假設考驗:生物概念教學的有效策略

摘要：對概念的掌握和運用是生物教學的核心問題。實踐表明，在概念教學中，如果按做出假設、列舉事實、總結概念、深化概念的步驟教學，會更符合學生的認知特點，更有助于學生輕松形成生物概念。

關鍵詞：生物；概念教學；有效策略

中圖分類號：G633.91 文獻標志碼：A文章編號：1673-4289（2012）04-0018-02

生物概念是中學生物學科知識的重要組成部分，是構成生命科學理論體系的基本單位，因此，對概念的掌握和運用是生物教學過程的核心問題[1]。認知心理學對概念形成問題提出的最具影響力的理論是“假設考驗說”[2]。該理論強調了假設和策略在概念形成過程中的作用，它認為：人在形成概念的過程中，需要利用現在獲得的和已存貯的信息來主動提出一些可能的假設，即設想所要掌握的概念可能是什么，概念形成的過程就是假設考驗的過程，是一種富有策略性的假設考驗的過程，這個過程因帶有明顯的智慧色彩，所以表現出人的主動性。由此可見，如果我們在生物概念教學中，能引導學生對所學概念先提出假設，將有助于學生更加積極主動地參與到課堂學習中來。如在“減數分裂和有性生殖細胞的形成”的教學中，為了幫助學生形成“減數分裂”這一核心概念，筆者進行了“假設考驗”的教學嘗試，步驟如下。

一、暴露“前概念”，假設新概念

學生的“前概念”又稱生活概念，因其出現在學生對科學概念建立之前而得名。學生對新概念的假設往往與他們的前概念有關。所以在概念教學中，要讓學生形成有目的性的假設，教師先要創設恰當的問題情境，給學生提供暴露前概念的機會。

在這個過程中，給學生營造輕松、積極和安全的課堂氛圍，學生才會充分的暴露出自己的前概念。如果前概念是正確的，它可以作為學習新概念的良好基礎和鋪墊，既有助于新概念的習得，又有助于激發他們進一步學習新概念的興趣和動機；如果前概念是錯誤的，則會造成學生的認知沖突，促進學生進行反思，然后在前概念與科學概念的激烈碰撞中，實現由前概念向科學概念的轉變。

如在進行減數分裂的教學中，筆者首先和學生共同復習有性生殖的概念，然后提出問題：“成熟的生殖細胞是怎樣產生的？”通過這個問題引出學生的前概念。課堂中，針對一些同學所認為的“成熟的生殖細胞是通過有絲分裂形成的”這一錯誤的前概念，教師先不作評價，而是出示精子與卵細胞融合為受精卵的模式圖請學生觀察。學生通過觀察回憶舊知識后，立刻意識到“若是通過有絲分裂產生有性生殖細胞，再經過受精作用后染色體會加倍，將無法保持物種的穩定”，由此推翻了原有的假設。然后經討論和分析形成新的假設：“在卵細胞和精子的形成過程中，必然有一個特殊的過程使染色體數目減少一半；受精時，精子與卵細胞融合，恢復正常的染色體數目”。在此基礎上，教師請學生比較精原細胞與精細胞的染色體形態及數量的特點，以肯定學生所作出的假設。在學生獲得成功的喜悅后，教師繼續提問以激發他們的探究熱情：“這個特殊的過程是怎樣進行的？染色體數目是如何減半的？”

二、探究互動，形成假設

學生假設的形成不是隨意的，應該包含有一定的目的和策略。比如，關于“減數分裂的過程”這一問題，學生會感到非常抽象，難以直接做出假設，所以教師應事先預測學生有可能會面臨的思維障礙，并選擇相應的教學策略，以幫助學生主動思考，順利形成假設。

在學生形成假設的過程中，教師需要通過師生交流及時了解學生的思維過程，以便于了解學生所面臨的困難并及時給予他們信息上的支持，或引導他們對問題進行更深入的思考和討論。這需要教師精心設置問題，給予學生充分的表達和交流的機會。

如在對“減數分裂的過程”形成假設時，為了幫助學生掃清思維障礙，將抽象的過程直觀化，教師為每組準備了以下的材料用具：彩條紙8張（4張長的，4張短的），表示染色單體或染色體，其中紅色表示來自母方，黃色表示來自父方；圖釘8顆，表示染色體的著絲點。并安排了以下的活動任務：

1.以含有4條染色體的精原細胞為例，2人一組，根據精原細胞的染色體組成，從材料中挑選出一套精原細胞的染色體，說出挑選的理由并總結染色體特點。

正確挑選出精原細胞的染色體是這個活動的關鍵和難點，請學生說出挑選的理由既可以引導他們對這個問題進行深入地思考和討論，又便于教師了解這一環節中學生所面臨的困難。學生說出挑選的理由后，教師及時引出同源染色體的概念，幫助學生解決難點，并幫助學生順利進入下一環節。

2.組內合作，用彩條紙模擬精細胞形成過程中染色體的動態變化；模擬并畫出分裂過程的示意圖。

在這個環節中，教師通過巡視及時了解學生的探究情況，并選出有代表性的小組進行展示。

3.分組展示模擬的動態變化過程，表達探究結果。通過組間交流和評價，學生大致形成了三種假設。第一種假設：染色體不復制，一個精原細胞直接分裂形成兩個精細胞；第二種假設：精原細胞的染色體經復制后分裂兩次，第一次分裂是同源染色體的分離，第二次是著絲點的分裂；第三種假設：精原細胞的染色體經復制后分裂兩次，第一次分裂是著絲點的分裂，第二次是同源染色體的分離。

三、考驗假設，形成概念

學生形成假設之后，會急切地想知道這一假設是否正確。此時，對假設的正確與否教師可以先不作評價，而是直接呈現科學事實，請學生自己去考驗假設，以促進學生的自我反思，充分激發學生的自主性。在考驗假設的過程中，教師除了要引導學生對假設進行修正和反思，還要引導學生進一步深入理解科學概念的外延和內涵。

如在“減數分裂”這一節中，學生形成假設后，教師通過動畫呈現出精子的形成過程，學生通過觀察動畫、對比假設，對精子形成過程中染色體的變化就有了更深入準確的認識。此時，教師再說明：這個過程就是減數分裂，從而在課堂中引入“減數分裂”這一概念。接著教師引導學生總結減數分裂的概念，在已有的學習基礎上，學生就會很輕松地總結出減數分裂這一概念的外延：“進行有性生殖的生物，產生成熟生殖細胞時進行的細胞分裂”，以及概念的內涵：“細胞連續分裂兩次，而染色體只復制一次，成熟生殖細胞中的染色體比原始生殖細胞中的染色體數目減少一半”。在形成減數分裂的概念之后，教師再詳細展示減數分裂的每一個過程，并引出“減數第一次分裂”、“減數第二次分裂”、“精細胞”、“四分體”等術語，以幫助學生進一步熟悉減數分裂的概念。

四、思維拓展，深化概念

由于概念常常是由符號或術語來表示的，學生可能只記住了概念的符號或術語而沒有理解概念的意義，或者只是部分地理解了概念的意義。因此，在概念學習的最后，教師需要設計測驗來檢驗學生是否真正理解了概念，并幫助學生對概念進行深化。

為了檢驗學生是否已理解新的概念，通常可以請學生運用已學過的概念分析教材外的例子。在學生已理解概念的基礎上，還需要對概念進行深化，即概念的系統化。這將有助于把學生“散裝”的概念納入相應的概念體系中，讓學生獲得一個條理清晰的知識網絡，既能幫學生理解新概念，又能鞏固復習已學概念。

如在“減數分裂”這一課中，筆者設計了以下兩個問題來檢驗并深化學生已獲得的概念：

1.設計減數分裂中DNA、染色體、染色單體的變化曲線圖，并與有絲分裂作對比。

2.拓展思考：馬、驢產下的騾子為何無生育能力？

通過這節課的嘗試我們發現，在概念教學中，按做出假設、列舉事實、總結概念、深化概念的“假設考驗”步驟進行教學，不僅能夠幫助學生自主地掌握和理解生物概念，更能夠訓練學生自主掌握概念學習的策略和方法。

參考文獻：

[1]劉恩山.中學生物學教學論[M].北京：高等教育出版社，2003:83-84.

[2]王甦，汪安圣.認知心理學[M].北京：北京大學出版社，2000：157.

（作者單位：成都第十八中學校，成都 610000）