相異構想轉化促進生命科學概念轉變文本的方法

董 晶

(上海市復興高級中學 200434)

近年來，概念轉變文本作為相異構想轉化研究成果應用于教學實踐的一種方式，正逐漸引起教師的注意。概念轉變文本是一段事先寫好的教學文本，能挑戰學生的相異構想，使其對原有概念感到不滿意，從而接受更易理解、更合理和更有效的新概念。國內關于學生相異構想轉化的研究起步比較晚，目前我國主要著眼于概念圖、類比等教學策略的開發，較少關注概念轉變文本的研究。

1 概念轉變文本的編寫

多數教師編寫的文本包括5個環節。例如，在進行光合作用相關概念的教學實證研究時，編寫如下文本：

1.1 設置思考題 ①哪些生物細胞可以進行光合作用？②所有植物細胞都含有葉綠素嗎?其作用是什么？③在秋天和冬天里，植物的葉片變黃，還有葉綠素嗎？植物還生長嗎？

1.2 展示相異構想 很多學生都知道綠色植物可以進行光合作用，然而卻沒有正確理解“光合作用是指綠色植物通過葉綠體”這句話，并且忽略綠色植物中那些沒有葉綠體的細胞。學生對光合色素的概念存在相異構想，認為葉片發黃，就沒有葉綠素，不能吸收光能，無法進行光合作用，所以在秋天和冬天的時候沒看出植物生長。

1.3 解釋相異構想的不合理 綠色植物可以進行光合作用，這是正確的。如果植物中的所有細胞都能進行光合作用，那么植物的其他生理功能，如吸收水分和無機鹽、保護和支持以及生殖等功能如何高效完成？

1.4 展示科學概念 光合作用主要是通過葉片中的葉肉細胞進行的，而葉肉細胞能完成此功能主要依靠細胞器中的葉綠體。植物除了葉肉細胞還有很多其他的細胞。葉綠素存在于葉綠體中，但葉綠體中的色素除了葉綠素還有其他種類。當葉片衰老或環境條件不良時(如干旱、高溫和寒冷等)葉片呈現類胡蘿卜素的顏色。

1.5 提供新的情境 圖片展示以下細胞或者結構并提問：水稻根尖細胞、蠶豆葉氣孔保衛細胞、番茄果肉細胞、紫色洋蔥外表皮細胞，以及幼嫩的莖能進行光合作用嗎？為何秋天銀杏葉會變黃？

2 概念轉變文本的使用

2.1 文本使用的主要步驟 在使用文本過程中主要按4個步驟進行：

(1)創設情境，激活學生自身的相異構想 教師充分利用思考題展開教學。

例如，在對“同源器官”這一概念進行概念轉變為文本的教學的時候，將事先編寫好的文本在一開始就發給學生，要求學生閱讀教材完成文本中的思考題：什么是同源器官？哪些器官屬于同源器官，人的手和蝙蝠的翼手是不是同源器官？

(2)閱讀文本中呈現的相異構想 通過文本呈現的描述性證據，結合討論、類比等方法，讓學生深入認識已有概念是不科學的，以此對已有概念產生不滿。

例如，很多學生認為人的手和蝙蝠的翼手是同源器官；還有一些學生對鯨魚的鰭足和馬的前肢是同源器官無法做出判斷。在這一階段由于學生的知識有限，學生無法正確解釋文本中的問題，學生的前概念得以激活，相異構想被顯露出來。學生在教師的引導下開展討論。在討論過程中，教師觀察、記錄學生的回答是否科學，再將一些典型的想法運用到課堂討論上。

(3)提供科學性的概念和解釋 教師通過語言講授、視頻或概念圖等教學方法讓學生感受新概念的可理解性和合理性。

例如，通過課件中解釋龜的前肢、人的上肢、馬的前肢、鳥的翅、蝙蝠的翼手和海豹的前肢的形態和功能，讓學生理解這些器官形態功能的差異。在文本中還通過圖片比較呈現手和上肢的差異。通過閱讀，讓學生不僅了解學習過程中存在很多的相異構想，還明白相異構想出現的原因。接著，學生會閱讀文本中的科學概念。為了使新概念具有可理解性和合理性，文本中出現相應的理由、情境和實例來解釋科學概念合理的原因。例如，該文本解釋了“同源器官”的定義，并結合例子具體說明“發生上具有共同來源”。在這個過程中，教師起到引導、強調的輔助作用。

(4)體會新概念的有效性 引導并鼓勵學生將新概念應用到其他情境中，解釋新的實例或問題。在這個環節可以幫助學生感受新學知識的有效性，進一步加強學生對同源器官概念的理解。

2.2 文本使用的差異性 不同教師在文本使用過程中存在差異，主要體現在使用過程的第一個步驟——創設情境，激活學生自身的相異構想。

有的文本在展示相異構想之前，要求學生必須對思考題先進行預測和小組討論。例如，在進行“一種密碼子對應一種氨基酸”的教學實證研究時，首先要求學生獨立閱讀文本中的思考題“一種氨基酸是否只對應一個密碼子？”“每個密碼子都對應一種氨基酸嗎”，時間大約是5 min[1]。然后學生分組將自己的想法進行討論，之后再在教師的引導下開展班級討論，達到激活相異構想的目的。 有的文本則要求學生獨立對思考題進行預測，不進行討論交流。

例如,在進行光合作用教學時首先借助文本中的光合作用習題引發學生的預測，然后要求學生將獨立思考得到的答案,填寫在文本提供的空白區域內，此過程中無需學生進行討論。

3 概念轉變文本的反思

3.1 相異構想普遍存在 學生的相異構想超越了年齡、能力、性別和文化界限，是普遍存在的。在學習的過程中會出現大量的相異構想，有時甚至讓教師覺得匪夷所思。在進行概念轉變教學時，教師必須事先考慮學生腦海中普遍的相異構想，才能抓準教學的重點和難點。教師應該靈活運用文獻、訪談、問卷和二段式測試等多種方式探查學生腦海里的相異構想。

3.2 要充分關注概念轉變文本的教學策略 概念轉變文本在編寫時要求展示相異構想并解釋相異構想的不合理，加強相異構想與科學概念的辨析比較，其教學重點不僅有科學概念的建構，更看重相異構想的激活、呈現和解構。在進行概念轉變文本的教學時，教師是以學生為主體，在利用文本的同時結合課堂討論、視頻等輔助手段促使學生真正解構相異構想，為新概念的完全接受提供可能性。在教學實踐中，只有充分關注概念轉變文本的各種教學策略，才有可能實現概念的真正轉變。