如講人體內(nèi)部器官時，學(xué)生有各種幻象，可結(jié)合掛圖、模型觀察結(jié)構(gòu)，使原始概念更具體、更明確，進(jìn)行鏈接，在類比中建立模型或概念圖，完善認(rèn)知結(jié)構(gòu)。

3.5 錯誤的前概念，在澄清后轉(zhuǎn)化

將錯就錯，引發(fā)認(rèn)知沖突，修正錯誤概念。教師首先假設(shè)原概念正確，然后利用其所謂的想法或思路歸納出與自相矛盾事實(shí)或已知相悖的結(jié)論，進(jìn)而引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突，認(rèn)識到錯誤所在，進(jìn)行對照反思，剔除錯誤概念，建立生物概念。

如有學(xué)生認(rèn)為糞便是代謝產(chǎn)物，可將人體循環(huán)系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)運(yùn)用圖6所示的概念圖進(jìn)行教學(xué)，將零散知識系統(tǒng)化，更直觀、簡明清晰地呈現(xiàn)并結(jié)構(gòu)化，澄清后，轉(zhuǎn)化排泄就是排遺的錯誤前概念。

借助實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證科學(xué)結(jié)論，糾正錯誤概念。實(shí)驗(yàn)是糾正錯誤前概念的最有效方法之一，通過實(shí)驗(yàn)使學(xué)生親眼目睹矯正原有的觀念是錯誤，在頭腦中重新建構(gòu)起正確的概念。

如學(xué)生認(rèn)為綠色植物白天只有光合作用沒有呼吸作用，可設(shè)計實(shí)驗(yàn)：將新鮮綠葉放入錐型瓶內(nèi)，用彎管與盛有澳代磨香草酚藍(lán)試劑（BTB）的試管相連，試劑由藍(lán)色逐漸變成紅黃色，這是綠葉呼吸產(chǎn)生的CO2氣體進(jìn)入試劑的結(jié)果，讓學(xué)生知道植物白天也能進(jìn)行呼吸作用。

如果教師奢望把正確概念告訴學(xué)生就想消解錯誤的前概念是不現(xiàn)實(shí)的，教師說菊花不是一朵花，學(xué)生不接受，最好的辦法就是讓學(xué)生親自觀察菊花，探究解剖菊花的結(jié)構(gòu)，再配合相關(guān)知識的講解。事實(shí)最有說服力，否則任何講授都是蒼白無力。正如“我聽了，就忘了；我看了，就相信了；我做了，就理解了”。

總之，前概念對生物教學(xué)造成的影響不容忽視，要實(shí)現(xiàn)前概念的有效利用和轉(zhuǎn)化，教師需在對學(xué)生前概念的收集與分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)奧蘇伯爾的同化理論和建構(gòu)主義理論，采用多種方法激起學(xué)生新舊思維的矛盾，造成認(rèn)知沖突，修正、完善學(xué)生的前概念，走出教學(xué)中“老師講得好辛苦，學(xué)生還是沒有搞清楚”的困局。

參考文獻(xiàn)：

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