高中生物迷思概念成因及教學(xué)對策

黃　瑋

摘要分析了“迷思概念”來源，介紹了生物概念教學(xué)理論和教學(xué)模式，矛結(jié)合教學(xué)實踐總結(jié)出了“迷思概念”轉(zhuǎn)變的幾種教學(xué)方法。

關(guān)鍵詞迷思概念科學(xué)概念教學(xué)對策生物學(xué)教學(xué)

中圖分類號G633.91文獻標識碼B

1迷思概念的定義

建構(gòu)主義理論認為，學(xué)生總是以已有的知識經(jīng)驗為基礎(chǔ)來構(gòu)建對新知識的理解，不同的學(xué)生對同一概念可能會有不同的理解，在學(xué)習(xí)中學(xué)生可能記住了科學(xué)概念的定義，但沒有真正理解科學(xué)概念的實質(zhì)，存在著一些模糊甚至是錯誤的認識。

把學(xué)生頭腦中存在的與科學(xué)概念不一致的認識叫做“迷思概念”。分析學(xué)生易形成迷思概念的主要原因大致有以下幾種類型。

2迷思概念的成因

2.1生活媒體因素

生物學(xué)與生活的密切聯(lián)系決定了生物“迷思概念”的一個重要來源是生活經(jīng)驗。日常生活概念對現(xiàn)象的解釋要求以滿意為主，它允許概念的模糊、不準確或不一致。而科學(xué)概念追求的是對現(xiàn)象的完美解釋和預(yù)測，為達到這一目標，就要求科學(xué)概念必須是最小的不確定性，最大的精確性、一致性和最高的概括性。對日常生活概念和科學(xué)概念掌握要求的不同，導(dǎo)致了學(xué)生在掌握科學(xué)概念時遇到很大的認知和元認知困難，這些困難就是學(xué)生產(chǎn)生迷思概念的重要原因。例如：很多學(xué)生認為糖都是甜的，淀粉不是甜的，所以淀粉不是糖；也有學(xué)生認為糖就是碳水化合物，但實際上鼠李糖(C₆H₁₂O₅)、脫氧核糖(C₅H₁₀O₄)等都不是碳水化合物。

學(xué)生周圍的人已擁有的概念，包括社會上一些流行的說法，也會影響他們科學(xué)概念的形成。例如，受“湯文化”的影響，廣東地區(qū)流行“以形補形”的說法，其核心思想就是用動物的五臟六腑來治療人體相應(yīng)器官的疾病，所以學(xué)生認為腎炎患者應(yīng)該多吃豬腰子。實際上動物。腎臟膽固醇含量高，過量進食，將可能加重腎臟的負擔(dān)，使腎功能進一步惡化。而且動物內(nèi)臟含有大量膽固醇，如果過量攝入，會在血管壁上形成沉淀，造成血管阻塞、危及生命。

在與他人的交往中，學(xué)生會接觸到大量的科學(xué)知識和經(jīng)驗，大眾媒體也會給學(xué)生廣泛的信息資料。盡管從科學(xué)的觀點來看，這些知識并不總是正確的，但這些來源可能比學(xué)校科學(xué)教育有更大的影響力。例如學(xué)生讀了金庸的武俠小說，看了《水滸》、《三國演義》等電視劇之后，很容易得出結(jié)論：喝酒可以驅(qū)寒。這個觀點也很容易得到生活實際經(jīng)驗的驗證：人們喝酒后由于交感神經(jīng)興奮，加速肌體的代謝，釋放出能量，有熱乎乎的感覺。這給學(xué)生后來學(xué)習(xí)“人體體溫調(diào)節(jié)機制”帶來很大的干擾。但實際上，喝酒驅(qū)寒帶來的是短暫的舒服，隨著血管擴張，熱量會大量散失，不利于維持體溫的平衡。

2.2學(xué)習(xí)環(huán)境因素

研究表明，教師擁有大量的自然學(xué)科領(lǐng)域中的“迷思概念”，當(dāng)教師的“迷思概念”和學(xué)生的知識經(jīng)驗相互作用時，學(xué)生理解科學(xué)概念會變得更加困難。在教學(xué)中，有時由于教師的教學(xué)語言不夠嚴謹或教材提供的實例的不夠全面，常常導(dǎo)致新的“迷思概念”或強化學(xué)生原有的“迷思概念”。

例如，在學(xué)習(xí)“物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗币还?jié)時，教材描述“植物細胞的原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜”，“細胞膜和其他生物膜都是選擇透過性膜”，倘若教師此時沒有強調(diào)半透膜和選擇透過性膜的區(qū)別，就會有學(xué)生混淆半透膜和選擇透過性膜。

2.3個人認知因素

學(xué)習(xí)者本身知識不足，產(chǎn)生錯誤推理與字義的聯(lián)想、混淆與沖突。學(xué)生對生物概念、生物現(xiàn)象的片面或錯誤理解所產(chǎn)生的迷思概念會成為生物學(xué)習(xí)的障礙。這些迷思概念如果得不到及時糾正，將影響學(xué)生對生物學(xué)新知識的同化和順應(yīng)，甚至歪曲新知識的意義，使學(xué)生形成錯誤的思維，阻礙其學(xué)習(xí)生物學(xué)，進而使學(xué)生覺得生物難學(xué)。例如：單倍體是染色體變異中的一個重要概念，不少學(xué)生只從字面上理解此概念，認為單倍體細胞中只有一個染色體組，由普通小麥(六倍體)的花粉發(fā)育而成的個體為三倍體而不是單倍體。又如：對于生態(tài)系統(tǒng)的成分，有的學(xué)生認為所有的植物都是生產(chǎn)者，所有的動物都是消費者，所有的細菌都是分解者，而忽略其中特殊的成分。

研究表明，概念外表的相似性對個體的再認和回憶具有極大的干擾作用，是影響個人認知的因素之一。相似的材料很容易讓學(xué)生產(chǎn)生混淆。因此，學(xué)習(xí)內(nèi)容外表的相似性對學(xué)生生物迷思概念的增多起著不可忽視的作用。如：遺傳信息和遺傳密碼、生殖細胞和性細胞、尿糖和糖尿病、神經(jīng)纖維和神經(jīng)末梢、軸突和樹突、生長素和生長激素、傳染病和遺傳病、單倍體和單倍體基因組、基因頻率和基因型頻率等。

3教學(xué)對策

3.1引發(fā)認知沖突，鼓勵學(xué)生的認知順應(yīng)

約瑟夫薩·S·克拉伊契克將概念轉(zhuǎn)變教學(xué)設(shè)想為一種動態(tài)、循環(huán)的過程，認為這一過程主要有四部分組成：(1)學(xué)生描述他們的理解和認識；(2)重新建構(gòu)理解和認識；(3)應(yīng)用新的理解和認識；(4)將新的理解和認識與以前的理解和認識做比較。將上述的四個過程設(shè)計成一個教學(xué)模型如圖1所示。

前面提到有的學(xué)生認為所有的植物都是生產(chǎn)者，所有的動物都是消費者，所有的細菌都是分解者，而忽略其中特殊的成分。這時教師就可以引發(fā)學(xué)生的認知沖突：生產(chǎn)者都是自養(yǎng)生物，菟絲子是植物，但菟絲子是不是自養(yǎng)呢?進一步詢問：菟絲子是不是生產(chǎn)者呢?教師引導(dǎo)學(xué)生一步一步深入思考，在不同概念間建構(gòu)新理解，完成認知順應(yīng)。通過多次這樣引發(fā)認知沖突、完成認知順應(yīng)，學(xué)生就認識到寄生植物菟絲子是消費者，蚯蚓、蜣螂等動物是分解者，藍細菌是生產(chǎn)者，從而有效形成科學(xué)概念。

3.2利用多種教學(xué)手段，幫助學(xué)生辨明概念

3.2.1調(diào)動已有知識同化理解新概念

當(dāng)新的概念形成的時候，人的大腦中要把新概念同已有知識或前科學(xué)概念相比較、相聯(lián)系，為新概念在大腦里已有的知識結(jié)構(gòu)尋找適當(dāng)?shù)奈恢茫恍赂拍罹捅宦?lián)結(jié)拼合上去成為大腦知識結(jié)構(gòu)的一部分，被消化吸收，這就是同化。中學(xué)生大腦里的知識結(jié)構(gòu)比較簡單，同化新概念的能力不強，這就要求教師努力調(diào)動學(xué)生已有的知識，調(diào)整學(xué)生頭腦中的認知結(jié)構(gòu)，幫助學(xué)生加強新舊概念間的聯(lián)系，同化理解新概念。如，學(xué)習(xí)“蛋白質(zhì)工程”時，教師可引導(dǎo)學(xué)生回憶已經(jīng)學(xué)習(xí)過的有關(guān)雜交育種、基因工程、中心法則及蛋白質(zhì)具有復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)等知識，就可以將已有的認知結(jié)構(gòu)用于同化蛋白質(zhì)工程崛起的緣由、蛋白質(zhì)工程的基本原理和流程等知識，再通過一定的反饋練習(xí)，就可以進一步促進對蛋白質(zhì)工程的理解。

3.2.2加強直觀教學(xué)

在教學(xué)中，教師以親身實踐或以具體事物、現(xiàn)象的逼真描繪來激起學(xué)生的感性認識、獲得生動的表象，從而促進學(xué)生對知識比較全面、比較深刻地掌握和理解的教學(xué)過程，稱為直觀教學(xué)。根據(jù)生物學(xué)科的

特點，直觀教學(xué)可以幫助學(xué)生理解教學(xué)內(nèi)容，提高教學(xué)質(zhì)量，也能夠有效消除“迷思概念”，使用現(xiàn)代教育技術(shù)就是一種很好的直觀教學(xué)方式。

生物教材中許多知識是學(xué)生日常生活中無法接觸或觀察到的，許多微觀、抽象的重點和難點問題，靠傳統(tǒng)的教學(xué)手段很難講清楚。這些知識往往成了教學(xué)的難點，多媒體課件可以有機統(tǒng)一地采用文字、聲音、色彩、圖片、動畫、視頻等方式，幫助教師化難為易、化抽象為具體、化微觀為直觀，讓學(xué)生容易理解和掌握知識。因此多媒體教學(xué)手段的應(yīng)用，可避免、減少迷思概念。例如興奮在神經(jīng)元之間傳遞這一段中的教學(xué)中，學(xué)生通過對電腦動畫的觀察，可以非常清晰地了解興奮傳遞的整個過程，從而對突觸、突觸前膜、突觸后膜、突觸間隙、受體等概念形成清楚的認識。

3.2.3把握概念的外延和內(nèi)涵

生物學(xué)概念具有嚴密的科學(xué)性，因此概念教學(xué)應(yīng)讓學(xué)生準確把握概念的內(nèi)涵外延，消除“迷思概念”的頑固性，正確掌握概念的實質(zhì)。在教學(xué)中，教師可采用下列3種解剖方式。

一是咬文嚼字理解概念。如植物激素的概念是：由植物體內(nèi)產(chǎn)生，能從產(chǎn)生部位運送到作用部位，對植物的生長發(fā)育有顯著影響的微量有機物。這里“影響”就包括了“促進或抑制”兩層意思。

二是對概念進行要點分析。在講解某一概念前，先分析該概念所闡述的要點有哪幾個，然后根據(jù)這些要點把概念分解成幾個小問題，再把這幾個小問題列出，讓學(xué)生根據(jù)教材對該概念加以描述找出這幾個小問題的答案，提問后總結(jié)這幾個要點間的聯(lián)系，這樣，從理論到實踐，使理論進一步升華。例如“減數(shù)分裂”的概念就可以分解成以下幾個小問題：(1)它是哪種細胞的分裂方式?(生殖細胞在成熟時的分裂方式)(2)細胞分裂幾次?(連續(xù)分裂二次)(3)DNA復(fù)制幾次?(一次)(4)最后產(chǎn)生幾個子細胞?(4個)(5)子細胞中染色體數(shù)目有沒有變化?(有，都減少一半)

三是強調(diào)關(guān)鍵字詞，從而濃縮概念，顯現(xiàn)概念實質(zhì)。如“細胞周期”的概念，可簡化為“2個完成時”(第一次分裂和第二次分裂完成時)；“減數(shù)分裂”的概念可以簡化為“兩次、一次、減半”(即細胞分裂兩次，染色體復(fù)制一次、子細胞染色體數(shù)目減半)。又如在解釋遺傳的分離和自由組合兩個規(guī)律的本質(zhì)時，教師可指導(dǎo)學(xué)生抓住其綱要——“等位基因分離，非等位基因自由組合”，抓住了這兩個關(guān)鍵詞，兩個基本規(guī)律的核心也就抓住了。

3.3使用圖表完善學(xué)生的認知結(jié)構(gòu)

3.3.1運用表格加強對比

比較圖表是一種用來對材料進行比較和分類以促進學(xué)習(xí)效果的方法，它可以幫助學(xué)習(xí)者將繁雜的信息放入一個使之變得有內(nèi)在聯(lián)系的模式中，從而使學(xué)習(xí)變得有條理。所以教學(xué)中，建議教師可以采用比較圖表，使學(xué)生有效地運用精加工策略，使迷思概念和科學(xué)概念在聯(lián)系對比中，排除干擾和混淆，從而獲得正確的知識。

例如，在教完呼吸作用以后，學(xué)生對光合作用和呼吸作用過程中的[H]和ATP的產(chǎn)生和去處存在迷思。教師可以引導(dǎo)學(xué)生列表如下(表1)。

又如，學(xué)生學(xué)習(xí)了細胞工程后，對植物組織培養(yǎng)和動物細胞培養(yǎng)的過程經(jīng)常混淆，教師也可以引導(dǎo)學(xué)生完成下面表格(表2)。

3.3.2進行整理歸納

在生物學(xué)學(xué)習(xí)中，隨著知識的不斷積累，概念的數(shù)量也會隨之增多，一些學(xué)生常常為不同概念難于區(qū)分或者概念過多難于記憶而煩惱。如果教師能夠指導(dǎo)學(xué)生主動及時地將概念進行歸納整理、分類記憶，將會有效提高學(xué)習(xí)效果。例如，在學(xué)習(xí)“基因的分離規(guī)律”時，所涉及的概念就很多，利用歸納法，可將相關(guān)的概念整理如圖2所示。

總之，生物“迷思概念”轉(zhuǎn)變的教學(xué)要求教師首先要弄清楚學(xué)生已有的前科學(xué)概念，并提供具體的具有說服力的科學(xué)事實，使學(xué)生認識到自己原有概念的不足，產(chǎn)生認知上的沖突，采用科學(xué)的教學(xué)方法，使學(xué)生實現(xiàn)對科學(xué)概念的全面、準確的理解。

3.3.3構(gòu)建知識概念圖，注重概念間的聯(lián)系

雖然新的知識系統(tǒng)已經(jīng)形成，但整個概念改變的過程還沒有完成，學(xué)生還要知道如何運用新的知識系統(tǒng)，并在此基礎(chǔ)上作出解釋、推論和預(yù)測，這樣才算完成整個的概念改變過程。了解學(xué)生迷思概念的轉(zhuǎn)變情況，并根據(jù)反饋信息進一步設(shè)計方案促進其轉(zhuǎn)變是學(xué)生迷思概念轉(zhuǎn)變不可或缺的環(huán)節(jié)。教師引導(dǎo)學(xué)生學(xué)生編制概念圖以促進學(xué)生及時反饋是一種比較好的方法。

在教學(xué)中，概念圖可以作為識別學(xué)生對知識的錯誤理解、知識欠缺和錯誤概念的工具和作為評價學(xué)生知識理解的工具。如果對概念不理解，概念間關(guān)系不清晰，學(xué)生是很難將這些概念組織成層次清晰、關(guān)聯(lián)準確的概念圖的。經(jīng)常制作概念圖一方面促使學(xué)生將所學(xué)知識結(jié)構(gòu)化，另一方面促使學(xué)生深入思考和學(xué)習(xí)。學(xué)生對同一組概念制作的概念圖，有一個逐步準確的過程，這個過程是深度學(xué)習(xí)的過程。概念圖可以準確地反映學(xué)生相關(guān)概念的認知結(jié)構(gòu)和理解程度。