認知訪談下初中生物錯誤概念的成因及對策

摘要 敘述了認知訪談能夠可視化學生的思維過程，基于認知訪談的概念診斷模型能夠診斷學生錯誤概念的成因：概念內(nèi)涵缺失、概念內(nèi)涵不理解、概念外延不清。并提出概念教學的對策：突出內(nèi)涵清晰外延、利用直觀性教學，促進概念的理解、尋找概念固著點，促進概念轉(zhuǎn)變、突出辨別在概念教學中的作用、根據(jù)學情，適當完善概念。這一研究既促進教師掌握概念教學的要點，提升概念教學的能力，也幫助學生建構(gòu)科學概念。

關(guān)鍵詞 初中生物 認知訪談 概念診斷模型 錯誤概念

中圖分類號C633. 91

文獻標志碼B

對于同一個概念，“教師想的”和“學生建構(gòu)的”不在同一個層面上，往往是初中生物概念教學低效或無效的根本原因之一。教師如果能精準地了解學生錯誤概念的成因，就能為概念學習提供更有針對性的教學策略，引導學生建構(gòu)科學概念，無疑是概念教學質(zhì)量整體提高的關(guān)鍵。

認知訪談是基于認知科學的發(fā)展而形成的一種研究方法，旨在分析和揭示個體在解決問題時大腦的活動過程。教師通過認知訪談，能夠了解學生在問題解決時的認知過程，或者通過學生的表現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)學生在理解或運用知識中的錯誤觀念或認知水平。

教師可利用如圖1所示的基于認知訪談技術(shù)的概念診斷模型，對初中生物學中的錯誤概念進行診斷，歸納學生錯誤概念的成因，并有針對性地提出概念教學對策，引導學生建構(gòu)科學概念。同時，在這一過程中，教師可以了解學情，積累概念教學策略，提升概念教學能力。

1 診斷錯誤概念成因

錯誤概念是學生對事物含糊的、不完善的或者是錯誤的理解。概念是由外延和內(nèi)涵組成的有機整體，從概念的組成上來說，錯誤概念的表現(xiàn)無非是在內(nèi)涵和外延兩個方面，即當學生所擁有概念的內(nèi)涵、外延與科學概念不盡一致時，學生擁有的概念就有可能是錯誤概念。所以，在了解錯誤概念表現(xiàn)類型的基礎(chǔ)上，只要把內(nèi)涵或外延作為變量，就可以精準地找出形成錯誤概念的成因。

基于認知訪談的概念診斷模型能夠有效地檢測學生對概念內(nèi)涵和外延的掌握情況，了解其錯誤概念的成因：概念內(nèi)涵缺失、概念內(nèi)涵不理解、概念外延不清晰等。

1.1 概念內(nèi)涵缺失

概念內(nèi)涵決定著概念的存在，是概念特征的集合，是某一概念之所以為概念的抽象概括。所以，當概念內(nèi)涵因缺失而不完整時，所建構(gòu)的概念就是錯誤概念。例如，概念“由病原體（如細菌、病毒、寄生蟲等）引起的、能在人與人之間或人與動物之間傳播的疾病叫做傳染病”（劃線為概念內(nèi)涵，此概念有3個內(nèi)涵）。當缺失其中任何一個，“概念”的意義就發(fā)生變化。利用概念診斷模型發(fā)現(xiàn)一部分學生建構(gòu)此概念時，往往缺少了“能在人與動物之間傳播”這一內(nèi)涵，縮小概念適用的范圍，即“傳染病只是指由病原體引起的，能在人與人之間傳播的疾病”。當用此錯誤概念判斷傳染病時，就會出現(xiàn)誤判，如認為禽流感、血吸蟲病等不是傳染病。又如，器官的概念“器官是由不同的組織、按照一定的次序形成具有一定功能的結(jié)構(gòu)稱為器官（3個內(nèi)涵）”。利用概念診斷模型，發(fā)現(xiàn)學生往往缺少“一定的次序”和“具有一定功能的結(jié)構(gòu)”兩個內(nèi)涵，建構(gòu)的概念也就是不科學的，是錯誤概念。

1.2 概念內(nèi)涵不理解

概念內(nèi)涵是概念的本質(zhì)所在，決定著對概念的正確理解。在概念的建構(gòu)中，如果對概念內(nèi)涵不理解或理解錯誤，也會形成錯誤概念。這一現(xiàn)象在教學中是比較常見的。例如，關(guān)于兩棲動物的概念，利用概念診斷模型，發(fā)現(xiàn)學生的錯誤概念是：既能生活中水中，又能生活在陸地上的動物。其實，在生活和學習中，認為蛇、烏龜、鱷魚等是兩棲動物的比比皆是，原因就是對該概念的內(nèi)涵不理解或理解錯誤。又如，光合作用的概念是“光合作用實質(zhì)上是綠色植物通過葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲存能量的有機物（如淀粉），并且釋放氧氣的過程”。訪談中，發(fā)現(xiàn)學生對這一概念是不理解的，主要體現(xiàn)在對“轉(zhuǎn)化”和“儲存能量的有機物（如淀粉）”的理解，特別是對“儲存能量的有機物”，學生不能理解有機物（如淀粉）含有能量，進而對整個概念不理解，也就形成了錯誤概念。

1.3 概念外延不清

概念外延是概念的所有正例的集合，其決定著概念的適用范圍和條件。當學生對概念外延不清時，就不能準確地界定概念適應的范圍和條件，很容易形成錯誤概念。概念外延是由概念內(nèi)涵決定的，所以概念外延不清的主要原因還是概念內(nèi)涵的缺失或?qū)Ω拍顑?nèi)涵的不理解，具體表現(xiàn)為兩個方面：①定義過寬，是指一個定義把本來不屬于被定義概念外延的對象也包括在該概念的外延之中，也就是把概念外延擴大，放大了概念適用范圍，放寬了概念適用的條件。例如，前面論述的兩棲動物的錯誤概念：既能生活中水中，又能生活在陸地上的動物。又如，反射的錯誤概念：所有生物對外界或內(nèi)部環(huán)境的刺激發(fā)生有規(guī)律的反應。②定義過窄，是指一個定義把本來屬于被定義概念外延的對象排除在該概念的外延之外，也就是縮小概念的外延。例如，上文的傳染病的錯誤概念：由病原體（如細菌、病毒、寄生蟲等）引起的、能在人與人之間傳播的疾病，把“能在人與動物之間傳播”排除。還如，關(guān)于反射的錯誤概念，即一些學生認為概念的適用范圍和條件只是人體，而把具有“中樞神經(jīng)的其他動物”排除。

2 優(yōu)化概念教學策略

找準原因才能對癥下藥。對于教師來說，轉(zhuǎn)變錯誤概念的“藥”就是最優(yōu)的概念教學策略，適切的概念教學策略是避免錯誤概念產(chǎn)生的有效途徑。而施用概念教學策略的場所是課堂教學，課堂教學是幫助學生轉(zhuǎn)變錯誤概念和形成科學概念的主陣地。所以，教學中，教師要發(fā)揮主導作用，要依據(jù)學情，深入分析概念，把握概念的內(nèi)涵和外延，制定最優(yōu)的概念教學策略，是引導學生建構(gòu)科學概念的必由之路。

2.1 突出內(nèi)涵清晰外延

概念是內(nèi)涵和外延的有機整合。概念教學既要突出內(nèi)涵，使學生理解概念的本質(zhì)，也要使學生清晰外延，明確概念適用的范圍和條件。概念教學中，只有學生理解概念的內(nèi)涵，清晰概念的外延才能夠建構(gòu)科學概念，也才能在正確地運用概念解決生活和學習中的問題。

2.1.1重視正反例結(jié)合

研究表明，正、反例的合理使用是建構(gòu)概念的有效途徑。正例能幫助學生歸納出概念內(nèi)涵和外延;在此基礎(chǔ)上，通過典型反例能強化學生對概念的理解，清晰概念的內(nèi)涵和外延。

例如，在傳染病的概念教學時，首先，教師利用資料幫助學生抽象出概念的內(nèi)涵：由病原體引起、在人與人之間傳播、在人與動物之間傳播。這樣可以使學生理解其本質(zhì)。然后，利用圖2所示的突出概念的內(nèi)涵和清晰概念的外延，既讓學生理解概念內(nèi)涵是有機的整體，缺少任何一個都不能夠形成完整的概念，又促進學生明白概念的外延是由概念內(nèi)涵決定，并有一定的適用范圍和條件。最后，在正例突出內(nèi)涵和外延的基礎(chǔ)，再利用近視、貧血等反例讓概念的內(nèi)涵更突出，外延更清晰，從而促進學生科學地建構(gòu)傳染病的概念。

2.1.2 突出辨別在概念教學中的作用

根據(jù)智慧技能層次論，概念學習以知覺辨別為先決條件，辨別是概念獲得的基礎(chǔ)，通過辨別能夠促進學生對概念內(nèi)涵和外延的理解，建構(gòu)科學概念，避免產(chǎn)生錯誤概念。初中生物概念教學中可以利用辨別概念的方式有：概念圖、表格、思維導圖、生物模型、反應列式、辯論賽等。

例如，利用辯論賽對兩棲動物科學概念與錯誤概念的辨別。教師把學生分為正反兩方，正方代表的是科學概念，反方是錯誤概念。在教師的引導下，正反兩方據(jù)理力爭，在思和辨的過程中，學生逐漸清晰地理解概念的內(nèi)涵，最終建構(gòu)科學概念：幼體生活在水中，用鰓呼吸;成體大多生活在陸地上，也可在水中游泳，用肺呼吸，皮膚可輔助呼吸。還如，利用概念圖辨別昆蟲的發(fā)育類型，學生就會清楚變態(tài)發(fā)育、完全變態(tài)發(fā)育、不完全變態(tài)發(fā)育三個概念的內(nèi)涵和外延。

2.2 利用直觀性教學，促進概念的理解

初中學生的理解和推理能力還在逐步地形成中。他們對一些生物學現(xiàn)象和規(guī)律還不能很好地理解，需要借助一定的載體才能夠正確的理解。直觀性教學具有簡潔明了，有助于對生物學現(xiàn)象和規(guī)律的理解。例如，學生對光合作用中“儲存能量的有機物（如淀粉）”這一內(nèi)涵不夠理解，如果在教學中增加演示實驗，即燃燒一根面條，學生就能由感性認識轉(zhuǎn)化為到理性認識，理解有機物中儲存有通過光合作用轉(zhuǎn)化的能量，從而理解和建構(gòu)科學概念。

2.3 根據(jù)學情，適當完善概念

教材編寫專家往往根據(jù)不同學段學生的認知水平、知識和能力儲備，對同一概念的表述是不同的，以便于學生對概念的理解和應用，這也是學習進階的需要。例如，反射的概念在初高中的表述就有一定的差異（表1）。對比可知，初中階段的反射概念的適用的范圍是“人體”，而高中是“具有中樞神經(jīng)系統(tǒng)的動物體或人體”。不難看出，這一變化就使得概念外延變小，但表述更科學了。

但是，在實際的教學中.初中生物教師都會對反射的概念進行補充，即把適用范圍調(diào)整為“動物體或人體”，以適應課后練習和生物中考的需要，否則在學生應對解決生活或?qū)W習中的問題時就會出現(xiàn)錯誤。教學中發(fā)現(xiàn)，初中階段的學生具有理解“反射是指在中樞神經(jīng)系統(tǒng)參與下，動物體或人體對內(nèi)外環(huán)境變化作出的規(guī)律性的應答”的能力基礎(chǔ)和知識儲備（義務教育階段人教版七年級下冊在介紹反射概念前就有中樞神經(jīng)等相關(guān)知識的介紹）。所以，建議教材的編寫要根據(jù)學情的變化而與時俱進，即當學生的知識儲備和能力儲備能夠接受更科學的概念，教材中相應概念的呈現(xiàn)要盡可能地接近科學概念，學生才能更準確地把握概念的內(nèi)涵和外延。

3 小結(jié)

基于認知訪談技術(shù)構(gòu)建的概念診斷模型能夠了解學生在建構(gòu)概念過程中形成錯誤概念的成因，進而設(shè)計最優(yōu)的概念教學策略，從而精準地開展概念教學，促進學生對概念內(nèi)涵和外延的理解，建構(gòu)科學的概念。

參考文獻：

[1]許瑜函，朱虹，楊向東.認知訪談在教育研究和實踐中的應用[J].教育發(fā)展研究，2013，33（8）：42-49.

[2] 田明禮，認知訪談在轉(zhuǎn)變學生錯誤概念中的應用——以初中生物“器官”概念為例[J].中學生物教學，2019（ 21）：50-53.

[3]李高峰，劉新娟.運用新型測試題診斷學生錯誤概念[J].基礎(chǔ)教育課程，2009，（6），63-65.

[4]郭建鵬，彭明輝，楊凌燕.正反例在概念教學中的研究與應用[J].教育學報，2007，（6）：21-28.

[5] 田明禮.基于諾貝爾獎設(shè)計“傳染病及其預防”一節(jié)的教學[Jl.生物學教學，2017，42（2）：33-34.

[6] 田明禮.初中生物學辨別概念的方式及作用[J].中學生物教學，2016，（II）：45-47.