促进概念转变的提问策略——以“蛋白质是生命活动的主要承担者”为例

向 炯 杨 帆 崔 鸿

（1.华中师范大学生命科学学院 湖北武汉 430079）

（2.东莞松山湖未来学校 广东东莞 523000）

（3.常德市第六中学 湖南常德 415000）

《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》指出在课堂教学活动中要帮助学生消除错误概念，建立科学概念。将原有概念特别是错误概念转变为科学概念的教学活动过程称为概念转变教学，是新经验对已有经验的改造与重构。冯春艳等将概念转变教学分为侧重于揭示学生迷思概念的认知冲突模式，情境与任务有机结合促进学生主动构建概念的拓展情景任务模式，以及给予学生充分表达与论证观点、想法的表达论证观点模式3种。利用这些教学模式进行教学活动的关键是利用精心设计的问题促进学生构建自己的科学概念，以实现概念转变。在教学活动中的问答是师生进行课堂交互的主要方式，教师通过课堂提问能够了解学生已有概念，帮助学生建构新概念并理解概念的内涵和外延，提升学生在具体情境中运用相关概念解决问题的能力。下文以“蛋白质是生命活动的主要承担者”为例，探讨高中生物学课堂教学活动中促进概念转变的四种提问策略。

1 探查——获取学生的前概念

前概念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。前概念中既有正确的概念，也有错误的概念，教师利用学生熟悉的或者已学的情境来设置相关问题，可以探查学生所具有前概念，特别是错误概念。例如，在“蛋白质是生命活动的主要承担者”这节的教学活动中，教师可以提出这些问题：①你知道有哪些蛋白质含量丰富的食物？②如何设计实验证明这些食品中富含蛋白质？③组成生物体常见的蛋白质有哪些，功能是什么？④在手术中使用聚合物纤维制成的普通手术线缝合后需要术后拆线，但是使用胶原蛋白制作的手术缝合线由于可被人体组织吸收从而不需要拆线。为什么？

这些问题既有来自学生所熟悉的生活常识，也有来自于已学的知识。教师通过这些问题可以探查学生已有的前概念，为其后促进概念转变，并建立起科学概念打下基础。

2 质疑——与前概念发生认知冲突

波斯纳认为概念转变发生的首要条件是对现有概念的不满，当学生的现有概念与新的问题情境相互矛盾时产生了一种心理不平衡状态，从而产生认知冲突。这种状态是学生接受新概念的基础。在课堂教学活动中，教师通过设置相关问题使学生产生认知冲突，从而实现概念转变。例如，教师可提问：①抗体和头发的主要成分均为蛋白质，但功能却相差极大，从氨基酸角度分析原因是什么？②煮熟的食物与未煮熟的食物相比，哪种更易被人体消化，为什么？③组成人体蛋白质的氨基酸分子需要全部来自于食物吗，为什么？④高温加热处理后的牛奶与双缩脲试剂是否发生反应产生紫色，为什么？

教师在了解学生前概念的基础上，通过设置的问题让学生产生认知重组，帮助学生重新审视已有概念。学生通过解决认知冲突，建构更合理的解释。

3 构建——帮助学生构建新科学概念

皮亚杰认为顺应是学生原有认知结构得以改变的主要机制，是指新知识的纳入而使原有的认知结构发生一定的调整或改组的现象。当新概念与原有认知结构产生认知冲突，学生必然会调整原有认知结构，从而发生顺应，实现新科学概念的构建。例如，教师向学生展示提前准备的4种氨基酸结构式及其球棍模型实物（图1），并提问：①这些氨基酸的结构具有什么共同特点，是否可以用一个分子结构通式表示？②将给定的氨基酸模型按照缩合的方式任意组合成三肽，缩合过程中脱除水分子数以及形成的肽键数是多少？③缩合完成后所能形成的三肽有几种类型？④成百上千个氨基酸形成的蛋白质种类多种多样的原因是什么？

图1 四种氨基酸的结构式及其球棍结构模型

教师创设的情境，设置问题，引导学生在已有知识和经验之间建立联系，从而构建蛋白质的结构及其多样性的新科学概念。

4 迁移—新概念迁移到新情境

迁移是学习者在新的问题情境中动态地创造联想的过程。大卫·帕金斯和葛瑞尔·所罗门根据学习任务的相似程度，将迁移分为新任务和原任务相似的低通路迁移与新任务与原任务不同的高通路迁移。在教学中，教师设置相关问题促进学生进行高通路迁移，使学生在解决问题的过程中实现深度学习。例如，教师提供资料：1910年，人们发现一个严重贫血的患者其红细胞是镰刀状的，该病被称为镰状细胞贫血。1948年，鲍林等人应用电泳技术发现镰状细胞贫血是由细胞中含有异常的血红蛋白引起的。异常血红蛋白与正常血红蛋白在一级结构上只有一个氨基酸不同，即其中的一个谷氨酸变为了缬氨酸。1961年布劳恩发现血红蛋白共含574个氨基酸，由2条α和2条β链组成，分子量为64 450。并提出问题：①功能正常的血红蛋白具有什么功能？②组成正常功能血红蛋白的氨基酸平均分子量是多少？（保留一个小数）③血红蛋白功能异常的原因是什么？④镰状细胞贫血患者的血红蛋白携氧能力降低，说明蛋白质的结构与其功能之间有怎样的联系？

通过提问，教师能够让学生在解释新颖的和具体的情境时使用并巩固新科学概念，从而内化到已有的认知结构中并实现概念转变。