淺析迷思概念的形成對(duì)生物教學(xué)的影響

王飛+++羅充

摘 要： 由于生物學(xué)概念具有抽象性和規(guī)律性的特點(diǎn)，因此學(xué)生在理解同一生物概念時(shí)會(huì)出現(xiàn)不同結(jié)果。在科學(xué)教育中，教育專(zhuān)家將學(xué)生頭腦中存在的這些與現(xiàn)在的科學(xué)概念相?；蛘呤遣煌耆_的概念稱(chēng)為“迷思概念”（misconception），“迷思概念”的存在不利于學(xué)生對(duì)新知識(shí)概念的吸收，而且極容易誘發(fā)新一輪的概念迷思。

關(guān)鍵詞： 生物教學(xué) 迷思概念 概念轉(zhuǎn)變

呼吸作用概念是人教版高中生物必修一第五章第三節(jié)《ATP的主要來(lái)源—細(xì)胞呼吸》一節(jié)中核心概念，是高中生物課程中較復(fù)雜的一個(gè)概念，無(wú)論是在美國(guó)頒布NGSS中還是在我國(guó)的《生物課程標(biāo)準(zhǔn)》（2011版）中都占據(jù)了重要位置。由于呼吸作用容易與我們平時(shí)所說(shuō)的“呼吸”相混淆，且由于發(fā)生場(chǎng)所位于細(xì)胞內(nèi)，比較微觀，因此學(xué)生很難通過(guò)實(shí)驗(yàn)和平時(shí)的經(jīng)驗(yàn)來(lái)理解。這些原因就造成了學(xué)生很難理解與呼吸作用相關(guān)的系列核心概念，在學(xué)習(xí)過(guò)程中也就生成了很多“迷思概念”，對(duì)于學(xué)生進(jìn)一步地學(xué)習(xí)其他概念也造成了一定阻礙。

1.“迷思概念”的定義

“迷思概念”是我國(guó)臺(tái)灣學(xué)者對(duì)英文“miseoneeption”一詞的有趣譯法，它由“mis-”的音譯和“conception”的意譯兩部分造組成的，指會(huì)造成不利或錯(cuò)誤的概念或想法[2]。通過(guò)筆者查閱相關(guān)文獻(xiàn)，整理得出國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)“迷思概念”的界定主要有兩種：第一種認(rèn)為“迷思概念”即是學(xué)生頭腦中所具備的不正確想法，第二種取向認(rèn)為“迷思概念”是用來(lái)形容學(xué)生所持有的片面的、片段的、區(qū)別于當(dāng)前公認(rèn)的科學(xué)概念。不管是哪一種取向，都可以得知“迷思概念”的存在會(huì)影響學(xué)生對(duì)新概念的理解，從而造成學(xué)生學(xué)習(xí)出現(xiàn)困難。

2.“迷思概念”產(chǎn)生的原因

“迷思概念”產(chǎn)生的原因主要是當(dāng)個(gè)人企圖解釋、合理化與了解這個(gè)世界的時(shí)候，學(xué)生會(huì)發(fā)展出未經(jīng)協(xié)調(diào)或不一致的概念結(jié)構(gòu)，而這些通常是片段的、不完整的和錯(cuò)誤的[3]。學(xué)生的“迷思概念”會(huì)妨礙他們學(xué)習(xí)新的概念，所以了解學(xué)生“迷思概念”的來(lái)源非常重要。

2.1以教科書(shū)知識(shí)為基礎(chǔ)的不當(dāng)推論

例如，學(xué)生在學(xué)習(xí)了生長(zhǎng)素的運(yùn)輸方式后，就理所當(dāng)然地推論莖和根的形態(tài)學(xué)上下段都一樣，除生長(zhǎng)素外的其他激素也具備極性運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)。事實(shí)上，根和莖的形態(tài)上下端是正好相反的，并且也只有生長(zhǎng)素是具備極性運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)，其他激素不具備這個(gè)特點(diǎn)。

2.2對(duì)概念理解不嚴(yán)密

學(xué)生對(duì)概念理解不全面，成為“迷思概念”產(chǎn)生的重要原因。例如在學(xué)習(xí)呼吸作用的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)時(shí)，大部分學(xué)生認(rèn)為呼吸作用產(chǎn)生的能量就是ATP。學(xué)生這樣理解的主要原因是因?yàn)闀?shū)上是這樣定義有氧呼吸的“有氧呼吸是指細(xì)胞在氧的參與下，通過(guò)多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機(jī)物徹底氧化分解，產(chǎn)生二氧化碳和水，釋放能量，生成大量ATP的過(guò)程”。因此學(xué)生就理所當(dāng)然地認(rèn)為概念里的能量就是ATP。其實(shí)呼吸作用產(chǎn)生能量大部分是以熱能的形式散失的，只有一小部分能量作為ADP和Pi生成ATP時(shí)的必要條件。

2.3教師教學(xué)過(guò)程不當(dāng)造成的影響

教師在教學(xué)過(guò)程中有錯(cuò)誤的詮釋?zhuān)狈?duì)科學(xué)知識(shí)的本質(zhì)了解，或是企圖簡(jiǎn)化概念，用來(lái)提供對(duì)概念的描述，教師對(duì)學(xué)生“迷思概念”缺乏察覺(jué)心及興趣，“教師認(rèn)為講述時(shí)只要涵蓋概念，學(xué)生就能理解學(xué)會(huì)；教師過(guò)分強(qiáng)調(diào)講述法，如此都可能使學(xué)生產(chǎn)生‘迷思概念”[4]。經(jīng)筆者的小范圍訪(fǎng)談新教師發(fā)現(xiàn)他們的授課都出現(xiàn)一定程度上的知識(shí)的錯(cuò)誤。例如，高二學(xué)生在學(xué)《基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成》一節(jié)中遺傳信息的轉(zhuǎn)錄時(shí)，一部分新教師由于專(zhuān)業(yè)知識(shí)未打牢，向?qū)W生解釋說(shuō)這個(gè)時(shí)候DNA的轉(zhuǎn)錄與DNA的復(fù)制一樣都需要DNA的解旋酶，而磷酸二酯鍵的形成需要DNA連接酶，氫鍵的形成需要聚合酶。很明顯，這里出現(xiàn)了三個(gè)很致命的錯(cuò)誤，筆者查閱了相關(guān)大學(xué)課本，得出：DNA轉(zhuǎn)錄的時(shí)候不需要解旋酶，只需要RNA聚合酶，這里的RNA聚合酶同時(shí)具備解螺旋和形成磷酸二酯鍵的雙重功能，除此，DNA鏈接酶不是形成氫鍵，而是基因工程中用來(lái)形成磷酸二酯鍵的。因此，教師出現(xiàn)的知識(shí)錯(cuò)誤可直接影響學(xué)生對(duì)概念的建構(gòu)。

2.4知識(shí)遷移產(chǎn)生混淆

許多概念的形成都牽涉到利用學(xué)生熟悉的內(nèi)容解釋未知的內(nèi)容，即“有意義的學(xué)習(xí)”。然而學(xué)生思維能力畢竟有限，缺乏深刻思維，在利用已學(xué)知識(shí)同化所學(xué)的新內(nèi)容時(shí)，往往產(chǎn)生錯(cuò)誤。例如，生長(zhǎng)素可以促進(jìn)植物生長(zhǎng)，細(xì)胞分裂素可以促進(jìn)分裂，赤霉素可以促進(jìn)植株的縱向生長(zhǎng)。學(xué)生在植株果實(shí)成熟過(guò)程中總會(huì)簡(jiǎn)單認(rèn)為只是在一種激素的影響下完成的。其實(shí)果實(shí)的成熟過(guò)程中是多種激素共同作用的結(jié)果，且還有外界的光、溫、水、氣、熱等因素的協(xié)同。

除了以上4點(diǎn)之外，還有臺(tái)灣學(xué)者陳淑筠于2002年提出另外11個(gè)原因也可造成“迷思概念”：從生活背景與個(gè)別文化得之、與生俱來(lái)，自我為中心的觀點(diǎn)、望文生義的結(jié)果，名詞的影響、學(xué)科知識(shí)不足，以偏概全的結(jié)果、受到原有“迷思概念”的影響、過(guò)分強(qiáng)調(diào)講述法、教師對(duì)兒童的“迷思概念”缺乏覺(jué)察心及興趣、同時(shí)事件的干擾、不當(dāng)?shù)恼J(rèn)知、記憶的混淆、實(shí)驗(yàn)操作不當(dāng)。

3.高中生物“迷思概念”的轉(zhuǎn)變策略

“迷思概念”的確會(huì)成為學(xué)生的學(xué)習(xí)障礙，但也并不是學(xué)生無(wú)法跨越的鴻溝。如果教師在課前了解到學(xué)生生物“迷思概念”產(chǎn)生的原因，采取適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)策略解決迷思概念和科學(xué)概念之間的沖突，則會(huì)在一定程度上幫助學(xué)生構(gòu)建科學(xué)的知識(shí)結(jié)構(gòu)體系。

3.1比較教學(xué)策略

比較是學(xué)生思維活動(dòng)的基礎(chǔ)，它是找出研究對(duì)象之間共同特征和相異特性的思維過(guò)程和方法，是教與學(xué)的有效教學(xué)策略[5]。教師合理、恰當(dāng)?shù)厥褂帽容^教學(xué)策略不僅有助于幫助學(xué)生提高對(duì)概念的理解程度，加深對(duì)事物本質(zhì)的認(rèn)識(shí)，而且能幫助學(xué)生培養(yǎng)獨(dú)立思考的能力、邏輯思維能力及合作交流能力，更重要的是在學(xué)生運(yùn)用比較策略學(xué)習(xí)新概念的過(guò)程中無(wú)形提高了他們的自我調(diào)控能力。

案例：筆者通過(guò)對(duì)自制的呼吸作用二段式問(wèn)卷調(diào)查結(jié)果的分析得出，學(xué)生對(duì)有氧呼吸無(wú)氧呼吸的區(qū)別存在一些“迷思概念”，這些“迷思概念”給學(xué)生的學(xué)習(xí)造成了很大阻礙。在實(shí)際教學(xué)中，針對(duì)有氧呼吸和無(wú)氧呼吸，教師可以采用反應(yīng)產(chǎn)所、反應(yīng)條件、反應(yīng)產(chǎn)物、反應(yīng)特點(diǎn)等方面引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行比較。

3.2概念圖策略

概念圖強(qiáng)調(diào)學(xué)生能有組織、有結(jié)構(gòu)地完整表達(dá)他們所學(xué)到的知識(shí)，所以學(xué)生構(gòu)建出的概念圖可以作為判斷他們概念掌握是否達(dá)標(biāo)的工具。因?yàn)楦拍顖D可以有效幫助教師探測(cè)學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，找到學(xué)生構(gòu)建的概念圖中隱藏的“迷思概念”。教師在找到學(xué)生存在的“迷思概念”之后，可以創(chuàng)設(shè)一定的教學(xué)情境使學(xué)生明白自己構(gòu)建的概念的錯(cuò)誤性，從而在頭腦中產(chǎn)生認(rèn)知沖突，在外界的幫助下及時(shí)補(bǔ)充和修改已有的錯(cuò)誤概念，實(shí)現(xiàn)概念的轉(zhuǎn)變。

筆者通過(guò)采用自制二段式問(wèn)卷調(diào)查發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對(duì)呼吸作用概念的理解上存在許多“迷思概念”，部分學(xué)生對(duì)呼吸作用的理解存在片面、不完整的情況，教師可以要求學(xué)生在上課完畢后繪制呼吸作用概念圖，也可以在課堂上故意將課前已繪制好概念圖中的某些重要概念抹去，請(qǐng)學(xué)生自己補(bǔ)充完整。學(xué)生在畫(huà)概念圖的過(guò)程中，會(huì)自己發(fā)現(xiàn)自己在該知識(shí)點(diǎn)上存在哪些方面欠缺，并通過(guò)一定的手段彌補(bǔ)出現(xiàn)的問(wèn)題。當(dāng)學(xué)生將自己繪制的概念圖與老師呈現(xiàn)的正確概念圖比較后，如出現(xiàn)相左的情況，自然會(huì)引發(fā)認(rèn)知沖突，學(xué)生會(huì)主動(dòng)重建知識(shí)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)呼吸作用“迷思概念”的轉(zhuǎn)變。

3.3直觀化教學(xué)策略

生物學(xué)科的研究對(duì)象從宏觀到微觀，研究狀態(tài)從靜態(tài)的物到動(dòng)態(tài)的代謝反應(yīng)，許多的生物科學(xué)概念都是比較抽象的，學(xué)生在學(xué)習(xí)這些抽象的概念時(shí)不可避免的會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的“迷思概念”。中學(xué)生思維能力的發(fā)展正是從形象思維到抽象思維的過(guò)渡時(shí)期，所以對(duì)于抽象概念的學(xué)習(xí)需要得到一些感性材料的支持，因此教師教學(xué)時(shí)要遵循學(xué)生的認(rèn)識(shí)規(guī)律，從感性到理性，從具體到抽象[6]。多媒體的運(yùn)用，使得許多較微觀的生物學(xué)現(xiàn)象都可以向?qū)W生展示動(dòng)態(tài)的反應(yīng)過(guò)程，也可以通過(guò)FLASH動(dòng)畫(huà)進(jìn)行播放，這樣化抽象為形象、化靜為動(dòng)的教學(xué)策略可以幫助學(xué)生更好地學(xué)習(xí)生物學(xué)概念，減少“迷思概念”的產(chǎn)生。

案例：通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查結(jié)果分析，部分學(xué)生存在“原核生物的呼吸方式都是有氧呼吸”、“原核生物都進(jìn)行無(wú)氧呼吸”等的“迷思概念”，這是由于原核生物體積微小，學(xué)生在不借助任何工具的情況下看不見(jiàn)的，因而對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)比較抽象，他們只能根據(jù)自己原有的知識(shí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行解釋?zhuān)ㄟ^(guò)這樣的解釋獲得的概念多都是“迷思概念”。因此在教學(xué)過(guò)程中，教師可以多媒體演示藍(lán)藻、硝化細(xì)菌、乳酸菌、大腸桿菌四種原核生物分別在有氧和無(wú)氧的條件下的生存情況，可以先讓學(xué)生找不同，再?lài)L試歸納、總結(jié)。這種化微觀為宏觀的生動(dòng)畫(huà)面會(huì)給學(xué)生留下深刻的印象，學(xué)生存在的“迷思概念”也會(huì)在歸納、總結(jié)的過(guò)程中成功轉(zhuǎn)變。

4.結(jié)語(yǔ)

“迷思概念”的轉(zhuǎn)變教學(xué)需要教師探測(cè)學(xué)生自身已有的“迷思概念”，并根據(jù)本班學(xué)生特點(diǎn)，采用合適的教學(xué)策略引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突，幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)到自己原有概念的不足。通過(guò)學(xué)生與學(xué)生、學(xué)生與教師之間的思想碰撞和交流，使學(xué)生轉(zhuǎn)變“迷思概念”，實(shí)現(xiàn)對(duì)科學(xué)概念的準(zhǔn)確理解，強(qiáng)化概念教學(xué)的效果，在幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)概念轉(zhuǎn)變的過(guò)程中，教師要勤奮于思考，敢于創(chuàng)新，突破傳統(tǒng)的概念教學(xué)模式，綜合應(yīng)用多種教學(xué)方法，使學(xué)生在概念學(xué)習(xí)中體會(huì)多種思維方法，輕松、高效地理解、掌握并靈活應(yīng)用概念，從而減少生物“迷思概念”的出現(xiàn)。

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通訊作者：羅充