促進(jìn)概念轉(zhuǎn)變的提問策略
——以“蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者”為例

向 炯 楊 帆 崔 鴻

（1.華中師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 湖北武漢 430079）

（2.東莞松山湖未來學(xué)校 廣東東莞 523000）

（3.常德市第六中學(xué) 湖南常德 415000）

《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》指出在課堂教學(xué)活動(dòng)中要幫助學(xué)生消除錯(cuò)誤概念，建立科學(xué)概念。將原有概念特別是錯(cuò)誤概念轉(zhuǎn)變?yōu)榭茖W(xué)概念的教學(xué)活動(dòng)過程稱為概念轉(zhuǎn)變教學(xué)，是新經(jīng)驗(yàn)對(duì)已有經(jīng)驗(yàn)的改造與重構(gòu)。馮春艷等將概念轉(zhuǎn)變教學(xué)分為側(cè)重于揭示學(xué)生迷思概念的認(rèn)知沖突模式，情境與任務(wù)有機(jī)結(jié)合促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)構(gòu)建概念的拓展情景任務(wù)模式，以及給予學(xué)生充分表達(dá)與論證觀點(diǎn)、想法的表達(dá)論證觀點(diǎn)模式3種。利用這些教學(xué)模式進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)的關(guān)鍵是利用精心設(shè)計(jì)的問題促進(jìn)學(xué)生構(gòu)建自己的科學(xué)概念，以實(shí)現(xiàn)概念轉(zhuǎn)變。在教學(xué)活動(dòng)中的問答是師生進(jìn)行課堂交互的主要方式，教師通過課堂提問能夠了解學(xué)生已有概念，幫助學(xué)生建構(gòu)新概念并理解概念的內(nèi)涵和外延，提升學(xué)生在具體情境中運(yùn)用相關(guān)概念解決問題的能力。下文以“蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者”為例，探討高中生物學(xué)課堂教學(xué)活動(dòng)中促進(jìn)概念轉(zhuǎn)變的四種提問策略。

1 探查——獲取學(xué)生的前概念

前概念是指個(gè)體在科學(xué)學(xué)習(xí)之前通過一定的途徑，如觀察、經(jīng)驗(yàn)積累等方式形成的認(rèn)識(shí)和理解。前概念中既有正確的概念，也有錯(cuò)誤的概念，教師利用學(xué)生熟悉的或者已學(xué)的情境來設(shè)置相關(guān)問題，可以探查學(xué)生所具有前概念，特別是錯(cuò)誤概念。例如，在“蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者”這節(jié)的教學(xué)活動(dòng)中，教師可以提出這些問題：①你知道有哪些蛋白質(zhì)含量豐富的食物？②如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明這些食品中富含蛋白質(zhì)？③組成生物體常見的蛋白質(zhì)有哪些，功能是什么？④在手術(shù)中使用聚合物纖維制成的普通手術(shù)線縫合后需要術(shù)后拆線，但是使用膠原蛋白制作的手術(shù)縫合線由于可被人體組織吸收從而不需要拆線。為什么？

這些問題既有來自學(xué)生所熟悉的生活常識(shí)，也有來自于已學(xué)的知識(shí)。教師通過這些問題可以探查學(xué)生已有的前概念，為其后促進(jìn)概念轉(zhuǎn)變，并建立起科學(xué)概念打下基礎(chǔ)。

2 質(zhì)疑——與前概念發(fā)生認(rèn)知沖突

波斯納認(rèn)為概念轉(zhuǎn)變發(fā)生的首要條件是對(duì)現(xiàn)有概念的不滿，當(dāng)學(xué)生的現(xiàn)有概念與新的問題情境相互矛盾時(shí)產(chǎn)生了一種心理不平衡狀態(tài)，從而產(chǎn)生認(rèn)知沖突。這種狀態(tài)是學(xué)生接受新概念的基礎(chǔ)。在課堂教學(xué)活動(dòng)中，教師通過設(shè)置相關(guān)問題使學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知沖突，從而實(shí)現(xiàn)概念轉(zhuǎn)變。例如，教師可提問：①抗體和頭發(fā)的主要成分均為蛋白質(zhì)，但功能卻相差極大，從氨基酸角度分析原因是什么？②煮熟的食物與未煮熟的食物相比，哪種更易被人體消化，為什么？③組成人體蛋白質(zhì)的氨基酸分子需要全部來自于食物嗎，為什么？④高溫加熱處理后的牛奶與雙縮脲試劑是否發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生紫色，為什么？

教師在了解學(xué)生前概念的基礎(chǔ)上，通過設(shè)置的問題讓學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知重組，幫助學(xué)生重新審視已有概念。學(xué)生通過解決認(rèn)知沖突，建構(gòu)更合理的解釋。

3 構(gòu)建——幫助學(xué)生構(gòu)建新科學(xué)概念

皮亞杰認(rèn)為順應(yīng)是學(xué)生原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)得以改變的主要機(jī)制，是指新知識(shí)的納入而使原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)發(fā)生一定的調(diào)整或改組的現(xiàn)象。當(dāng)新概念與原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)產(chǎn)生認(rèn)知沖突，學(xué)生必然會(huì)調(diào)整原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)，從而發(fā)生順應(yīng)，實(shí)現(xiàn)新科學(xué)概念的構(gòu)建。例如，教師向?qū)W生展示提前準(zhǔn)備的4種氨基酸結(jié)構(gòu)式及其球棍模型實(shí)物（圖1），并提問：①這些氨基酸的結(jié)構(gòu)具有什么共同特點(diǎn)，是否可以用一個(gè)分子結(jié)構(gòu)通式表示？②將給定的氨基酸模型按照縮合的方式任意組合成三肽，縮合過程中脫除水分子數(shù)以及形成的肽鍵數(shù)是多少？③縮合完成后所能形成的三肽有幾種類型？④成百上千個(gè)氨基酸形成的蛋白質(zhì)種類多種多樣的原因是什么？

圖1 四種氨基酸的結(jié)構(gòu)式及其球棍結(jié)構(gòu)模型

教師創(chuàng)設(shè)的情境，設(shè)置問題，引導(dǎo)學(xué)生在已有知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)之間建立聯(lián)系，從而構(gòu)建蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性的新科學(xué)概念。

4 遷移—新概念遷移到新情境

遷移是學(xué)習(xí)者在新的問題情境中動(dòng)態(tài)地創(chuàng)造聯(lián)想的過程。大衛(wèi)·帕金斯和葛瑞爾·所羅門根據(jù)學(xué)習(xí)任務(wù)的相似程度，將遷移分為新任務(wù)和原任務(wù)相似的低通路遷移與新任務(wù)與原任務(wù)不同的高通路遷移。在教學(xué)中，教師設(shè)置相關(guān)問題促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行高通路遷移，使學(xué)生在解決問題的過程中實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)。例如，教師提供資料：1910年，人們發(fā)現(xiàn)一個(gè)嚴(yán)重貧血的患者其紅細(xì)胞是鐮刀狀的，該病被稱為鐮狀細(xì)胞貧血。1948年，鮑林等人應(yīng)用電泳技術(shù)發(fā)現(xiàn)鐮狀細(xì)胞貧血是由細(xì)胞中含有異常的血紅蛋白引起的。異常血紅蛋白與正常血紅蛋白在一級(jí)結(jié)構(gòu)上只有一個(gè)氨基酸不同，即其中的一個(gè)谷氨酸變?yōu)榱死i氨酸。1961年布勞恩發(fā)現(xiàn)血紅蛋白共含574個(gè)氨基酸，由2條α和2條β鏈組成，分子量為64 450。并提出問題：①功能正常的血紅蛋白具有什么功能？②組成正常功能血紅蛋白的氨基酸平均分子量是多少？（保留一個(gè)小數(shù)）③血紅蛋白功能異常的原因是什么？④鐮狀細(xì)胞貧血患者的血紅蛋白攜氧能力降低，說明蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與其功能之間有怎樣的聯(lián)系？

通過提問，教師能夠讓學(xué)生在解釋新穎的和具體的情境時(shí)使用并鞏固新科學(xué)概念，從而內(nèi)化到已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中并實(shí)現(xiàn)概念轉(zhuǎn)變。