筑基“前概念”，構(gòu)架初中生物實(shí)驗(yàn)橋梁

俞慶育 孫錫英

摘要以學(xué)生前概念為基礎(chǔ)，架構(gòu)實(shí)驗(yàn)橋梁，根據(jù)學(xué)生所具前概念的特點(diǎn)，有針對(duì)性地采取適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)策略和手段來(lái)設(shè)置教學(xué)情境、設(shè)計(jì)教學(xué)思路、構(gòu)建教學(xué)流程，有效推動(dòng)初中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

關(guān)鍵詞前概念 初中生物 生物學(xué)實(shí)驗(yàn)

前概念又叫前科學(xué)概念，也稱為“迷思概念”或“另有概念”。蘇聯(lián)心理學(xué)家維果茨基稱其為“自發(fā)概念”，是指學(xué)生在學(xué)習(xí)科學(xué)之前由長(zhǎng)期的日常經(jīng)驗(yàn)形成的對(duì)事物、現(xiàn)象的看法和觀念。

前概念和科學(xué)概念同是來(lái)源于人們的實(shí)踐活動(dòng)，它們都是認(rèn)識(shí)主體的產(chǎn)物。但是學(xué)生的生物學(xué)前概念往往是源于生活中對(duì)一般事物的直覺(jué)認(rèn)識(shí)和對(duì)已學(xué)知識(shí)的拓展及聯(lián)系。由于學(xué)生自身認(rèn)知水平的限制和對(duì)之前所學(xué)內(nèi)容理解程度不足，其所形成的前概念往往是不完整的、模糊的、甚至是錯(cuò)誤的。這樣的前概念對(duì)學(xué)生形成和理解科學(xué)概念造成了極大的困難。

初中學(xué)生思維能力發(fā)展快速，抽象邏輯能力提升明顯，且學(xué)生大部分邏輯思維是依賴感性認(rèn)識(shí)而形成的。因此在初中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，可以以學(xué)生前概念為基礎(chǔ)來(lái)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究和驗(yàn)證，將抽象內(nèi)容直觀化，完整片面概念、厘清模糊概念、糾正錯(cuò)誤概念，從而變前概念為科學(xué)概念。

1利用“錯(cuò)誤前概念”創(chuàng)設(shè)矛盾，激發(fā)實(shí)驗(yàn)欲望

錯(cuò)誤的前概念是常見(jiàn)的一種前概念類型，主要是學(xué)生受認(rèn)知水平的局限、生活經(jīng)驗(yàn)的誤導(dǎo)和憑直覺(jué)感性對(duì)日?，F(xiàn)象從表面進(jìn)行臆斷，不經(jīng)過(guò)邏輯推理和科學(xué)分析得出的結(jié)果。比如鳥(niǎo)都能飛（能飛的都是鳥(niǎo)），植物只進(jìn)行光合作用釋放氧氣、不需要消耗氧氣等。

學(xué)生的錯(cuò)誤前概念和科學(xué)概念相互沖突。利用錯(cuò)誤前概念創(chuàng)設(shè)矛盾是激發(fā)學(xué)生的探究欲望、推進(jìn)實(shí)驗(yàn)的有效手段。新概念的形成中以認(rèn)知沖突和解決沖突為基礎(chǔ)的教學(xué)策略，有學(xué)者稱為修正認(rèn)知結(jié)構(gòu)的概念轉(zhuǎn)變技術(shù)。如納斯伯姆和諾威克提出的教學(xué)策略——矛盾事件：讓學(xué)生嘗試解釋一事件，引起概念沖突，發(fā)現(xiàn)矛盾事件。

例如蘇科版教材八年級(jí)“植物的生長(zhǎng)發(fā)育”中“觀察種子的結(jié)構(gòu)”實(shí)驗(yàn)，就可以利用學(xué)生所具備的“種子萌發(fā)長(zhǎng)出的是芽”的前概念制造矛盾事件。教師通過(guò)播放蠶豆種子萌發(fā)前期的視頻，展示種子萌發(fā)首先長(zhǎng)出根的實(shí)情，讓學(xué)生對(duì)發(fā)“芽”還是長(zhǎng)“根”形成矛盾沖突，從而產(chǎn)生想探究種子結(jié)構(gòu)的沖動(dòng)，激發(fā)學(xué)生實(shí)驗(yàn)欲望，使實(shí)驗(yàn)開(kāi)展更順暢，使學(xué)生對(duì)胚根、胚芽的辨識(shí)也更清晰。七年級(jí)下學(xué)期探究鳥(niǎo)類適于飛行的特征時(shí)，教師也可通過(guò)學(xué)生“能飛的都是鳥(niǎo)”和“蝙蝠能飛，但不是鳥(niǎo)”等前概念制造矛盾沖突，進(jìn)而引發(fā)學(xué)生思考，激發(fā)探究欲望。

2利用“模糊前概念”對(duì)比架橋，創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)思路

在日常生活中，學(xué)生還會(huì)通過(guò)自身體驗(yàn)、與他人交流、不完整的觀察學(xué)習(xí)，接觸到有關(guān)生物學(xué)的現(xiàn)象和知識(shí)，在有意或無(wú)意中形成了一些模糊的生物學(xué)前概念。這種前概念是建立在粗糙觀察和局部概括基礎(chǔ)上所進(jìn)行的抽象，并不能真實(shí)反映事物的特征和本質(zhì)。

針對(duì)學(xué)生所具有的這種模糊前概念，教師可以通過(guò)利用學(xué)生理解的知識(shí)和實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行對(duì)比分析，架設(shè)實(shí)驗(yàn)思路和方法步驟，幫助學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究或驗(yàn)證，建立正確的科學(xué)概念。

例如在“利用菠菜植株探究植物呼吸作用的氣體變化實(shí)驗(yàn)”后，學(xué)生認(rèn)識(shí)到：綠色植物在光照條件下進(jìn)行光合作用，吸收二氧化碳、釋放氧氣；黑暗條件不進(jìn)行光合作用時(shí)，呼吸作用吸收氧氣、釋放二氧化碳。但對(duì)于光照條件下植物也進(jìn)行呼吸作用消耗氧氣、釋放二氧化碳，學(xué)生缺乏科學(xué)性的理解，植物“有光無(wú)光都能進(jìn)行呼吸作用”對(duì)學(xué)生而言就是模糊前概念。此時(shí)，教師就可以引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)分析、比較探究光合作用和呼吸作用氣體變化的實(shí)驗(yàn)思路，嘗試植物體（或細(xì)胞）在光照條件且不受光合作用影響下對(duì)氣體的變化進(jìn)行探究。（學(xué)生通過(guò)思考討論提出利用基本不進(jìn)行光合作用的根、萌發(fā)的種子等器官代替植物體實(shí)施實(shí)驗(yàn)，這樣就可以在光照條件下直接探究植物體的呼吸作用）通過(guò)精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、實(shí)施實(shí)驗(yàn)，學(xué)生就能真正認(rèn)識(shí)到植物體光照條件下也在進(jìn)行呼吸作用，只是呼吸作用弱于光合作用，所以植物體總體體現(xiàn)從環(huán)境中吸收二氧化碳、釋放氧氣的現(xiàn)象。

3利用“正確前概念”鋪墊探究，構(gòu)建實(shí)驗(yàn)框架

建構(gòu)主義學(xué)習(xí)論認(rèn)為，學(xué)習(xí)是個(gè)體主動(dòng)建構(gòu)知識(shí)的過(guò)程，新概念的形成是基于前概念的主動(dòng)建構(gòu)，是在前概念的基礎(chǔ)上形成、拓展、驗(yàn)證和修改的持續(xù)過(guò)程。

正確的前概念對(duì)于教學(xué)活動(dòng)具有積極的促進(jìn)作用，會(huì)使學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)更順暢、知識(shí)理解更容易。在生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，學(xué)生的正確前概念主要包括實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則和思路，以及一些關(guān)聯(lián)性知識(shí)。實(shí)驗(yàn)探究時(shí)，教師應(yīng)充分發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)主體性，誘導(dǎo)學(xué)生利用具備的實(shí)驗(yàn)技能和相關(guān)知識(shí)儲(chǔ)備，構(gòu)建實(shí)驗(yàn)框架，積極有效地展開(kāi)實(shí)驗(yàn)探究。

例如，蘇科版八下“驗(yàn)證光合作用吸收二氧化碳”的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)前就應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用之前掌握的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原則、植物呼吸作用對(duì)氣體變化的探究實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路等前概念，一步步誘導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)計(jì)劃制定。學(xué)生在遵循單一變量原則和對(duì)照原則的基礎(chǔ)上，結(jié)合探究植物呼吸對(duì)氣體變化的實(shí)驗(yàn)裝置，就會(huì)想到利用透明的廣口瓶、塑料袋等密閉材料作為實(shí)驗(yàn)器具，設(shè)置有無(wú)綠色植物和有無(wú)光照的實(shí)驗(yàn)對(duì)照，這樣實(shí)驗(yàn)的基本框架就基本搭建完成。教師適當(dāng)引導(dǎo)點(diǎn)撥，為了使植物光合作用吸收二氧化碳效果更明顯可見(jiàn)，可先向裝置中充入等量二氧化碳，最后通過(guò)檢測(cè)對(duì)比裝置中二氧化碳剩余情況教師提供具體檢測(cè)方法（BTB溶液檢測(cè)），學(xué)生通過(guò)自我修正和完善，制定完整的實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，切實(shí)有效地開(kāi)展實(shí)驗(yàn)探究。利用正確前概念進(jìn)行教學(xué)鋪墊能積極有效地發(fā)展學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、探究能力和綜合素養(yǎng)。

綜上所述，學(xué)生的前概念種類多樣、各有特點(diǎn)。教師要充分認(rèn)識(shí)到前概念的重要性，關(guān)注學(xué)生所具有的前概念的特點(diǎn)，有針對(duì)性地采取適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)策略和手段來(lái)設(shè)置教學(xué)情境、設(shè)計(jì)教學(xué)思路、構(gòu)建教學(xué)流程，有效推動(dòng)初中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)。使前概念成為“墊腳石”，架構(gòu)實(shí)驗(yàn)橋梁，幫助學(xué)生構(gòu)建科學(xué)概念。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，糾正、補(bǔ)充、完善學(xué)生的認(rèn)知，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)概念的構(gòu)建，促進(jìn)教學(xué)效率的提升。