談高中生物概念轉(zhuǎn)變教學(xué)

朱永梅

[摘 要]學(xué)生頭腦中的前概念會影響學(xué)生對新概念的學(xué)習(xí)。對此，在生物教學(xué)中教師需要進(jìn)行概念轉(zhuǎn)變教學(xué)，以學(xué)生原來已有的概念為教學(xué)起點(diǎn)，通過適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)行為解決學(xué)生的認(rèn)知矛盾，使學(xué)生頭腦中的生物學(xué)概念實(shí)現(xiàn)從錯(cuò)誤到正確、模糊到清晰、片面到全面的轉(zhuǎn)變，從而幫助學(xué)生建構(gòu)更科學(xué)的概念?；诖?，以“現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容”的教學(xué)為例，著重探討高中生物概念轉(zhuǎn)變教學(xué)。

[關(guān)鍵詞]高中生物 概念轉(zhuǎn)變教學(xué)

[中圖分類號] G633.91 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 16746058（2016）110100

概念教學(xué)是高中生物教學(xué)的重要組成部分，正確地理解概念是學(xué)生理解和應(yīng)用生物學(xué)知識的前提，也是學(xué)生構(gòu)建與拓展生物知識網(wǎng)絡(luò)的保證。高中生物概念教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)之一就是概念轉(zhuǎn)變教學(xué)。因?yàn)槲覀兠鎸Φ母咧猩?，他們頭腦中有很多的前概念和認(rèn)知經(jīng)驗(yàn)，這些都會影響他們對新概念的學(xué)習(xí)。特別是他們頭腦中的一些不完善的甚至是錯(cuò)誤的前概念，更是對概念學(xué)習(xí)產(chǎn)生了負(fù)面效應(yīng)。對此，教師應(yīng)著重開展概念轉(zhuǎn)變教學(xué)，以學(xué)生原來已有的概念為教學(xué)起點(diǎn)，通過適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)行為解決學(xué)生的認(rèn)知矛盾，使學(xué)生頭腦中的生物學(xué)概念實(shí)現(xiàn)從錯(cuò)誤到正確、模糊到清晰、片面到全面的轉(zhuǎn)變，從而幫助學(xué)生建構(gòu)更科學(xué)的概念?，F(xiàn)筆者以“現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容”的教學(xué)為例，談?wù)劯咧猩锔拍钷D(zhuǎn)變教學(xué)。

一、概念轉(zhuǎn)變的基本含義

概念轉(zhuǎn)變是指個(gè)體原有的某種知識經(jīng)驗(yàn)由于受到與此不一致的新經(jīng)驗(yàn)的影響而發(fā)生的重大改變。概念的轉(zhuǎn)變有兩種情況：一種可稱為“豐富”，即新知識的納入補(bǔ)充了原有的知識，通過積累的方式使原有知識發(fā)生變化；另一種可稱為“修訂”，這是指新獲得的信息與原有的經(jīng)驗(yàn)和理解之間存在著沖突，因而要對原有理解做出調(diào)整，糾正原來存在的錯(cuò)誤理解，從而建立起對新信息的正確理解。概念的前一種變化較容易實(shí)現(xiàn)，而后一種情況則會遇到較大的阻力。概念轉(zhuǎn)變主要是針對后一種情況而言。概念轉(zhuǎn)變是新舊經(jīng)驗(yàn)相互作用的集中體現(xiàn)，是新經(jīng)驗(yàn)對原有經(jīng)驗(yàn)的改造。概念轉(zhuǎn)變的過程就是認(rèn)知沖突的引發(fā)及其解決的過程。

二、高中生物概念轉(zhuǎn)變教學(xué)的策略

（一）充分認(rèn)識和分析學(xué)生的前概念

概念轉(zhuǎn)變的研究是與人們對錯(cuò)誤概念的關(guān)注相聯(lián)系的。學(xué)生并不是空著腦袋進(jìn)入教室的，他們在日常生活和先前的學(xué)習(xí)中就已經(jīng)形成了大量的知識經(jīng)驗(yàn)。其中，有些經(jīng)驗(yàn)與科學(xué)的理解相一致，可作為新知識的學(xué)習(xí)起點(diǎn)；而有些則與科學(xué)的理解相違背，這就是錯(cuò)誤前概念。筆者認(rèn)為，這些錯(cuò)誤前概念往往不簡單，它們是由于理解偏差或遺忘而造成的錯(cuò)誤，它常常與日常直覺經(jīng)驗(yàn)相聯(lián)系。如果在教學(xué)中教師只是關(guān)注于新知識的傳授，那么正確概念的傳授并不能自動地校正學(xué)生原有的錯(cuò)誤前概念，在教學(xué)之后，學(xué)生往往仍然信奉原來的觀點(diǎn)。因此，教師在概念轉(zhuǎn)變教學(xué)中，應(yīng)認(rèn)識和分析好學(xué)生在學(xué)習(xí)中存在的前概念，然后再針對性地尋找轉(zhuǎn)變錯(cuò)誤前概念的方法和途徑。

（二）引進(jìn)與前概念相沖突的新概念

根據(jù)前面的介紹我們可以看出，新概念與學(xué)生已有的前概念之間很有可能會存在著認(rèn)知矛盾和沖突，主要原因是學(xué)生對于自然和社會現(xiàn)象的理解，往往受自己在生活中形成的原始認(rèn)知的影響。在“現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容”的教學(xué)過程中，根據(jù)對學(xué)生前概念的分析，筆者采取不同的教學(xué)方法，引發(fā)前概念與新概念之間的認(rèn)知沖突，從而促進(jìn)學(xué)生正確理解生物學(xué)概念。

1.變異、自然選擇與進(jìn)化的方向

雖然變異是不定向的，這在學(xué)習(xí)變異時(shí)學(xué)生已經(jīng)理解了，但是當(dāng)變異作為進(jìn)化的原材料時(shí)，學(xué)生往往會對其方向性做出錯(cuò)誤的判斷。筆者認(rèn)為，學(xué)生并沒有正確理解變異為進(jìn)化提供原材料的真正含義，特別是與自然選擇結(jié)合起來，如當(dāng)學(xué)生看到“環(huán)境改變使生物產(chǎn)生適應(yīng)性的變異”這樣的描述時(shí)，就會從憑生活經(jīng)驗(yàn)建立起的前概念出發(fā)做出錯(cuò)誤的判斷。針對學(xué)生學(xué)習(xí)過程中存在的這個(gè)問題，筆者在讓學(xué)生建立“變異為進(jìn)化提供原材料”“自然選擇決定進(jìn)化的方向”這樣的概念后，為學(xué)生設(shè)置一些判斷題，讓他們將建立起來的新概念進(jìn)行及時(shí)應(yīng)用，從而鞏固新概念。

例如，設(shè)置如下判斷題：①可遺傳的變異是生物進(jìn)化的原材料；②突變、基因重組為生物進(jìn)化提供原材料；③基因突變、染色體變異和基因重組都是不定向的；④變異是隨機(jī)發(fā)生、不定向的；⑤基因突變雖對多數(shù)個(gè)體不利，但有利的基因突變決定了生物進(jìn)化的方向；⑥自然選擇導(dǎo)致突變，決定生物進(jìn)化的方向；⑦生物進(jìn)化的方向與突變的方向一致；⑧表現(xiàn)型與環(huán)境相適應(yīng)的個(gè)體有更多的機(jī)會產(chǎn)生后代，從而改變種群的基因頻率。

2.自然選擇對基因頻率的影響

自然選擇決定生物進(jìn)化的方向，對于這一點(diǎn)，學(xué)生很容易理解，但是自然選擇對基因頻率的影響，卻是很抽象的內(nèi)容。如何突破？不妨采用模擬實(shí)驗(yàn)的方法，比如提供黑色的背景，在上面撒上黑白兩色的棋子，請學(xué)生分析，哪個(gè)顏色的棋子容易被發(fā)現(xiàn)，從而得出結(jié)論：棋子

顏色與背景環(huán)境反差越大，越容易被發(fā)現(xiàn)。這樣，有助于學(xué)生對相似情境“環(huán)境變化與樺尺蠖數(shù)量變化關(guān)系”這一內(nèi)容的遷移和深刻理解。

3.基因頻率的改變、新物種產(chǎn)生與進(jìn)化

由于受認(rèn)知經(jīng)驗(yàn)的影響，學(xué)生往往認(rèn)為只有產(chǎn)生了新物種，才叫發(fā)生了進(jìn)化。而高中階段需要學(xué)生認(rèn)識到進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是“種群基因頻率的改變”。為了幫助學(xué)生正確理解相關(guān)概念，筆者首先給學(xué)生提供某片草地上某種植物相隔一年的兩張圖片，同時(shí)提供某新物種發(fā)現(xiàn)的視頻，請學(xué)生判斷有沒有發(fā)生進(jìn)化。學(xué)生一般都會回答“后者發(fā)生了進(jìn)化，而前者沒有”。這樣引發(fā)了學(xué)生的認(rèn)知沖突后，繼續(xù)后面的教學(xué)。

充分利用“樺尺蠖的體色發(fā)生變化后，相應(yīng)的基因頻率和基因型頻率也發(fā)生了相應(yīng)的變化”，使學(xué)生理解雖然基因頻率改變后依然是樺尺蠖，但根據(jù)現(xiàn)代生物進(jìn)化理論，出現(xiàn)這種現(xiàn)象就是發(fā)生了進(jìn)化。之后進(jìn)行小型的計(jì)算能力競賽：根據(jù)所給數(shù)據(jù)，迅速計(jì)算出該種群是否是在發(fā)生進(jìn)化還是停滯不前。

在學(xué)生學(xué)習(xí)了物種的概念后，設(shè)置相應(yīng)的關(guān)于進(jìn)化實(shí)質(zhì)和物種形成的判斷題，讓學(xué)生在思維判斷的過程中建立起對新概念的正確認(rèn)識。例如，設(shè)置判斷題：①生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率的改變；②生殖隔離是物種形成的必要條件；③隔離是形成新物種的必要條件，也是生物進(jìn)化的必要條件；④種群基因頻率的改變是新物種形成的標(biāo)志；⑤隔離阻礙了不同種群間基因的自由交流；⑥兩個(gè)種群間的生殖隔離一旦形成，這兩個(gè)種群就屬于兩個(gè)物種；⑦新物種的形成意味著生物能夠以新的方式適應(yīng)環(huán)境；⑧種群的基因頻率總是在不斷地變化發(fā)展，物種的基因頻率往往保持不變。

4.共同進(jìn)化

理解“共同進(jìn)化”這一概念的內(nèi)涵要從兩個(gè)角度把握，一是物種與物種之間的關(guān)系；二是生物與無機(jī)環(huán)境之間的關(guān)系。因?yàn)楦拍钪兄v的是共同進(jìn)化，所以學(xué)生的前概念中就只考慮物種與物種之間的關(guān)系，而忽略了生物與無機(jī)環(huán)境之間的相互作用。根據(jù)筆者的經(jīng)驗(yàn)，即使在學(xué)習(xí)了“共同進(jìn)化”這個(gè)概念之后，學(xué)生依然會忽略生物與無機(jī)環(huán)境相互作用這個(gè)角度。

針對物種與物種這個(gè)角度的共同進(jìn)化，筆者讓學(xué)生了解科學(xué)史實(shí)，即達(dá)爾文在《蘭花的傳粉》（1862年）中描述了馬達(dá)加斯加一種“令人驚駭”的蘭花，它的花管長達(dá)29.2cm，花蜜位于花筒的底部。達(dá)爾文預(yù)測，在馬達(dá)加斯加肯定有一種長喙的昆蟲，不然蘭花無法傳粉。1903年，研究者終于找到為這種蘭花傳粉的長喙天蛾，喙長25cm?？梢姡ǚ酃荛L度與傳粉動物喙的長度之間具有很強(qiáng)的適應(yīng)性，有明顯的共同進(jìn)化關(guān)系。

針對生物與無機(jī)環(huán)境這個(gè)角度的共同進(jìn)化，筆者在讓學(xué)生觀看展現(xiàn)進(jìn)化歷程的科教電影后，請學(xué)生歸納提煉出在進(jìn)化過程中生物與無機(jī)環(huán)境之間的相互作用。

（三）利用概念圖，構(gòu)建新概念的知識體系

通過上述教學(xué)活動解決了“現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容”中每一個(gè)前概念與新概念之間的認(rèn)識沖突之

后，筆者根據(jù)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)，即使能夠完成上述每一個(gè)前概念的轉(zhuǎn)變，但是由于“現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容”涉及的知識點(diǎn)分散，概念多，和前面所學(xué)的知識聯(lián)系多，內(nèi)容之間關(guān)系復(fù)雜，所以還是會對學(xué)生正確形成新概念產(chǎn)生干擾。對此，筆者讓學(xué)生以小組為單位，用構(gòu)建概念圖的形式來回顧相關(guān)概念。學(xué)生構(gòu)建了如圖1所示的概念圖，這就使得概念之間的關(guān)系一目了然、層級清晰，從而完成了對新概念及其知識體系的整體構(gòu)建。

圖1 現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容

（四）應(yīng)用新概念，鼓勵(lì)概念順應(yīng)

通過對新概念的建構(gòu)活動，讓學(xué)生認(rèn)識到了新概念的可理解性、合理性和有效性，學(xué)生對新概念的相對狀態(tài)就會升高，也就會自然而然地接受新的概念，放棄原有的概念。要使新概念真正成為知識體系中的一部分，還需要學(xué)生嘗試用新概念描述、解釋、推論和預(yù)測相關(guān)問題，這樣才算充分理解新概念，即完成了整個(gè)概念的轉(zhuǎn)變過程。

例如，在“現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容”的教學(xué)過程中，筆者用兩種方式來讓學(xué)生嘗試應(yīng)用新概念。第一，請學(xué)生用現(xiàn)代生物進(jìn)化理論解釋相關(guān)模型（如圖2）及新物種產(chǎn)生的一般過程。第二，在課堂中舉辦小型演講比賽，用現(xiàn)代進(jìn)化理論講解“進(jìn)化樹”。

圖2 現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容

以上是筆者根據(jù)自己的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出的高中生物概念轉(zhuǎn)變教學(xué)的基本思路。我們必須認(rèn)識到，概念教學(xué)不能僅僅從概念本身入手，還需要關(guān)注學(xué)生的前概念。只有實(shí)現(xiàn)了對前概念的正確轉(zhuǎn)變，才能有效促進(jìn)學(xué)生對新概念的正確認(rèn)識。鑒于此，筆者在今后的教學(xué)中，將會繼續(xù)嘗試挖掘概念轉(zhuǎn)變的有效教學(xué)模式。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

[1]吳舉宏.實(shí)現(xiàn)生物概念轉(zhuǎn)變的教學(xué)策略[J].教學(xué)與管理，2009（28）：59-60.

[2]張建偉.概念轉(zhuǎn)變模型及其發(fā)展[J].心理學(xué)動態(tài)，1998（3）：34-38.

[3]周吉文.初高中生物教學(xué)銜接的校本課程開發(fā)研究[D].蘇州：蘇州大學(xué)，2011.

（責(zé)任編輯 黃春香）