概念转变策略在生物学教学中的应用

向炯 王姗欢 崔鸿

摘 要 将结构化交流网格、概念图、概念转变文本和预测-观察-解释等概念转变策略应用于生物学教学过程中，并列举相应的实例以期帮助学生实现概念转变，提高教师课堂效率，发展学生生物学学科核心素养。

关键词 生物学教学  概念转变  前概念  教学策略

中图分类号 G633.91                    文献标志码 B

概念是思维的基本单位，是科学学习的基石。《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》提出在教学过程中，教师需注意学生头脑中已有的前概念，特别是与科学概念相抵触的错误概念。课堂教学活动要帮助学生消除错误概念，建立科学概念。因此，在了解前概念特征的基础上，教师利用概念转变策略，帮助学生建立科学概念，以提升学生的生物学学科核心素养。

1  前概念定义及其特征

前概念又称直觉想法、朴素想法、另有框架、另有概念和迷思概念等，是指个体在科学学习之前通过一定的途径，如观察、经验积累等方式形成的认识和理解。

一般认为前概念具有如下特征：先验性，学生在接受正式的科学教学前就带着对自然物体和事件的各种认识;超越性，学生在科学教学前所具有的前概念，超越了年龄、能力、性别和文化界限;顽固性，某些前概念非常顽固，传统教学策略往往不起作用;朴素性，学生所具有的前概念通常与前几代科学家或哲学家对自然现象的解释较为相似;文化性，前概念源于一系列不同的个人经历，包括直接观察和感知、同伴文化和语言，以及教师的解释和教学材料等;普遍性，教师和学生一样出现相同的迷思概念;非预期性，学生的先前知识与正式教学中呈现的知识相互作用，产生了一系列不同的非预期学习结果;转变性，促进概念转变的教学方法可以成为有效的课堂工具。

2  概念转变策略

认知结构是学习者在某一特殊知识领域内的概念内容或组织。有些策略或技术可以用来纠正学生认知结构中的错误概念，可以将这些策略称为概念转变策略。其中常用的包括结构化交流网格、概念图、概念转变文本、预测-观察-解释等。下面就对其概念转变策略在生物学教学过程中的应用做简要阐述。  2.1 结构性交流网格

结构化交流网格可以作为认知结构的评估和诊断工具。在此工具中，答案以数字网格的形式呈现，并要求学生选择回答问题所需的网格号，以逻辑顺序表示这些数字以显示其推理过程。例如，在人教版选择性必修1“激素调节过程”的教学中，教师设计如表1所示的结构性交流网格，可以显示学生在既定主题中知识的完整性和相互联系的程度，从而促进学生的概念转变。

使用上述12个网格中的内容回答表2中的问题（填写序号）。

2.2 概念图

概念图主要关注学生有意义的学习，是一种关于概念知识、思维过程或思维结果、系统结构、计划流程等的图形化表征方式，由节点、链接（节点间的连线）和节点间的关联词组成。教师通过概念图，可以深入了解学生认知结构中的思想，从而促进概念转变。例如，在人教版选择性必修1第二章“神经调节”教学过程中，学生每四人为一小组，以电脑软件形式构建本章节概念图，如图1所示。

2.3 概念转变文本

概念转变文本是一段事先写好的教学文本，能挑战学生的前概念，使其对原有概念感到不满意，从而接受更易理解、更合理和更有效的新概念。概念转变文本的编写过程一般包括四个环节：调查学生的前概念、解释前概念的不合理性、展示科学概念和利用新情境编写概念转变文本。例如，在人教版必修2“自然选择”的教学过程中，学生认为向日葵总向长得高的方向进化。为了转变此前概念，笔者编写了如下的概念转变文本：

每株向日葵都能产生数百粒种子，大部分不会发芽，因此向日葵种群产生的后代远多于实际能够存活的后代。在存活的向日葵种群中存在个体差异，如某些向日葵长得高而另一些长得矮。这些特性可以从亲代遗传给子代，其中高的向日葵产生高的子代，矮的向日葵产生矮的子代。由于在某特定的环境中，较矮的向日葵繁殖能力更强，因此拥有有利变异的个体比其他个体产生更多的后代。

2.4 预测—观察—解释

预测—观察—解释教学策略的主要目的是利用学生所获得的信息来解释现象，包括预测、观察和解释。教师首先给予学生关于一个事件、情境、实验等的信息，并要求他们预测结果并写下原因。然后，学生观看相关视频、文本材料、观察演示实验等，记录观察的结果。最后，学生对比预测结果和观察结果，判断对这一现象的想法是否发生了改变，并形成观察后的解释。例如，在人教版选择性必修1“吸食毒品的危害”教学中，教师利用该教学策略，引导学生填写学习记录单（表3），实现概念转变。①预测：通过阅读教材“思考·讨论”中“分析滥用兴奋剂和吸食毒品的危害”，预测并记录可卡因对神经系统的影响及上瘾的机理。②观察：观看“可卡因依赖”的视频并记录可卡因依赖的机理。③解释：学生通过对比预测结果与观察结果，然后师生共同讨论，形成学生自己的解释。

学生带着各种关于自然现象或事件的朴素想法，即前概念进入到学习过程中来，这些前概念部分是科学概念，还有部分是错误概念。教师在生物学教学过程中利用上述概念转变策略将学生所具有的前概念特别是错误概念转变为科学概念实现概念转变，提高课堂效率，发展学生的生物學学科核心素养，需要持续并深入的研究。

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