生物概念教学中的偏差现象及转化策略 AG亚游 邓鹏 摘要：生物学概念是生物学科知识体系的基础，从目前的教学情况来看，生物学概念教学的有效性不如预期那样理想，不时出现概念教学的偏差现象。本文分析了概念教学出现偏差的原因，并在同化和顺应的理论指导下提出了具体的转化策略：善于分析解剖概念，把握概念内涵；利用多种教学手段，形成直观概念；调动学生已有知识，同化理解概念；运用比较归纳方法，辨析相似概念；注意概念变式分析，丰富概念内容；积极制作概念图，编织概念网络。 关键词：生物学概念 偏差概念 同化 顺应 转化策略 生物学概念是将生命现象、生命过程经过比较、综合、分析、归纳、类比等方法抽象出来的理性知识，它是已经剥离了现象的一种更高级的思维形态，是生物学科知识体系的基础。然而，从目前生物学概念的教学情况来看，我们的学生不能牢固掌握一些关键性概念，不时出现概念教学的偏差现象，即使经过详细的讲授，学生也是一知半解。因此，教师应充分了解概念偏差形成的原因，有意识、有策略地进行教学，提高生物学概念教学的有效性，使学生真正形成对生物学概念的正确建构。 1．生物学概念教学出现偏差的原因 虽然教师都明白概念的重要性，在教学中也不厌其烦进行讲解，并且还进行一些有针对性的训练，但效果并不如我们所期望的那样，尤其在情境转换后偏差现象尤其严重，究其原因主要有以下几个方面： 1．1 生活经验 早在正式学习生物学知识以前，学生就通过对日常生活中一些现象的观察和体验，形成了一些非科学的概念，这些非科学的概念简称为“前概念”或“偏概念”，这种概念的形成由实践认识的局限性导致，它并不是我们所说的“不理解”，而是“不同的理解”，它们常常与学习者大量的直觉经验和信念联系在一起，植根于一个与科学理论不相容的概念体系中，并且学习者对它们深信不疑。例如不少学生认为细菌都是有害的；人们普遍认为心跳停止即为“死亡”等。 1．2 类似概念的干扰 生物学中有很多字面相近、含意相似或属性相关的概念，由于它们之间对比度比较小，个性不够鲜明，在思维过程中就会产生误导性联想和思维分歧化，出现概念间本质属性的混淆，例如：芽和芽体、子实体和营养体、菌丝和菌毛、有丝分裂和有性生殖、原生生物和原核生物等。如果学生对这些概念理解不够，把握不住它们的本质和区别，则极容易混淆或写错，而这种现象在学生之间并不少见。 1．3 前知识的影响 在学生的学习过程中，各学科之间以及同一学科的前后阶段之间，存在着某些知识点相互影响的现象，这些影响一般是积极的，先学知识能促进新知识的学习，但有时先学知识也会带来消极效果。例如学生学习了RNA的相关知识后，由于前面所学的DNA分子中碱基互补配对原则“A=T，G=C”成立，有些学生误认为在RNA分子中“A=T，G=C”也一定成立。 1．4 教学过程中产生 教师或教辅提供的不准确信息或对本来正确的信息进行了错误的解释，学生一旦接受了这些错误的信息就会建立错误的概念；这些错误的概念又会对新信息的接受产生影响，形成新的错误概念。学习过程恶性循环，学生在大脑中形成的是一系列错误的概念，甚至是一个错误的概念体系，这种先入为主的错误概念一旦形成，要纠正则会相当困难。另外，在讲解生物学知识时，由于某个知识点的教学需要，某些教师会过分地突出某一现象或结果的观察与分析，忽视了相关的其他知识，未能帮助学生形成整体的认知结构。 1．5 教学方式导致 从目前现状来看，已经有相当一部分教师在教学中开始关注生物学概念，但在教学中主要以主题和相关事实为中心，强调学生记忆和背诵概念，侧重学生的低水平认知。这种情况下，学生往往对所学知识死记硬背、一知半解，对生物学原理缺乏必要的理解和科学的分析，解决问题时更多的是采取经验的解题模式，特别是遇到难题时就凭感觉，想当然，并没有把要解决的问题与所学的知识理论联系起来。 2．生物学概念的转变策略 近十几年来，西方科学教学研究者以建构主义思想为指导，对科学概念学习过程进行了深人研究，提出了概念转变学习模式(con-ceptual change learning)，这是一种新型科学概念学习观点，是矫治错误概念、实现错误概念转变的有效策略。波斯纳等人在皮亚杰的建构主义理论和库恩的“范式更替观”的基础上，提出了概念转变学习的机制——同化和顺应。同化是指学生用自己已有的观念理解新现象的过程，实现概念同化应具备一定条件: 首先，学习者要具备把新概念与认知结构中原有的适当观念关联起来的意向，即具备同化新概念的适当上位概念；其次，学习材料呈现新概念对学习者必须具有潜在意义。两个条件缺一不可，否则会导致机械学习。顺应是指学生转变或重组原有观念以便更好地理解和接受新现象的过程，是对原有认知结构的调整和改变，以便更好地理解和接纳新现象。当认知结构有较大的差异或矛盾时，必须对原有认知结构进行调整和改变，通过顺应学习才能接纳新知识，解决认知矛盾，实现由原有的前概念向新的科学概念的转变。 由此可见，正确生物学概念的掌握，绝非了解一些事实随即套用模式解题那样简单，其关键是教会学生怎样去思考和推理判断。我们不能有意无意地将学生的头脑当作一块“白板”进行“灌输”，灌输式教学或简单的结论式教学不能使学生真正理解科学概念。概念的转变学习，也就是学生原有观念改变、发展和重建的过程，就是学习者由前科学概念向科学概念的转变过程，它并非单纯的观念传递的过程，因为仅仅依靠告诉学生“正确”的概念是无效的。只有当学生认为新的信息有意义、可理解、有价值的时候，他们才会主动地去构建新知识而改变原有的认知结构。这是学习者自主建构的过程，是“同化”与“顺应”的统一的过程。只有在这一过程中，学生才能自主建构起新观念，才能形成科学的认知结构。因此，在新课讲解前，教师应设法了解学生对相关课题的已知知识和思维方式，以便授课时有针对性地重点讲解；备课时，教师应能正确理解知识，能将知识准确地传递给学生，避免知识的误传和歧义；教学中，教师应创设问题情景，有意识地构造概念冲突局面，暴露学生原有想法的偏颇和不足，引导学生将科学概念与原有的偏差概念进行对比、分析、判断、概括和总结，从而得到正确的结论。 3．生物学概念的具体转变对策 由于偏差概念在学生的头脑中普遍存在，而且有的根深蒂固，有些虽然会在以后的学习中被纠正，而一旦换个环境，则还会运用自己的“原有概念”去解决问题。要解决这个问题，教师应通过运用多种教学方法，从不同的角度、不同的情境引出学生思维中存在的不足或谬误，引导学生去发现原有经验与新的现象或事实的不一致和冲突，并在矛盾和辨别中完善自己的认知结构，逐步实现对概念全面而准确的理解和掌握。 3．1 善于分析解剖概念，把握概念内涵 化学概念具有严密的科学性，因此概念教学应让学生准确把握概念的内涵和外延，正确掌握概念的实质。在教学中经常采用下列3 种解剖方式: 一是咬文嚼字理解概念，如概念酶中的“生物大分子”二字，就隐含着“并不一定全是蛋白质分子”深层涵义 。二是剖析词语含义，如细胞呼吸的概念，讲解时把定义的4 个句式分解开来：①有机物，② 在细胞内在氧化分解，③生成CO2或其他产物，④释放能量并生成ATP的过程，通过句式的分解能得出细胞呼吸的反应物、场所、产物和结果等信息。三是强调关键字词，从而浓缩概念，显现概念实质。如渗透作用的概念，可向学生强调“水”、“通过半透膜”、“从低浓度到高浓度”这些关键点。概念偏差现象的出现是因为学生认知方式比较单一、认知结构不完善所致，通过对概念的分析解剖，能帮助学生丰富自己的认知结构，能更深刻地把握概念内涵。 3．2 利用多种教学手段，形成直观概念 学生掌握生物学知识的过程是一种特殊的认识活动过程，这个过程主要包括对学习的感知、理解、巩固、运用等环节。在这个复杂的认识过程中，起点是感知学习的内容，并获得与之相关的较丰富的、全面的、正确的感性知识，这样有利于建立起正确的概念。因此在教学过程中，教师充分利用实物、标本、挂图、模型、视频、动画等直观教学手段，使学生看得透彻，听得明白，真正达到“百闻不如一见”的效果。例如，学生很难理解DNA的双螺旋结构，如果我们把其模型放在学生面前，这个问题就会迎刃而解。还如，很多学生认为碘液是蓝紫色的，但只要把一瓶碘液放在学生面前，学生一定会记忆深刻。另外，对于蛋白质的鉴定和还原糖的鉴定两个实验，究竟哪个实验需水浴加热，其现象分别怎样，教师是一讲再讲，但还是有不少学生弄混淆。如果我们把学生拉进实验室，通过学生自己动手做实验，相信他们是不会再弄错的。 3．3调动学生已有知识，同化理解概念 当新的概念形成的时候，人的大脑中要进行把新概念同已有知识相比较、相联系的过程，为新概念在大脑里已有的知识结构寻找适当的位置，同化成为大脑知识结构的一部分。中学生大脑里的知识结构比较简单，同化新概念的能力不强，这就要求教师努力调动学生已有的知识，调整学生头脑中的认知结构,，帮助学生加强新旧概念间的联系。比如学生通过分析减数分裂中等位基因随同源染色体分离而分离的现象，得出了基因分离规律这个上位概念后，在学习伴性遗传时，只要指出控制伴性遗传的基因也位于性染色体这对特殊的同源染色体上，学生就能迅速理解：性染色体上的一对等位基因也遵循基因分离规律。这个思维过程可表述为：一对同源染色体上的一对等位基因遵循分离规律，性染色体也是同源染色体，所以性染色体上的一对等位基因也遵循分离规律。 3．4运用比较归纳方法，辨析相似概念 比较是同中求异和异中求同的一种思维方式，指在教学活动中将两个或两个以上的认识放在一定条件下，按照一定的标准进行对照比较，从而确定认识对象属性的同异等，以达到辨识、了解和把握认识对象之目的的一种方法。如学生对“原生生物和原核生物”难以区分，通过认真分析比较就会发现：原生生物是隶属于真核生物的单细胞微生物，原核生物是与真核生物在结构上有显著差异的另一类生物；原核生物和真核生物都是上位概念，而原生生物是隶属于真核生物的下位概念。通过一些练习、讨论，让学生对易混淆的知识进行对比和总结，就能达到对不同成分精确的分析，化消极因素为积极因素。 3．5注意概念变式分析，丰富概念内容 学生在学习概念时可能产生两种常见的错误：一是把非本质属性当作本质属性；二是人为增加或减少概念的内在因素，从而改变了概念固有的内涵和外延。要解决此类问题，教师应从不同角度、不同方向和不同情境改变概念的适用范围或表达方式，引导学生进行发散思维，突出概念的本质属性，使概念的内涵和外延进一步明确。例如：当讲到“一种密码子代表一种氨基酸”时，教师可以将其反过来问：“一种氨基酸是否只对应一种密码子？”或从另一个侧面问：“是不是每一种密码子都对应氨基酸？”这样，通过呈现正向、反向、侧向等各种变式对概念或命题进行辨别和比较，从而有利于获得准确的认识，并有利于把握住概念最本质、最核心的部分。 3．6 积极制作概念图，编织概念网络 概念图是美国康乃尔大学学者诺瓦克（J.D.Novak）和戈尔（D.B.Gowin）提出的旨在帮助学生进行建构性学习的教学策略。所谓概念图，实质上就是用于组织和表征知识信息的工具，它通常将一系列相关概念置于方框或圆圈中，再以各种连线将相关的概念连接，是一种由概念节点和连线组成的结构化表征，其中的连线则表示各种概念间的内在逻辑关系。通过绘制概念图能有效的暴露出由于混淆和错位导致的概念错误，而且还可以帮助学生清晰地理清各个概念之间的关系。例如，在学完“可遗传变异”内容后及时要求学生作概念图， 就可帮助学生理顺所学知识之间的逻辑关系： 总之，学习过程是认知思维活动的主动建构过程，是人们通过自身原有的知识经验与外界环境进行交互作用，以建构新知识的过程。因此，教学中应重视学生已有的知识和经验，通过各种教学方法，引导学生积极主动地建构新知识，提高概念教学的有效性，让学生真正理解科学概念的内涵。 参考文献： [1] 袁维新.生物教学中错误概念的诊断与矫治[J].课程·教材·教法.2003（5）. 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