摘 要 “相異構想”是學生圍繞“前概念”建立起來的錯誤思維，給學生的學習造成了極大的干擾，影響了學生對新概念的掌握，造成學習困難。本文根據(jù)“相異構想”的來源和高中生學習的認知特點，提出了探測前概念、引發(fā)認知沖突和建構生物新概念的應對策略。

關鍵詞 相異構想 概念轉變 教學策略

中圖分類號：G623 文獻標識碼：A 文章編號：1002-7661（2013）12-0037-03

一、“相異構想”的提出

研究表明，學生在正式學習科學知識以前，通過對日常生活中一些現(xiàn)象的觀察和體驗，已經形成了一些非科學的概念。這些非科學的概念稱為前科學概念（前概念），圍繞“前概念”建立起來的一種特有的錯誤思維稱之為“相異構想（alternative frameworks）”?！跋喈悩嬒搿钡拇嬖跁绊憣W生對科學概念的正確理解，從而造成學生學習的困難。

建構主義理論認為，學生總是以已有的知識經驗為基礎來構建對新知識的理解，不同的學生對同一概念的理解可能會不同，在學習中學生可能記住了科學概念的定義，但沒有真正理解科學概念的實質。學生的理解常常與大量的直覺經驗和信念聯(lián)系在一起，根植于一個與科學理論不相容的概念體系中，而且常常對它們深信不疑。因此，生物學教師應充分考慮到學生頭腦中已有的生物學知識，有意識、有策略地進行教學，使學生正確的認識與感知新信息，把握實質，促使學生的舊觀念向新觀念轉變，進行有效教學。

二、“相異構想”的來源及對學習的干擾

1.日常感覺的印象

在日常生活中，學生在已有知識的基礎上，通過對自然現(xiàn)象的直接觀察和感知而形成了一些知識經驗。由于實踐認知的局限性，學生的認識有的是表面的、片面的、甚至是錯誤的，有的則是對知識的一知半解，這是形成“相異構想”的一個重要來源。例如，把植物學上的花冠部分叫做花，把馬鈴薯和藕當做根，把蝙蝠劃為鳥類，把鯨魚歸為魚類，認為糖類都是甜的，細菌都是有害的。

2.習慣稱呼的曲解

人們在日常生活中對一些生物學現(xiàn)象習慣的概括或稱呼，往往有很多是不科學，甚至是錯誤的。例如“我心里想……”會導致“心臟的功能是思考”的錯誤認識，把“心、腦功能”混淆；又如把菊科花卉的頭狀花序當作一朵花，把銀杏的種子稱為“白果”，把肉質可食的果皮叫做果肉，把玉米、小麥等禾谷類作物的果實都叫做種子。這些稱呼導致的“相異構想”也會影響學生對生物學概念的學習。

3.前知識的負遷移

在學生的學習過程中，各學科之間以及同一學科的不同階段之間，存在著某些相互影響的現(xiàn)象，這些影響一般是積極的，但有時也是消極的。例如，學生學習了RNA的相關知識后，由于前面所學的DNA分子中“A=T，G=C”成立。有些學生誤認為在RNA分子中“A=U，G=C”也一定成立。生物學知識本身有時也會使學生因一知半解而產生錯誤認識。例如，學生學習了有關食物消化的知識后，知道食物中的不同成分是由相應的消化酶幫助消化的，學生則很容易誤解為草食性動物的消化腺能分泌大量的纖維素酶。

4.類似概念的干擾

生物學中有很多字面相近、含意相似或屬性相關的概念。由于它們之間對比度小，個性不夠鮮明，在思維過程中就會產生誤導性聯(lián)想和思維分歧化，出現(xiàn)概念間本質屬性的混淆。例如一倍體和單倍體、葉子和子葉、胚囊和囊胚、終止子和終止密碼子、質粒和質體、呼吸和呼吸作用等。如果學生對這些概念理解不夠，把握不住它們的本質和區(qū)別，就極容易混淆或寫錯。

5.錯誤信息的干擾

教輔或教師提供的不準確信息，或對本來正確的信息進行了錯誤的解釋，學生一旦接受了這些錯誤信息就會建立錯誤的概念，而這些錯誤的概念又會對新信息的接受產生影響，導致新的“相異構想”。學習過程惡性循環(huán)，學生在大腦中形成的是一系列錯誤的概念，甚至形成錯誤的概念體系。另外，在講解生物學知識時，由于某個知識點的教學需要。有些教師會過分地突出某一現(xiàn)象或結果的觀察與分析，忽視了相關的其他知識，造成了偏概念，產生了“相異構想”。例如講解成熟植物細胞的吸水方式時，有些教師花了大量的時間講授滲透作用，卻很少或根本不提吸脹作用。這就給學生造成了偏概念：植物細胞吸收水分的方式只有滲透作用。實際上植物細胞在吸水時，既有滲透作用也有吸脹作用（如根尖分生區(qū)、種子萌發(fā)時對水的吸收），是兩者共同作用的結果，只是滲透作用占主體罷了。

6.教學方式的影響

由于升學壓力等因素的影響，有些教師為了趕進度，在教法上采用了傳統(tǒng)觀念上的“填鴨式”教學。備課時不“備學生”只“備教材”，忽視了對學生已有的知識和經驗的認識，有意無意地將學生的頭腦當作一塊“白板”進行“灌輸”，灌輸式教學或簡單的結論式教學不能使學生真正的理解科學概念。這種情況下，學生對所學知識死記硬背，一知半解，對生物學原理缺乏必要的理解和科學的分析。解決問題時更多的是采取經驗的解題模式。特別是遇到難題時就憑感覺，想當然，并沒有把要解決的問題與所學的知識聯(lián)系起來，這種能力的缺失，很大程度上還是源于這種陳舊的教學方式。

三、“相異構想”轉變的教學策略

筆者認為概念轉變過程是認知沖突的引發(fā)及其解決的過程，根據(jù)高中生學習的認知特點，要轉變學生的錯誤思維，可將它分為以下3步：①探測前概念；②引發(fā)認知沖突；③建構生物新概念。

1.探測前概念

教師在教授新知識之前，首先要揭示和弄清學生已有的前概念，找出學生片面的、模糊的、錯誤的認識和不合理的思維方式，從中發(fā)現(xiàn)具有共性的“相異構想”模式，以便在教學中有的放矢。

（1）課堂提問法。在很多情況下，學生已存在的前概念自己都沒有意識到，教師應該利用提問、發(fā)言、討論等活動，促使學生自己描述自己的想法，很自然地使其前概念暴露出來。例如學完呼吸作用學到光合作用時可以提問：①植物白天進行光合作用，晚上進行呼吸作用，對嗎？②光反應階段必須有光才能進行，暗反應階段有光無光都可以進行，那么植物白天進行光反應和暗反應，晚上則進行暗反應對嗎？

（2）制作概念圖法?？梢酝ㄟ^讓被試學生使用概念圖表示出一組相關概念之間的相互關系，來搜集其對該問題的前概念。有時候為了降低難度，也可以先由教師給出一張含有缺失項目的概念圖，再由學生將其補充完整。這樣可從中探測出學生的知識結構及錯誤概念，發(fā)現(xiàn)其存在的“相異構想”，并依此采取相應的教學補救措施。例如，讓學生制作“染色體”的概念圖，就能了解學生對染色體這一概念的理解情祝。

（3）訪談法。教師課余多與學生交談，關注學生的經驗和興趣，了解學生前概念的種類和數(shù)量，特別是一些錯誤的想法。

例如，我運用訪談調查的方式收集到高二學生對有絲分裂和減數(shù)分裂的錯誤理解有：①有絲分裂和減數(shù)分裂的分裂間期都進行了DNA和染色體的復制，復制后細胞中的DNA和染色體數(shù)目都加倍了。②減數(shù)分裂過程中染色體數(shù)目的減半發(fā)生在減數(shù)第二次分裂。③有絲分裂后期和減數(shù)第二次分裂過程中，也出現(xiàn)了同源染色體的分離。④精巢和卵巢中不發(fā)生有絲分裂，只進行減數(shù)分裂。⑤有絲分裂中DNA和染色體的數(shù)目一直保持不變，所以有絲分裂產生的子細胞中DNA和染色體的數(shù)目也保持不變。總之，運用訪談調查的方法可以收集大量學生的想法。

（4）發(fā)現(xiàn)法。我在批改作業(yè)和試卷分析時，也常常能發(fā)現(xiàn)學生的錯誤信息。例如一些學生認為，葉肉細胞在無氧的條件下，光合作用是細胞ATP的唯一來源，細胞質中消耗的ATP均來源于線粒體和葉綠體，次級精母細胞中肯定不存在兩條X染色體等等。

2.引發(fā)認知沖突

在教學實踐中，引發(fā)認知沖突的策略有很多，教師可以直接呈現(xiàn)反例，或是通過演示法、小組討論法等，讓學生體驗到不一致事件，從而產生認知沖突。

（1）探究實驗、引發(fā)認知沖突。在生物教學中，探究性實驗是引發(fā)認知沖突、促使概念轉變的一種重要策略。通過探究性實驗，呈現(xiàn)與日常生活中不能經歷到的或意想不到的新現(xiàn)象，激發(fā)學習者學習的動機與興趣，從而引發(fā)認知沖突，推動學生的概念轉變。例如，學生們被問及“將黃豆制成豆芽后有機物總量是增加了還是減少了？”的問題時，有一半的學生都會回答增加了。錯誤的根源是學生對種子萌發(fā)時所發(fā)生的內部變化不清楚，只直觀感知到黃豆制成豆芽后重量增加了。我們不妨讓他們觀察一組實驗：將黃豆稱重等分成二等份，將其中的一份烘干稱重；另一份浸水，在適宜的溫度條件下培育成豆芽，烘干稱重，最后比較兩次干重。這種實驗結果所造成的心理震撼力，是其他手段所不具備的，并由此使其對原有概念產生嚴重的心理不滿足感，也為后面的解釋說理提供了良好的心理基礎。

（2）直面錯誤、引發(fā)認知沖突。華師大的吳慶麟等學者認為，學生概念轉變的心理過程是從不正確的心理模型向正確的心理模型轉變的過程，所以只有支撐錯誤概念的心理模型發(fā)生轉變，錯誤概念才會發(fā)生根本的轉變，從而取得良好的長期效果。故實現(xiàn)概念轉變的關鍵之一就是直面錯誤概念、引發(fā)認知沖突，讓學習者將原有的心理模型與科學的系統(tǒng)模型進行比較，充分認識兩者之間的差異，意識到原有心理模型的異常和欠缺，從而產生心理失衡，引發(fā)認知沖突。例如部分學生對“腸腺細胞中有無控制合成胰島素的胰島素基因？胰島細胞中有無控制合成腸肽酶的腸肽酶基因？”的問題，往往做出錯誤判斷。我們可以設計問題鏈，引導學生運用原有的心理模型進行逐步推理，最終使他們陷入自相矛盾的心理困境，從而引發(fā)學生的認知沖突?？稍O計如下問題：“腸腺細胞和胰島細胞都是由什么細胞發(fā)育而來的？”“這些細胞是通過什么分裂方式產生的？”“有絲分裂的特征是什么？”“腸腺細胞和胰島細胞的基因組成相同嗎？”

3.建構生物新概念

在學習者出現(xiàn)認知沖突時，他們并不一定會轉變原有的概念。認知沖突的解決受多種因素的影響，其中新概念的特征是影響認知沖突解決的重要因素。Posner等的概念轉變模型認為，只是簡單地認識到原有概念與新概念的不一致，還不能保證學習者就可以發(fā)生概念轉變。Posner等研究者提出了新概念的轉變條件：新概念必須是可理解的、合理的和有效的。在認知沖突形成后，學生認識到自己的知識系統(tǒng)是有瑕疵的，教師下一步就應該進行各種建構活動，幫助學生建立生物新概念。與引發(fā)認知沖突的教學策略不同，解決認知沖突的教學策略強調對新概念的建構，使學生更好地理解新概念，從而建構新概念，實現(xiàn)概念轉變。

在賦予新概念意義時，類比是不可缺少的重要手段。Ausubel提出的比較性先行組織者（comparative ad—vanceorganizers）就是運用類比的方式將新概念與認知結構中現(xiàn)存的舊概念作聯(lián)結，以獲得新知識。類比是指學生在建構對科學概念的理解時，與前面學過的相似知識作比較，前提是這些知識的結構、性質學生先前已經很熟悉了。例如在學習《細胞的能量“通貨”——ATP》一節(jié)時，ATP可以類比零花錢，相當于口袋中的錢，可以直接用，隨用隨取；磷酸肌酸可以類比家中的錢，轉移用，可現(xiàn)支取；糖類可以類比活期存折，隨時憑單支取；脂肪可以類比定期存折，儲備著，輕易不取。在學習《降低化學反應活化能的酶》一節(jié)時，把化學反應類比駕車翻越一座高山，加熱加壓類比給汽車加大油門，用催化劑類比幫司機找到一條穿山隧道。由此可見，探索生物教學中的類比模型，其意義是顯而易見的。類比是在解釋難以理解的抽象概念時，使用的一種重要的概念性工具，它可以促使新概念得以被理解，從而建構新概念。

為了建構新概念，我們還可以通過比較分析完善新概念、變式練習鞏固新概念等方法，幫助學生建構新概念。總之，建構新概念，一定要轉變傳統(tǒng)的教學觀念，運用多種教學方法，比如，變式教學法、合作學習法、畫概念圖以及計算機模擬法等直觀教學手段，幫助學生形成新概念。

灌輸式教學或簡單的結論式教學，不可能使學生真正地理解科學概念。這樣的教學，學生可能記住和接受了科學概念的定義，但并不意味著徹底放棄原有的錯誤概念。生物學教學是為了促進學生從舊觀念向新觀念的轉變。因此，教學中應重視學生已有的知識和經驗，通過各種教學方法，創(chuàng)設問題情境、營造和諧的教學氣氛，引導學生積極主動地建構新知識。徹底消除“相異構想”帶來的負面影響，讓學生真正理解科學概念的內涵。

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（責任編輯 劉 馨）