浅议高中生物迷思概念的转化

张海江

【摘要】概念教学是生物学科教学的基础。在实际学习过程中，学习者由于先备经验的局限性，往往会与科学客观事实产生认知冲突，这种认知冲突被称为迷思概念。迷思概念在课堂上表现为学生的“错误”。经过课堂观察，笔者发现，学生容易在概念理解上出错。本文以 “细胞核——系统的控制中心”课例中的迷思概念为观察点，分析了高中生物迷思概念的转化策略，以期促进高中生物教学效率的提升。

【关键词】 课堂观察;迷思概念;教学策略

【基金项目】本文系广东省教育科研“十三五”规划课题“基于‘名师工作室的教师成长共同体案例研究”（课题号：2020YQJK023）的研究成果。

生物学概念是生命现象和生命活动规律的本质属性在人们头脑中的反映，是学习生物学知识的基本思维单元，是理解生物学原理、法则、模型和理论的基础。帮助学生建构概念，并运用概念解决实际问题，是高中生物教学的基础任务[1]。“迷思概念”一词来源于英文misconception 的音译。学者江慧将迷思概念定义为：不论在正式接受科学教育之前还是之后，只要是个体存在与科学概念不同的想法和观点，都可称为迷思概念[2]。迷思概念在课堂上经常表现为学生的“错误”。在观察中，笔者发现，学生出现这种“错误”可以归因为以下几个方面：学生已有认知的局限性、学生未深入理解概念的本质、教师不重视概念教学、学生努力程度不够和没有端正学习态度。本文以人教版高中生物必修一第三章第3节 “细胞核——系统的控制中心”为例，通过观察分析公开课课堂上存在的迷思概念，借助迷思概念的白描和分析单，对本节内容的迷思概念进行了归因，并对比执教者提出了不同的转化策略和相关教学策略，以期实现教学相长。

在课堂观察中运用白描单一般分为三个步骤：第一，记录迷思概念出现的时间、对应目标和环节，以便和同类型的目标做比较，对学生在这一目标下的迷思概念进行整合分析;第二，对迷思概念进行白描，即实录教师和学生的整体过程;第三，对迷思概念进行归因分析。以下是本节课三个迷思概念的具体白描单和归因分析，以及相关转化策略。

一、迷思概念1

（一）迷思概念1的归因分析

通过表1的分析可知，执教者提出“所有真核细胞都有细胞核吗？”这一问题的背景是，在回顾了真核生物细胞核的结构后，初衷是想强调并不是所有真核细胞都有细胞核的科学事实，为理解细胞核的功能奠定基础。从学生的回答可以看出两个问题。（1）学生没有认真看课本的描述，课本的描述是“除了高等植物成熟的筛管细胞和哺乳动物成熟的红细胞等极少数细胞外，真核细胞都有细胞核”。而学生的回答中遗漏了哺乳动物成熟的红细胞。（2）在细胞膜的制备中，学生其实已经知道哺乳动物成熟的红细胞是没有细胞核的，但是在回答中并没有体现出这一点;执教者的回应也没有给予学生相应的提示。从以上分析可以看出，迷思概念1的出现是由学习者的记忆程度、理解程度导致的。

（二）转化迷思概念1的相关策略

哺乳动物成熟的红细胞是高中生物中非常重要的一项实验材料，不仅在细胞膜的制备中会用到，在研究动物细胞与植物细胞吸水和失水的情况中，也作为重要的对照出现。通过对迷思概念1的观察，笔者觉得应进行以下改进。

（1）对于“所有真核细胞都有细胞核吗？”这一问题，教师应该再进一步追问：“为什么哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核？这体现了生物学中的什么观点？”这能引导学生理解哺乳动物成熟的红细胞是为了腾出空间，更好地运输氧气，体现了生物学中结构与功能相适应的观点。

（2）在完成以上迷思概念的“唤醒”后，教师应将学生的思维拉回到本节课内容学习中。比如，教师可以提出以下问题：“那为什么绝大多数的细胞具有细胞核呢？如果将有核的细胞去掉核，细胞又会怎样呢？如果将一个细胞的核去掉，移入另一个细胞的核，那又会发生什么现象呢？”教师可以通过这样具有层次性的问题，借助预测—观察—解释策略对迷思概念进行转化。

高中生物的知识点比较多，在教学过程中，教师可以引导学生把有关知识相互联系起来，以纲带目，以点带面，形成知识网络。在课堂观察的过程中，笔者发现部分教师并没有对该迷思概念予以足够的重视。笔者认为可能是执教者认为之前都讲过，学生应该都会，但是实际情况的反馈恰恰是学生并没有理解到位。这给了笔者很大的启发：在实际教学中，教师应针对学生出现的情况，即时调整教学方案。

二、迷思概念2

（一）迷思概念2的归因分析

分析表2可知，该实验的目的是要证明美西螈的肤色是由细胞核控制的。而学生看到將黑美西螈的核移植到去核的白美西螈的细胞质中，长出黑色的美西螈，就理所当然地认为是由细胞核控制肤色的。生物是一门实验学科，实验的特点是要想得出可靠的结论，必须通过对照实验才能说明。而在该实验中，学生没有对照的观念，理所当然地认为白美西螈移植了黑色的核，而且白美西螈也长出了黑色的皮肤，就认定肤色是由细胞核确定的。出现该迷思概念的原因有两个：一是学生的思维中还没有构建出对照的观念;二是学生还没有从本质上理解该实验到底想要证明什么。

（二）转化迷思概念2的相关策略

对迷思概念2的转化可以从两个层面进行。

首先是关于对照实验的思维的转化。本节课中，执教者从“多利羊”进行引入，美西螈的核移植实验刚好与“多利羊”的实验有相同之处，都是进行核移植。那么，关于对照实验的思维的转化就应从深化理解“多利羊”开始。

从本节课的课堂观察来看，执教者一开始没有预估到学生会出现对对照实验理解不到位的情况，所以在课堂引入时只用了“多利羊”实验中的一个正向实验，即将白羊甲的细胞核移植到黑羊乙的去核卵细胞中，随机得出结论：多利羊长得像甲羊，是一种遗传现象，与白羊甲的细胞核有关。但是该实验的分析及结论其实是不严谨的，从遗传学的角度来讲，遗传分为细胞核遗传和细胞质遗传，“多利羊”的性状是白羊甲的细胞核与黑羊乙的细胞质共同作用的结果，不过是白羊甲的细胞核起决定作用。单从一个正向实验得出结论是不严谨的，应该在引入时再加入一个反向实验，即将黑羊乙的细胞核移植到去核的白羊甲卵细胞中。正反实验进行对比，既能说明“多利羊”的性状主要由细胞核控制，又能培养学生的对照思维，帮助学生理解美西螈的核移植实验。当执教者提出迷思片段白描中的问题“那么通过该实验，能否一定说明美西螈的肤色是由细胞核控制的？”时，学生自然会想到再做一个对照实验。这样就很好地进行了迷思概念的转化。

迷思片段白描（画线部分为迷思概念的出现）教师从学生熟悉的多利羊克隆技术入手，提出问题：黑白美西螈核移植实验如何操作？学生都能回答黑美西螈取核，白美西螈去核，将取得的核和去核的细胞质进行重组。教师继续追问：从美西螈的核移植实验中能否看出美西螈的肤色是由细胞核控制还是细胞质控制？

学生：细胞核。

教师提问一名学生，该学生回答美西螈的膚色是由细胞核控制的。教师：那么该实验能否说明美西螈的肤色一定是由细胞核控制的？

学生：这个实验不能说明一定是由细胞核控制的。

教师：很好，那么你还能做什么样的实验来证明美西螈的肤色是由细胞核控制的？

生：做课本上P50的实验二，将蝾螈的受精卵横溢为有核和无核的两半，观察它们是否发育成完整的胚胎。

教师：该同学明白了仅凭着黑美西螈取核，白美西螈去核的实验不能证明美西螈的肤色是由细胞核控制的。

教师进一步引导：我的意思是说如果只是把黑美西螈的核移植到白美西螈的细胞质中，能否说明是黑色的核起决定作用的？

下面有学生回答，把白美西螈的核移植到黑色美西螈的质中。

教师：对了，我们再做一个实验，将白色美西螈的核移植到去核的黑色美西螈的细胞质中，排除细胞质的作用。

教师和学生一起进行实验，得出美西螈的肤色是由细胞核控制的。

其次是对该实验本质的理解的转化。其实，学生在之前已经学习过核酸，知道核酸控制着生物的性状。特别是在“观察DNA和RNA在细胞中的分布实验”后就已经知道DNA主要分布在细胞核。教师应及时引导学生对已有知识进行回忆，从而引出生物的性状主要是由细胞核控制的，从根本上解决学生对美西螈核移植实验设计的疑惑。

迷思概念2对笔者的教学启发是：（1）课前对学情进行充分分析，从已有知识入手，做到有的放矢，提高课堂效率;（2）生物是一门实验学科，在以后的教学中要重视对学生实验核心思维的培养，从而更好地培养学生的理性思维。

三、迷思概念3

迷思片段白描（画线部分为迷思概念的出现） 在探究伞藻嫁接实验中，教师通过制作的教具引导学生模拟不同情况的嫁接实验，非常有针对性，将抽象的环节变得具体，有助于加深学生的理解。

模拟完嫁接实验后，教师与学生产生了以下对话。

教师：科学家经过实验发现伞藻具有什么样的假根，就具有什么样的伞帽。那么伞帽的形状跟什么有关？

部分学生：跟假根有关。

部分学生：跟细胞核有关。

教师：我听到有学生说跟细胞核有关，那我们是不是可以这样说，伞帽的帽形是由细胞核控制的？

学生：可以。

教师：为什么说可以？

部分学生：这个实验应该看不出来，只换柄的话看不出这个是由细胞核控制的。

教师：为什么看不出来？

学生：因为可能有假根其他东西的影响。

教师：大家留意到了吗，我们的教具上贴了一个大的细胞核，因此假根里面有细胞核，但是也有其他很多物质，如果我们想设计实验证明是由细胞核控制的，该怎么做？

学生：换细胞核。

教师：科学家通过实验发现伞帽的形状确实跟细胞核有关。

（一）迷思概念3的归因分析

分析表3发现，对该实验的理解，学生在很大程度上是受到本节课的标题及上一个实验的影响，理所当然地认为伞帽的形状就是由细胞核控制的，而忽略了实验的严谨性及科学性。其实，本实验不足以得出“伞帽的形状是由细胞核控制”的结论，而且对该知识点的理解是本节课的难点。实验的另外一个核心思维是排除无关变量的干扰。而学生出现该迷思概念与不理解实验中应排除无关变量的干扰有关。另外，执教者在该实验思路的引导上也值得商榷。

（二）转化迷思概念3的相关策略

在还没有学习对照实验、自变量和因变量这些概念的情况下，要让学生明白实验设计的思想，教师需要用问题链逐步理顺实验的思路和揭示实验的目的，帮助学生形成良好的探究思想。具体如下。

引导1：我们再仔细观察刚才模拟的实验，我们刚刚分别互换了伞柄及假根，观察实验结果发现伞帽的形状总是跟什么有关？

预计学生回答：假根。

引导2：那么再来观察假根，它是由哪些部分组成的？

预计学生回答：细胞核和细胞质。

引导3：那么以上实验能否说明伞帽的形状是由细胞核控制的？

预计学生回答：不能，因为假根中是否有细胞质控制不确定。

引导4：那么根据美西螈的核移植实验，我们怎么设计实验验证是细胞核还是细胞质控制伞帽的形状呢？

预计学生回答：进行核移植。

引导5：在进行核移植实验之前，参照伞藻的嫁接实验，我们应该先对伞藻进行何种操作？

预计学生回答：先将接受核的伞藻的伞帽切除。

引导6：结合以上两个实验，我们能得出什么结论？

预计学生回答：伞藻的伞帽形状由细胞核控制。

通过以上层层递进的引导，学生不仅能够系统理解伞藻嫁接的实验，还能培养科学素养、实验思维，最终得出细胞核在生物遗传中起到的作用。

概念教学的意义在于有利于落实和实践生物学科科学素养的课程理念。在生物学概念教学中，教师要借助预测—观察—解释策略来帮助学生实现对生物概念的“迷思”的转化。教师首先要创设问题情境，引导学生对生物概念进行预测，暴露“迷思概念”;然后，引导学生运用回忆、对比等手段，充分发现“概念”与“迷思概念”的差异，进行思维碰撞;最后，对差异进行解释，实现对“迷思概念”的转化。

课堂观察既是诊断教师课程实施水平的工具，也是教师用来研究学生学习的一种重要工具。在课堂观察的过程中，教师除了是教学者，也是一个学习者。在观察过程中，教师应不断反思，以学生的原有知识为基础，不断调整教学策略以促进“教学相长”，进而提高课堂教学效率。

【参考文献】

谢成虎.高中生物学概念教学的问题与对策[J].中学生物学，2015（03）：11.

江慧.科学教育中迷思概念的调查研究方法[J].科学教育学报，2012（03）：88-89.