例谈基于初中科学迷思概念转变的复习策略

薛仕静

摘 要：种群、生物群落、生态系统是初中科学教学的重难点概念。通过对该内容的两节复习课的对比研究，总结归纳了“利用实例叙述，暴露迷思概念；形成认知冲突，激发学习欲望；解决认知冲突，建构科学概念；加强概念辨析，突出概念本质；建构多元模型，促进概念理解”的概念转变策略，以化解这一复习难点。

关键词：初中科学；迷思概念；概念转变；复习策略

迷思概念（misconceptions）是指和现在的学科概念不同的概念。 教学中把头脑中存在的与科学概念不一致的认识叫作“迷思概念”。对于儿童来说，学习的最佳方法是在建构基于原有基础知识的环境中学习，如果教学没有包含学生的已有知识，那么学生学到的知识仅够其通过考试，而在课堂之外，持有的依然是迷思概念[1]。

种群、生物群落、生态系统是三个相互密切关联而又有本质区别的重要概念。由于受迷思概念的干扰，同时它们也是初中科学复习教学中的疑难概念，为此，笔者开展了《种群、群落、生态系统》的专题复习研讨：由区内的同一位教师上了两节同课异构的复习课，第一节是常态课，第二节是基于第一节常态课的教学诊断而改进的研讨课，试图通过对这两节课的对比研究，寻找迷思概念转变的复习策略，以化解这一教学难点。

一、两节复习课的教学案例

（一）第一节课：常态课

本节课主要的复习过程如下。

活动1：你能讲讲图1鱼缸中有哪些与本节复习课有关的知识吗？

学生断断续续地说出了与本节复习课有关的种群、群落、生态系统、食物链和食物网等知识，而当学生顺利地说出“种群、群落、生态系统”概念时，教师的欣慰之情溢于言表。

活动2：你能概括种群、群落和生态系统之间的区别和联系吗？

在教师引导下，学生指出了这三个概念的关键词分别是：同种生物、所有的生物、所有生物及其无机环境。并用图2所示的概念图表示这三个概念间的联系。

这也许是学生通过阅读复习用书而得到的答案，教师相当满意。

紧接着教师布置学生做了这样的一道课堂检测题： 温州江心屿是国家4A级旅游风景区，岛上有榕树、樟树、蕨类植物、水生植物及其他多种生物。江心屿上所有生物构成（ ）

A.种群 B.群落 C.生态系统 D.植被

检测的结果出人意料，答题情况如表1。

一道看似简单的习题为什么会有这么高的出错率？理解“种群、群落、生态系统”这三个概念究竟为什么如此之难？仔细分析，原因主要有如下三点。

第一，在科学上，有许多表面看上去十分相似的概念却存在着较大差异，如“种群、群落、生态系统”三个概念。学生往往只看到这些概念之间相似的一面，而看不到它们差异的一面。这样，先前学习某个概念时形成的观念就极容易带到后继相关概念的学习中，从而给新概念的学习造成不良的影响。先后学习的两个概念越相似，先前学习概念时形成的观念对后继概念的学习影响就越大[2]11。

第二，概念是用语词来表达的，但在不少情况下，语词含义的丰富性，以及生活用语意义的模糊性，会对学生建构具有特定含义的科学概念造成干扰[2]12。如种群概念中的关键词

——“同种生物”、群落概念中的关键词——“所有生物”会受生活用语意义的模糊性干扰，由此形成了迷思概念。

第三，该节复习课教师课堂上只满足于个别学生的正确答案，未能暴露学生的“迷思概念”，自然谈不上迷思概念有效转变和科学概念形成了。

（二） 第二节课：基于第一节常态课的教学诊断而改进后的研讨课

基于第一节课的反思，第二节课无论是在活动设计，还是在师生对话上都有了很大的变化，具体教学过程如下。

活动1：请你结合图1所示的鱼缸，说说什么是种群、群落、生态系统？

由于本活动改为要求学生结合实例进行说明，就避免了学生类似第一节课那样机械地“背”概念。显然，课堂活跃了，学生的认知冲突也多了，有的说“鱼缸中所有鱼类可称为种群”；有的说“鱼缸中所有的鱼类是一个群落”；还有的说“鱼缸中所有的鱼类既不是种群，也不是群落”……此时教师乘机让学生展开辩论，概念也就越辩越明晰了。

活动2：请用不同的概念图来表示种群、群落、生态系统三者间的关系，并说明理由。

由于本活动要求、鼓励学生用不同的概念图来表示，开阔了学生的思维，学生画出了各种各样的概念图，归纳起来大致有如图3所示四种。

在学生结合概念图辨析各个概念间的异同之后，教师再引导学生比较各概念图的优劣，于是学生纷纷各抒己见。有的说“第一种和第二种简洁明了”；有的说“第三种美观但不够明了”；也有的说“第四种概念图直观，内涵丰富，如图中不同颜色还表示了不同的概念”。

改进后的复习效果如何？我们还是用第一节课那道选择题进行测评（第一节课和第二节课上课班级的学生该学科成绩极其接近），答题情况如表2所示。

二、两节复习课的对比反思

显然，第二节课关于这几个概念的复习效果明显优于第一节课，这说明第二节课的教学改进是有效的！从改变的教学过程看，第二节课教师至少运用了如下的五个方面策略。

（一）利用实例叙述 暴露迷思概念

学生的头脑不应该被看成是一个“空的容器”或一块“白板”。恰恰相反，学生是带着各种关于自然事物或现象的朴素见解，甚至是某些相当确定的看法和见解在学校中进行科学学习的[3]98，因此建构科学概念必须与学生的生活经验相联系，并赋予其一定的意义。第二节课的活动1，不再如第一节课的活动1那样去诱导学生“读”和“背”概念，而是要求学生用实例来叙述对概念的理解，这样更有助于学生经验世界和认知世界的相互作用，有利于暴露学生的迷思概念，有利于学生对迷思概念的转变。

（二）形成认知冲突 激发学习欲望

根据皮亚杰的理论，两个认知实体之间的认知冲突或差异关系将会导致认知的发展，学习者可以凭着自己既有的能力解决问题，直到外来信息与现有观点发生冲突为止[3]220。第二节课中的活动1容易引发学生形成认知冲突，如“鱼缸中所有的鱼构成种群”“鱼缸中所有的鱼不是种群，而是群落”“鱼缸中的鱼和植物构成群落”等等。一旦学生产生了认知冲突，认识到自己的认知系统是有瑕疵的，学生就会产生强烈的建构科学概念的欲望。

（三）解决认知冲突 建构科学概念

解决认知冲突的教学策略会影响已有知识、引进新理论、引进反例等。在第二节课的活动1中，当学生形成认知冲突后，教师抓住这一契机让学生展开讨论，并引导学生理解：①种群概念中“同种生物”的同种是指分类学上的“种”；②群落必须是指某区域中的所有生物。这样的一次基于认知冲突的辩论旨在通过削弱学生迷思概念的根基，帮助学生建构所需要的知识背景等方法来影响学生的已有认知，使学生明白“鱼缸中所有的鱼既不是种群，也不是群落”“鱼缸中的鱼和植物也不能构成群落”的道理。

（四）加强概念辨析 突出概念本质

迷思概念对科学概念的建构之所以会产生干扰，原因之一是它和科学概念之间存在着某些关联性和相似性。为此，第二节复习课的活动2则要求学生用不同的概念图来表示种群、群落、生态系统三者间的关系，并说明理由。其旨在引导学生充分运用比较方法进行同中比异、异中比同。通过比较，摒弃概念中的非本质特征和非本质的影响因素，对概念的本质特征和本质的影响因素获得正确的认识。

（五）建构多元模型 促进概念理解

模型既是探测学生认知程度的手段之一，也是理解科学概念不可缺少的重要载体。在第二节课活动2中学生提供了四种概念图，这种多元的可视化模型，有利于学生从不同层次、不同角度，利用不同感官刺激建立正确的知识系统和认知结构，促进了学生对概念的理解。

参考文献：

[1]R.基思·索耶.剑桥学习科学手册[M].徐晓东，译.北京：教育科学出版社，2010：56.

[2]郑青岳.郑青岳科学教育讲演录[M].杭州：浙江教育出版社，2015.

[3]蔡铁权，姜旭英，胡玫.概念转变的科学教学[M].北京：教育科学出版社，2009.