初中生物前科學(xué)概念調(diào)查分析和矯正策略

陳志鋒

【關(guān)鍵詞】初中生物 前科學(xué)概念 調(diào)查 矯正

【中圖分類號】G 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A

【文章編號】0450-9889（2013）06B-0034-03

《義務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》（2011年版）凸顯的是重要概念的傳遞。而生物學(xué)概念是反映生命現(xiàn)象和生命活動規(guī)律本質(zhì)屬性的一種思維形式，是生物學(xué)知識結(jié)構(gòu)的基本要素之一，構(gòu)成學(xué)生學(xué)習(xí)內(nèi)容的基本骨架，也是學(xué)生進(jìn)行生物學(xué)學(xué)習(xí)和思維的基本單位。但由于個體的日常生活經(jīng)驗、生物學(xué)概念的術(shù)語、教學(xué)資料、教師的前科學(xué)概念、相近概念的混淆等多方面原因，生物重要概念的傳遞，即生物概念的教學(xué)往往成為生物教學(xué)中的難點。如果教師漠視學(xué)生的生物前科學(xué)概念，特別是學(xué)生頭腦中與科學(xué)認(rèn)知相異的生物前科學(xué)概念未得到矯正，經(jīng)過一段時間，學(xué)生對該概念的理解又回到原有的認(rèn)識，在新的問題情境下重復(fù)出錯。本文將對有關(guān)前概念的幾個問題作一些探討。

一、初中生物前科學(xué)概念調(diào)查分析

（一）生物前科學(xué)概念的涵義

通過問卷調(diào)查發(fā)現(xiàn)，學(xué)生在學(xué)習(xí)新的生物內(nèi)容之前頭腦中并不是一張白紙，而是存在自己對有關(guān)生命現(xiàn)象和生命活動規(guī)律的想法，并伴隨著一定的思維方式，我們把這些原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)和認(rèn)知模式稱為生物前科學(xué)概念。生物學(xué)前科學(xué)概念有些與科學(xué)認(rèn)識相近，有助于學(xué)生在生物學(xué)習(xí)中形成概念，是學(xué)生進(jìn)行生物學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。但也有許多前概念是膚淺的、模糊的，帶有片面性，甚至是錯誤的，不利于學(xué)生在生物學(xué)習(xí)中形成概念。

（二）初中生物前科學(xué)概念調(diào)查及分析

如果學(xué)生的頭腦不是空的容器，那么，在學(xué)習(xí)新的生物內(nèi)容之前，他們的頭腦中存在哪些影響生物重要概念學(xué)習(xí)的認(rèn)識呢？筆者通過問卷調(diào)查的方式，利用陜西師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院李高峰老師設(shè)計的《初中生物前科學(xué)概念測量問卷》對剛?cè)雽W(xué)未接受生物教學(xué)前的七年級學(xué)生進(jìn)行測試。試卷內(nèi)容念蓋了《義務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》（2011版）課程內(nèi)容中的科學(xué)探究、生物體的結(jié)構(gòu)層次、生物與環(huán)境、生物圈中的綠色植物、生物圈中的人、動物的運動和行為、生物的多樣性、生物技術(shù)和健康生活10個一級主題。從比例上看，在學(xué)生的生活中接觸得比較多的是生物圈中的綠色植物、生物圈中的人、生物的多樣性，占了19.44%，關(guān)注了學(xué)生的生活經(jīng)驗，即注重了學(xué)生基于生活經(jīng)驗形成的概念；與人類生產(chǎn)生活和社會發(fā)展息息相關(guān)的生物體的結(jié)構(gòu)層次、生物技術(shù)和健康占8.33%；科學(xué)探究，生物的生殖、發(fā)育與遺傳，動物的運動和行為所占比例最低。

這次調(diào)查一共發(fā)放問卷198份，回收198份，回收率100%。按《義務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》（2011年版）10個一級主題內(nèi)容進(jìn)行統(tǒng)計結(jié)果如表一。

表一中，正確答案是指學(xué)生選了與科學(xué)概念相符的答案，前科學(xué)概念答案是指學(xué)生選了與科學(xué)概念不相符的答案，不知道答案指學(xué)生選了不知道的答案，重復(fù)數(shù)是指198份問卷中選了上述三種答案中某一答案的累計次數(shù)。從表中的合計數(shù)據(jù)看，選擇正確答案的累計次數(shù)占30.99%，選擇前科學(xué)概念答案的累計次數(shù)占55.87%，選擇不知道答案的累計次數(shù)占13.13%。結(jié)果表明形成前科學(xué)概念的學(xué)生占了半數(shù)以上，說明學(xué)生在學(xué)習(xí)新的生物內(nèi)容之前，半數(shù)以上學(xué)生的頭腦中已存在前科學(xué)概念。

綜合上述表格并結(jié)合對學(xué)生訪談后分析：

1.科學(xué)探究部分的前科學(xué)概念調(diào)查情況

科學(xué)探究方面共出了兩道題，都是與顯微鏡相關(guān)的知識，由于農(nóng)村中學(xué)教學(xué)儀器匱乏，所以學(xué)生對顯微鏡中玻片標(biāo)本和物像的移動問題，他們以生活中鏡子成像的原理為參照，認(rèn)為在顯微鏡上要讓物像往一定方向移動，玻片標(biāo)本就要反方向移動。而對光學(xué)顯微鏡和電子顯微鏡的光源問題他們只能從字面上去理解，十分膚淺。

2.生物體結(jié)構(gòu)層次部分的前科學(xué)概念調(diào)查情況

這部分一共出了三道題，前科學(xué)概念占了49.66%。對雞翅下面有一些黃色的塊狀物，較多學(xué)生認(rèn)為是肌肉組織，還不知道雞皮和雞肉之間還連結(jié)著結(jié)締組織；對動物結(jié)構(gòu)層次上知道有細(xì)胞、組織、器官和系統(tǒng)，但誰大誰小還分不清。

3.生物與環(huán)境部分的前科學(xué)概念調(diào)查情況

生物與環(huán)境部分出了二道題，一道是生態(tài)系統(tǒng)，另一道是消費者和生產(chǎn)者，前科學(xué)概念占了84.60%。這幾個概念都是比較抽象的概念，而之前學(xué)生對消費者和生產(chǎn)者的相關(guān)知識知之不多，容易引起學(xué)生形成前科學(xué)概念。

4.生物圈中的綠色植物部分的前科學(xué)概念調(diào)查情況

這部分的內(nèi)容，共出了七道題，前科概念占53.98%。對于無花果樹，在生活當(dāng)中沒有見其開花，學(xué)生多數(shù)只能從字面上去理解是無花結(jié)果，選對答案的學(xué)生有60%說是猜對的；對綠色植物的光合作用和呼吸作用二者混淆不清；竹子開花在現(xiàn)實生活中并不多見，而其他植物開花后并不死亡，所以學(xué)生認(rèn)為竹子開花也是一種正常現(xiàn)象；植物生長是插根在土壤中的，而在空氣中很少能用肉眼看到植物從中吸取到某種營養(yǎng)物質(zhì)，他們認(rèn)為植物的營養(yǎng)主要來自土壤；生活當(dāng)中，人們見到的花有雄蕊和雌蕊同花的居多，所以學(xué)生認(rèn)為花的種類有雄花、雌花和兩性花，而不知道有無性花；對于植物莖中的導(dǎo)管，因為植株是活的，所以他們認(rèn)為導(dǎo)管也應(yīng)該是活的，像人的胃腸一樣，死了就不能吸收營養(yǎng)物質(zhì)。

5.生物圈中的人部分的前科學(xué)概念調(diào)查情況

這部分的前科學(xué)概念占選擇重復(fù)數(shù)的40.41%，對于排泄和排遺他們還分不清，籠統(tǒng)地把廢物排出體外的活動都稱為排泄；對動脈血和靜脈血他們只能表象地從動脈和靜脈的層面上來區(qū)分，而不能從血液的含氧量和是否離心回心的層面上來區(qū)分；對呼吸和呼吸運動更是混為一談。人呼出的氣體中氧氣含量高還是二氧化碳含量高的問題，他們在生活中常聽別人說吸進(jìn)去的是氧氣，呼出的是二氧化碳，因從眾而產(chǎn)生錯誤判斷。氧的運輸方面由于缺少生化知識，而產(chǎn)生前概念。

6.動物的運動和行為部分的前科學(xué)概念調(diào)查情況

動物的運動和行為部分只出了一道題，有兩個空，是關(guān)于孔雀開屏和開屏孔雀的性別問題，前科學(xué)概念為44.44%，形成前概念的原因主要是學(xué)生自認(rèn)為是的主觀推斷。

7.生物的生殖、發(fā)育與遺傳部分的前科學(xué)概念調(diào)查情況

這部分也只出了一道題，兩個空，是關(guān)于血緣關(guān)系的內(nèi)容。由于中國傳統(tǒng)的對性知識的教育發(fā)展比較滯后，教師、家長對生殖、發(fā)育與遺傳多數(shù)時候是羞于啟齒的，特別是農(nóng)村初中，對于性知識不愿去了解太多，甚至教師和家長自己都弄不清，所以在這道題目上形成的前科學(xué)概念尤為明顯，占了98.74%，余下的為不知道，沒有一個學(xué)生選對正確答案。

8.生物多樣性部分的前科學(xué)概念調(diào)查情況

生物多樣性部分出了七套題目。學(xué)生對動物的分類十分模糊，他們認(rèn)為雞不會飛，而鳥會，所以雞不是鳥；對蝙蝠的理解也依此為據(jù)。黑色、白色、棕色、紅色人種，由于膚色不同，因而他們認(rèn)為不是相同的種，定性的依據(jù)也是膚淺的。

9.生物技術(shù)部分的前科學(xué)概念調(diào)查情況

生物技術(shù)部分出了三道題，前科學(xué)概念占44.61%，對于禽流感他們覺得名稱上有“禽”，那應(yīng)該是只能傳染給禽類，對人畜共患的傳染病尚未形成概念；對于細(xì)菌和病毒，他們在媒體中獲得的信息多數(shù)是說它們的危害，而對生產(chǎn)生活中的面包、酸奶、酒等的制作是用了微生物的有利一面缺少了解，甚至視而不見，聽而不聞；雜交育種知識更是匱乏，原因同生物的生殖、發(fā)育與遺傳部分。

10.健康地生活部分的前科學(xué)概念調(diào)查情況

健康地生活部分出了三道題，分別是骨髓庫、艾滋病和綠色食品的相關(guān)知識，前科學(xué)概念占78.89%。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、生活質(zhì)量的提高，健康越來越為人們所重視，但在農(nóng)村，尤其是偏遠(yuǎn)地區(qū)，健康知識的宣傳力度還不夠，基于此，學(xué)生對骨髓庫的理解認(rèn)為是專門存放骨髓的地方；對于艾滋病的了解，由于缺少性等方面的知識，其傳播途徑學(xué)生的了解也不甚全面，仍然存在偏差；綠色食品他們的理解更是讓人啼笑皆非，認(rèn)為綠色的食品就是綠色食品。

總的來說學(xué)生的生物前科學(xué)概念異常活躍，涉及范圍廣泛，學(xué)生在生活中經(jīng)常接觸到，看得見、摸得著的事物能形成較多的前概念。對于很少接觸，看不見、摸不著，又很抽象的事物，則很少有相應(yīng)的前科學(xué)概念，例如科學(xué)探究，學(xué)生不知道的占37.88%。

二、前科學(xué)概念對學(xué)生生物重要概念學(xué)習(xí)的消極影響

生物前科學(xué)概念是學(xué)生長期與生物環(huán)境作用通過主體的建構(gòu)而形成的，對生物學(xué)習(xí)既有積極的作用也有消極的作用，這里主要論述其消極作用。

蘇霍姆林斯基指出學(xué)習(xí)的一條重要規(guī)律：在學(xué)生的意識中，不明確的、模糊的、膚淺的表象越少，壓在他肩上的學(xué)業(yè)落后的負(fù)擔(dān)就越輕，他的思想對于以后再一次學(xué)習(xí)新教材的準(zhǔn)備就越充分，他在課堂上的腦力勞動的效果就越好。可見前概念對后續(xù)的科學(xué)概念的學(xué)習(xí)多起負(fù)影響。一般情況下，對生物現(xiàn)象、過程、材料的片面或錯誤理解而產(chǎn)生的前科學(xué)概念，將會成為學(xué)生學(xué)習(xí)生物的障礙，這些錯誤的前科學(xué)概念如果得不到及時糾正，學(xué)生會覺得生物難學(xué)，導(dǎo)致學(xué)業(yè)落后。通過長期的觀察和對比，筆者發(fā)現(xiàn)有科學(xué)概念和沒有前科學(xué)概念的學(xué)生對科學(xué)概念接受的自覺性往往高于有前科學(xué)概念的同學(xué)，后者有時甚至對教材、對教師的講解產(chǎn)生懷疑或否定的態(tài)度，且前兩者的學(xué)業(yè)成績也優(yōu)于后者。同時筆者還發(fā)現(xiàn)：一旦學(xué)生對某些生物現(xiàn)象形成了前科學(xué)概念，要想加以轉(zhuǎn)變是極其困難的。例如動脈血與靜脈血的區(qū)分問題，學(xué)生老是改變不了動脈流動脈血，靜脈流靜脈血這一慣性思維。

三、初中生物前科學(xué)概念的矯正策略

生物前科學(xué)概念具有自發(fā)性、廣泛性、頑固性、隱蔽性、負(fù)遷移性、層次復(fù)雜性、反復(fù)性、形成的長期性、缺乏概括性、特異性、表象性等多方面的特點。要使它們徹底轉(zhuǎn)變?yōu)榭茖W(xué)的概念不是一件容易的事情。有專家提出的概念轉(zhuǎn)變模型認(rèn)為，要使概念轉(zhuǎn)變得以實現(xiàn)須具備以下四個條件：（1）對已有概念的不滿；（2）新概念的可理解性；（3）新概念的合理性；（4）新概念的有效性。按照這四個條件筆者認(rèn)為，生物前科學(xué)概念可以從建立初中生物前科學(xué)概念庫，引發(fā)學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知沖突構(gòu)建科學(xué)概念，反饋鞏固這三個環(huán)節(jié)對生物前科學(xué)概念加以矯正。

（一）建立初中生物前科學(xué)概念庫

建立初中生物前科學(xué)概念庫是指初中生物教師在教學(xué)實踐中，主動把自己或他人發(fā)現(xiàn)的，初中生生物前科學(xué)概念收集起來，按《義務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》（2011年版）課程內(nèi)容10個一級主題進(jìn)行分類匯總，然后教師以課程標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，利用自己掌握的生物學(xué)知識，深入、系統(tǒng)地分析這些前科學(xué)概念的錯誤或相異之處，為日后在教學(xué)過程中矯正學(xué)生的前科學(xué)概念作前期準(zhǔn)備。

（二）引發(fā)認(rèn)知沖突構(gòu)建科學(xué)概念

認(rèn)知沖突是指認(rèn)知主體已有認(rèn)知結(jié)構(gòu)與新知識或新情境之間不能包容，或不同認(rèn)知主體對某一問題存在不同看法的現(xiàn)象。前一種情況可稱之為主體內(nèi)認(rèn)知沖突，后一種情況可稱之為主體間認(rèn)知沖突。學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中產(chǎn)生認(rèn)知沖突是一種普遍的現(xiàn)象，課堂教學(xué)中，教師可根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，以初中生物前科學(xué)概念庫中的有關(guān)前科學(xué)概念設(shè)置一些問題，誘發(fā)學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知沖突。認(rèn)知沖突的產(chǎn)生就意味著前科學(xué)概念矯正已開始，這時候教師要著重引導(dǎo)學(xué)生通過實驗、對比、調(diào)查、觀察等方法將前概念充分暴露出來，讓他們發(fā)現(xiàn)自己概念的錯誤之處，然后激化矛盾，推翻前概念，建立科學(xué)概念。例如，有一道顯微鏡成像問題的題目：“顯微鏡下觀察玻片標(biāo)本上的字母p，其在目鏡上觀察到的應(yīng)該是（ ）。A.p B.q C.d D.都不是。”在評卷中我發(fā)現(xiàn)，有61%的同學(xué)選擇B，他們選擇該答案的依據(jù)是，在現(xiàn)實生活中鏡子上觀察到的物像正好跟實物相反，于是我讓學(xué)生通過顯微鏡自己去觀察字母p，結(jié)果是字母d，與之前他們的判斷大相徑庭，接著我讓學(xué)生查閱網(wǎng)絡(luò)。他們找到了光學(xué)顯微鏡的成像原理圖，從光學(xué)顯微鏡的成像原理圖中，學(xué)生明白了顯微鏡成像并不像平面鏡成像那樣簡單，而是一個倒立的虛像。緊著我讓學(xué)生在紙上寫上字母p，問：“你們手中的字母p如何才能實現(xiàn)它到字母d的轉(zhuǎn)變呢？”學(xué)生紛紛在臺上不停地擺弄著，后來他們都分別做到了。我又問他們：“能不能把它總結(jié)下來呢？”最終他們總結(jié)為：“在平面上順時針旋轉(zhuǎn)180度。”科學(xué)概念到此已經(jīng)建立。

（三）反饋鞏固

德國著名心理學(xué)家艾賓浩斯對記憶研究的主要貢獻(xiàn)之一就是對記憶的保持規(guī)律作了重要研究，從“艾賓浩斯遺忘曲線”中我們可以發(fā)現(xiàn)：遺忘速度最快的區(qū)段是20分鐘、1小時、24小時，分別遺忘42%、56%、66%；2～31天遺忘率穩(wěn)定在72%～79%之間；遺忘的速度是先快后慢等。同樣的道理，學(xué)生剛剛建立起來的科學(xué)概念，如果不及時進(jìn)行反饋和鞏固，過了一段時間，可能會被遺忘或反復(fù)，因為前科學(xué)概念具有自發(fā)性、廣泛性、頑固性、隱蔽性、負(fù)遷移性、層次復(fù)雜性、反復(fù)性、形成的長期性、缺乏概括性、特異性、表象性的特點。況且前科學(xué)概念是學(xué)生在長期的生活經(jīng)歷中構(gòu)建起來的，要使學(xué)生放棄他曾深信不疑的觀念，接受一種全新的觀念，是一個困難的過程，有時甚至出現(xiàn)反復(fù)。鞏固形式有多種多樣，一般來說，我們可以通過復(fù)習(xí)再現(xiàn)、測試發(fā)現(xiàn)等方法來加以鞏固。復(fù)習(xí)再現(xiàn)是指通過對已建立的科學(xué)概念定期或不定地進(jìn)復(fù)習(xí)，使這些概念在學(xué)生的記憶中多次呈現(xiàn)出來，從而加深記憶。測試發(fā)現(xiàn)是通過出示不同類型的測試題，讓學(xué)生隨堂測試，統(tǒng)計測試結(jié)果，并將測試結(jié)果與課前測試結(jié)果進(jìn)行對比研究，根據(jù)遺忘的程度再次構(gòu)建“認(rèn)知沖突——暴露前概念——激化矛盾——推翻前概念——建立科學(xué)概念”，從而通過多次反復(fù)來達(dá)到鞏固科學(xué)概念的目的。

總之，初中生生物前科學(xué)概念是異常活躍和范圍廣泛的，能對初中生生物學(xué)習(xí)產(chǎn)生負(fù)面影響，但初中生生物前科學(xué)概念又是可以矯正的，在實際的生物教學(xué)中，如果教師能夠把握住學(xué)生的生物前科學(xué)概念，在教學(xué)中就能夠做到有的放矢，因而更好地提高教學(xué)效果。

（責(zé)編 林 劍）