初中生物學前概念的揭示和轉變策略

王茗威

摘 要：合理利用正確的前概念，充分預測錯誤前概念的干擾，對生物課堂的教學質量和效率會起到事半功倍的作用。圍繞初中“動物的運動”內容的一些重要概念來調查學生的前概念狀況，根據調查結果，揚長避短，合理運用已有前概念對科學概念學習的影響，制定有關策略，有針對性地優化生物概念教學。

關鍵詞：初中生物 前概念 科學概念 教學策略

現代教育科學認為：科學概念的形成是建立在擁有正確前概念的基礎上，當前概念與科學概念內涵相對一致時，學生容易理解，反之，他們不容易接受或形成錯誤的科學概念。前概念與科學概念的整合過程，即構建新知識將已有知識、經驗及從新學習環境中吸收的知識重組的過程。新版生物學課程標準將生物學的概念教學提上了一個重要地位，然而學生對概念的接受，絕不是靠教師加大灌輸力度就能完成的。科學概念的學習就是學生由前概念向科學概念轉變的過程。運用診斷性評價揭示學生的前概念，這是實現概念轉變的前提。在接受生物學科知識之前，現實生活中的經驗積累已經給學習者留下了大量的感性認識，這些認識尚未經過科學的辨析和概括，就已經在學生個體頭腦中產生了與科學知識相悖或不盡一致的概念，并干擾科學概念的形成，這就是前概念教學。由于前概念的獲得多來自學生的生活經驗或自發構建，學生的知識經驗有限，辯證思維還沒有達到一定高度，思維的獨立性和批判性還不成熟，考慮問題有一定的表象性，難以把握概念的本質，前概念一旦形成，就會在人的思維中形成定式，很難移除。因此，針對如何了解和揭示學生的前概念，采用何種教學策略和方法才可以幫助學生將那些具有表象性、自發性、先入為主、頑固性等特征的前概念轉變為科學概念，這是生物教師需要解決的首要問題。

下面以“動物的運動”一課為例，談一談如何揭示和轉變學生的前概念。本課選自人教版生物學教材八年級上冊第五單元第二章第一節“動物的運動”。在運動系統里有兩部分：一部分是動物的運動方式；另一部分是運動系統的組成及運動的產生。這兩個部分實際上是有內在關聯的統一整體。學生在學習了“動物的主要類群”內容之后，自然會產生“動物是如何運動？”等一系列疑問，針對這些問題，學生又是如何認識和理解的呢？我采用了多種方式對學生的前概念進行了深入調查。

一、研究的思路、對象和方法

1.研究思路

利用中國知網平臺，進行了搜索、閱讀、篩選文獻等工作，為確定調查問卷以及訪談內容，對采集資料進行匯總，根據訪談調查法和問卷調查法來統計結果、揭示學生存在的問題。根據學生存在的前概念，制定轉變前概念的策略，通過課堂實踐來促進學生前概念向科學概念轉變。

2.研究對象

分層選取了七年級3個班級共154人作為調查樣本，分析了七年級學生對“動物的運動”一節的概念學習情況（見表1）。

3.研究方法

研究方法選用三種，分別是問卷調查法、訪談法和課堂提問法。

（1）問卷調查法

問卷調查法又稱問卷法。問卷調查法是調查研究中采用最頻繁的一種方法，研究者用統一設計的問卷，通過書面語言與被調查者進行交流，它是教師運用統一設計的問卷向學生了解前概念的一種書面調查方法。問卷法的覆蓋范圍廣、參與性強，便于進行定量統計，是揭示前概念的首選方法。調查問卷中的問題設置有兩種類型：一是封閉性問題（有選項進行選擇）；二是開放性問題（自主回答，如畫圖題、填圖題、簡答題）。另外，問卷調查法也有其優缺點，只有與其特性配合研究主題，方能達成目標。本節課的主要內容是動物的運動，是相對獨立的內容，并無容易混淆或相近的概念。因此，我在設置問題時多選擇了開放性問題，學生可以不受選項限制而充分表達自己的看法和觀點，問卷內容如下（見表2）：

（2）訪談法

訪談法是教師利用課余時間，與個別學生進行面對面口頭交流的一種方式。這種方式不僅可以就某一概念進行深度調查，還能最大限度地提高學生的積極性，提高調查結果的信度和效度。同時，問題的設置也比較靈活，可以根據學生的回答情況進行調整和引導。另外，也可拉近與學生間的距離，增進師生感情。訪談法也存在一定弊端，如形式比較呆板、訪談質量很難控制、個別學生想法并不代表整體等，因此，選取的訪談對象要有針對性、代表性，盡量選取與不同層次的學生進行訪談。當學生前概念與新現象、新知識發生劇烈沖突時，就能引起學生的思索過程，促使學生放棄自己曾深信不疑的觀念，從而強化科學概念本質特征，讓學生用正確的科學概念覆蓋原有的錯誤前概念。下面是關于“運動系統的組成”的一段訪談記錄：

案例1

師：我們想要完成一項運動（如走路、打籃球等）需要人體的哪些器官來完成？

生：肌肉

師：只有肌肉就能完成么？

生：還有骨吧……（猶豫）

師：你聽說過關節么？

生：知道。

師：那你知道哪些部位有關節呢？

生：胳膊、腿……

師：你知道關節有什么作用么？

生：可能是連接作用。（不太確定）

案例2

師：我們想要完成一項運動（如走路，打籃球等）需要人體的哪些器官來完成？

生：肌肉、骨。

師：你知道骨和骨之間是怎樣連接的么？

生：不太清楚。

師：你知道關節么？

生：知道。

師：你知道哪些部位有關節么？

生：手、胳膊、腿、脖子……

師：你知道關節有什么作用么？

生：能使運動更加靈活。

案例3

師：我們想要完成一項運動（如走路，打籃球等）需要人體的哪些器官來完成？

生：骨、關節、肌肉。

師：你能在手臂上指一下這三個器官么？（學生基本都能指出來）

師：你知道還有哪些部位有關節么？

生：手、胳膊、腿、脖子、腳……

師：你知道三者如何配合才能完成運動？

生：連接骨。

從以上三個訪談記錄可以看出：對于“運動系統的組成”這一概念，由于其專業性較強，學生都比較陌生，前兩位學生不能準確地說出其組成，他們的前概念是不一樣的。案例3中，學生對“運動系統的組成”的認識和推測則更多一些，如在運動中感受到運動系統有“骨、肌肉”，雖然表述不夠完整，但基本能說出運動系統的組成，對于關節的認識也更多。案例1中，學生對“運動系統的組成”的前概念認識比較薄弱。總之，三位學生對“運動系統的組成”的認識都不夠完整，需要教師的進一步引導。

（3）課堂提問法

課堂提問一般應用于課前導入環節，是了解前概念的一種快速而簡單的方式。教師可以在了解學生前概念的同時，直接糾正學生的錯誤概念，使之轉變為科學概念。例如，本節課開始時，我首先出示了動物運動的視頻，引導學生“分析并比較蝸牛、蚯蚓、蝗蟲、家鴿的運動特點”。該問題旨在調查學生是否了解“動物的運動方式”這一概念。有的學生回答：“蚯蚓的運動方式是爬行，剛毛運動。”有的學生說：“蚯蚓的運動方式是緩慢蠕動，肌肉、剛毛輔助運動。”可見，學生對“動物的運動方式”這一前概念有正確的理解，也有錯誤的認識。動物一般都能自由運動，動物的運動方式多種多樣，運動速度也有很大區別。

二、匯總學生的前概念

揭示學生前概念的方法多種多樣，調查后就要對學生的調查結果進行整理和匯總，總結學生的一些錯誤和片面的前概念，從而采取適當的轉變策略。下面是對本節課中學生前概念的整理和匯總：

通過調查問卷，可以系統地理清學生的前概念認識，從整理結果可以看出，因為有了第一章有關動物內容的基礎，學生對“動物的運動方式”和“運動的意義”這些問題回答得比較好，而關于“運動系統的組成”，學生卻掌握得不好，前概念基本錯誤，認識不夠全面、不夠準確。對于“骨、關節、肌肉的配合”以及“運動的產生”等概念，學生認識得也比較片面，甚至錯誤前概念較多。對于開放性試題，如運動的意義，學生基本能說出動物的運動意義，認識比較全面、完整。通過整理，我們對學生對于不同知識點的前概念掌握程度有了一定了解，就可以針對學生的錯誤前概念進行相應的教學指導。因此，在教學設計中，教師應著重針對錯誤問題采取適當的教學策略，轉變學生的錯誤前概念。

三、 轉變學生前概念的方法策略

1.利用動畫演示和教具模型糾正錯誤前概念

動畫演示教學可以將抽象的、難于理解的概念變得形象化、具體化。在沒有實物展示和真實視頻資料的情況下，動畫演示教學可作為一種優先選擇。關于“骨、關節和肌肉的配合”是一個很抽象的過程，學生較難理解，弄不清這三者之間的關系，只知道三者共同作用才能完成運動。因此，利用動畫演示來呈現這一過程，幫助學生轉變錯誤前概念，這是一種很好的教學策略。

教師循環播放運動的產生動畫，讓學生以小組為單位討論、描述這一過程。在一段時間討論后，由各小組展示“運動產生的過程”。通過觀看動畫、討論描述、匯報展示等活動，學生能自主地認識到自己的錯誤前概念，從而建構新的科學概念。

關于“骨”這個概念，其專業性較強。從前概念調查中可以發現，知道這個名詞的學生很多，但關于人體各部分骨的名稱，學生的前概念幾乎為零。教師要想幫助學生形成新的科學概念，首先要讓學生對其有感性認識，利用教具模型幫助學生形成科學概念和感性認識。學生可以觀察對比家兔的骨骼和人體的骨骼，在人體上找到對應的骨，并認識骨的名稱，從而得出：人體是由206塊骨連接在一起的；活動的地方靠關節連接；哺乳動物運動系統的組成也包括骨和關節。

人體各個系統在相互聯系、相互協調時，完成生命活動，這是一個綜合性的概念。通過以前的學習，學生已了解了人體的生殖系統、消化系統、呼吸系統等，再結合自身的生活經驗，學生能很容易地理解各個系統問題間的相互關聯性。總之，利用教具能夠加深學生理解，促進其對“骨”的感性認識及對“運動系統的組成”的學習。

2.利用實物幫助學生轉變錯誤前概念

通過對前概念調查整理發現，學生對關節的樣子、肌肉的組成以及骨頭形態的認識存在偏差。教師可借助多媒體，讓學生觀察豬骨、雞骨的關節，以此認識運動系統的組成。經過分析、討論和交流，各個小組基本上都能說出運動系統的組成及其作用。在小組展示過程中，學生也能夠達成共識。通過實物幫助學生轉變錯誤前概念，形成科學概念，通過感性認知糾正錯誤前概念。

關于骨、關節和肌肉的配合問題，大部分學生理解得不好，運動產生本身就是教學的重難點。關于這個錯誤前概念，教師可以給學生展示羊骨自制模型，以引導學生形成感性認識，進一步理解相關內容。已掌握的知識對新知識的構建起著積極的推動作用，通過播放視頻“骨牽拉肌肉模型的制作”，讓學生獨立完成制作模型，并在制作過程中，引發學生的認知沖突，從而形成科學概念。

轉變學生錯誤前概念的方法策略有很多，除了以上介紹的兩種方法外，還有多種轉變方法。如實驗法、新舊知識關聯整合法、概念圖等方式，都可以有效轉變學生的錯誤前概念。在授課過程中，教師要增強前概念意識，加強前概念理論學習；正確認識學生存在的前概念，并使之作為教學資源運用于課堂教學；選用恰當的方法來揭示并轉變學生的前概念，從而提高教學質量。

四、二次利用調查問卷，評價學生前概念轉變的效果

教師可利用多種方法轉變學生的錯誤前概念，如利用二次發放前概念調查問卷，評價學生的科學概念轉變效果，從而得出合理的教學策略；讓學生通過課堂學習，深刻認識到自己所了解的前概念是片面的、錯誤的，等等。從錯誤前概念轉變為科學概念，利用二次調查問卷，學生能對自己的錯誤概念有一個全新認識，達到自查自檢的目的，有利于明確正確的科學概念。

綜上所述，前概念在生物課堂教學中猶如一把雙刃劍，關于前概念的研究是生物教學的一大主題。推翻并糾正錯誤前概念，使正確前概念更加合理，最終系統地建立起生物科學概念，切實提高學生的生物科學素養。學生的前概念是構建科學概念的基礎，深入研究和挖掘學生的前概念，合理利用學生的前概念，則有助于其向科學概念轉變。在教學中，教師應了解學生的前概念，采取合理的教學策略，幫助學生獲得正確的科學概念，從而提高概念轉變教學的有效性。

參考文獻：

[1]孫曼.初中學生《科學》前概念轉化的教學策略研究[D].杭州：浙江師范大學，2009.

[2]蘇盈盈.初中《科學》前概念的初步調查[J].教育與管理，2012（3）.