例談基于初中科學迷思概念轉變的復習策略

薛仕靜

摘 要：種群、生物群落、生態系統是初中科學教學的重難點概念。通過對該內容的兩節復習課的對比研究，總結歸納了“利用實例敘述，暴露迷思概念；形成認知沖突，激發學習欲望；解決認知沖突，建構科學概念；加強概念辨析，突出概念本質；建構多元模型，促進概念理解”的概念轉變策略，以化解這一復習難點。

關鍵詞：初中科學；迷思概念；概念轉變；復習策略

迷思概念（misconceptions）是指和現在的學科概念不同的概念。 教學中把頭腦中存在的與科學概念不一致的認識叫作“迷思概念”。對于兒童來說，學習的最佳方法是在建構基于原有基礎知識的環境中學習，如果教學沒有包含學生的已有知識，那么學生學到的知識僅夠其通過考試，而在課堂之外，持有的依然是迷思概念[1]。

種群、生物群落、生態系統是三個相互密切關聯而又有本質區別的重要概念。由于受迷思概念的干擾，同時它們也是初中科學復習教學中的疑難概念，為此，筆者開展了《種群、群落、生態系統》的專題復習研討：由區內的同一位教師上了兩節同課異構的復習課，第一節是常態課，第二節是基于第一節常態課的教學診斷而改進的研討課，試圖通過對這兩節課的對比研究，尋找迷思概念轉變的復習策略，以化解這一教學難點。

一、兩節復習課的教學案例

（一）第一節課：常態課

本節課主要的復習過程如下。

活動1：你能講講圖1魚缸中有哪些與本節復習課有關的知識嗎？

學生斷斷續續地說出了與本節復習課有關的種群、群落、生態系統、食物鏈和食物網等知識，而當學生順利地說出“種群、群落、生態系統”概念時，教師的欣慰之情溢于言表。

活動2：你能概括種群、群落和生態系統之間的區別和聯系嗎？

在教師引導下，學生指出了這三個概念的關鍵詞分別是：同種生物、所有的生物、所有生物及其無機環境。并用圖2所示的概念圖表示這三個概念間的聯系。

這也許是學生通過閱讀復習用書而得到的答案，教師相當滿意。

緊接著教師布置學生做了這樣的一道課堂檢測題： 溫州江心嶼是國家4A級旅游風景區，島上有榕樹、樟樹、蕨類植物、水生植物及其他多種生物。江心嶼上所有生物構成（ ）

A.種群 B.群落 C.生態系統 D.植被

檢測的結果出人意料，答題情況如表1。

一道看似簡單的習題為什么會有這么高的出錯率？理解“種群、群落、生態系統”這三個概念究竟為什么如此之難？仔細分析，原因主要有如下三點。

第一，在科學上，有許多表面看上去十分相似的概念卻存在著較大差異，如“種群、群落、生態系統”三個概念。學生往往只看到這些概念之間相似的一面，而看不到它們差異的一面。這樣，先前學習某個概念時形成的觀念就極容易帶到后繼相關概念的學習中，從而給新概念的學習造成不良的影響。先后學習的兩個概念越相似，先前學習概念時形成的觀念對后繼概念的學習影響就越大[2]11。

第二，概念是用語詞來表達的，但在不少情況下，語詞含義的豐富性，以及生活用語意義的模糊性，會對學生建構具有特定含義的科學概念造成干擾[2]12。如種群概念中的關鍵詞

——“同種生物”、群落概念中的關鍵詞——“所有生物”會受生活用語意義的模糊性干擾，由此形成了迷思概念。

第三，該節復習課教師課堂上只滿足于個別學生的正確答案，未能暴露學生的“迷思概念”，自然談不上迷思概念有效轉變和科學概念形成了。

（二） 第二節課：基于第一節常態課的教學診斷而改進后的研討課

基于第一節課的反思，第二節課無論是在活動設計，還是在師生對話上都有了很大的變化，具體教學過程如下。

活動1：請你結合圖1所示的魚缸，說說什么是種群、群落、生態系統？

由于本活動改為要求學生結合實例進行說明，就避免了學生類似第一節課那樣機械地“背”概念。顯然，課堂活躍了，學生的認知沖突也多了，有的說“魚缸中所有魚類可稱為種群”；有的說“魚缸中所有的魚類是一個群落”；還有的說“魚缸中所有的魚類既不是種群，也不是群落”……此時教師乘機讓學生展開辯論，概念也就越辯越明晰了。

活動2：請用不同的概念圖來表示種群、群落、生態系統三者間的關系，并說明理由。

由于本活動要求、鼓勵學生用不同的概念圖來表示，開闊了學生的思維，學生畫出了各種各樣的概念圖，歸納起來大致有如圖3所示四種。

在學生結合概念圖辨析各個概念間的異同之后，教師再引導學生比較各概念圖的優劣，于是學生紛紛各抒己見。有的說“第一種和第二種簡潔明了”；有的說“第三種美觀但不夠明了”；也有的說“第四種概念圖直觀，內涵豐富，如圖中不同顏色還表示了不同的概念”。

改進后的復習效果如何？我們還是用第一節課那道選擇題進行測評（第一節課和第二節課上課班級的學生該學科成績極其接近），答題情況如表2所示。

二、兩節復習課的對比反思

顯然，第二節課關于這幾個概念的復習效果明顯優于第一節課，這說明第二節課的教學改進是有效的！從改變的教學過程看，第二節課教師至少運用了如下的五個方面策略。

（一）利用實例敘述 暴露迷思概念

學生的頭腦不應該被看成是一個“空的容器”或一塊“白板”。恰恰相反，學生是帶著各種關于自然事物或現象的樸素見解，甚至是某些相當確定的看法和見解在學校中進行科學學習的[3]98，因此建構科學概念必須與學生的生活經驗相聯系，并賦予其一定的意義。第二節課的活動1，不再如第一節課的活動1那樣去誘導學生“讀”和“背”概念，而是要求學生用實例來敘述對概念的理解，這樣更有助于學生經驗世界和認知世界的相互作用，有利于暴露學生的迷思概念，有利于學生對迷思概念的轉變。

（二）形成認知沖突 激發學習欲望

根據皮亞杰的理論，兩個認知實體之間的認知沖突或差異關系將會導致認知的發展，學習者可以憑著自己既有的能力解決問題，直到外來信息與現有觀點發生沖突為止[3]220。第二節課中的活動1容易引發學生形成認知沖突，如“魚缸中所有的魚構成種群”“魚缸中所有的魚不是種群，而是群落”“魚缸中的魚和植物構成群落”等等。一旦學生產生了認知沖突，認識到自己的認知系統是有瑕疵的，學生就會產生強烈的建構科學概念的欲望。

（三）解決認知沖突 建構科學概念

解決認知沖突的教學策略會影響已有知識、引進新理論、引進反例等。在第二節課的活動1中，當學生形成認知沖突后，教師抓住這一契機讓學生展開討論，并引導學生理解：①種群概念中“同種生物”的同種是指分類學上的“種”；②群落必須是指某區域中的所有生物。這樣的一次基于認知沖突的辯論旨在通過削弱學生迷思概念的根基，幫助學生建構所需要的知識背景等方法來影響學生的已有認知，使學生明白“魚缸中所有的魚既不是種群，也不是群落”“魚缸中的魚和植物也不能構成群落”的道理。

（四）加強概念辨析 突出概念本質

迷思概念對科學概念的建構之所以會產生干擾，原因之一是它和科學概念之間存在著某些關聯性和相似性。為此，第二節復習課的活動2則要求學生用不同的概念圖來表示種群、群落、生態系統三者間的關系，并說明理由。其旨在引導學生充分運用比較方法進行同中比異、異中比同。通過比較，摒棄概念中的非本質特征和非本質的影響因素，對概念的本質特征和本質的影響因素獲得正確的認識。

（五）建構多元模型 促進概念理解

模型既是探測學生認知程度的手段之一，也是理解科學概念不可缺少的重要載體。在第二節課活動2中學生提供了四種概念圖，這種多元的可視化模型，有利于學生從不同層次、不同角度，利用不同感官刺激建立正確的知識系統和認知結構，促進了學生對概念的理解。

參考文獻：

[1]R.基思·索耶.劍橋學習科學手冊[M].徐曉東，譯.北京：教育科學出版社，2010：56.

[2]鄭青岳.鄭青岳科學教育講演錄[M].杭州：浙江教育出版社，2015.

[3]蔡鐵權，姜旭英，胡玫.概念轉變的科學教學[M].北京：教育科學出版社，2009.