初中生物學(xué)教學(xué)中前科學(xué)概念的轉(zhuǎn)變策略
——以“兩棲動(dòng)物”概念的形成為例

張迎春 劉 暢 孫海飛

(陜西師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 西安 710119)

“兩棲動(dòng)物”是人教版生物學(xué)八年級(jí)教材“兩棲動(dòng)物與爬行動(dòng)物”一節(jié)中涉及的一個(gè)重要科學(xué)概念，教材中定義是“幼體生活在水中，用鰓呼吸；成體大多生活在陸地上，也可在水中生活，用肺呼吸，皮膚輔助呼吸”。而學(xué)生易形成或已經(jīng)形成的認(rèn)識(shí)是“只要既能在水中生活又能在陸地上生活的動(dòng)物就是兩棲動(dòng)物”。本文試圖以“兩棲動(dòng)物”為例，對(duì)轉(zhuǎn)化這一前科學(xué)概念的教學(xué)策略進(jìn)行研究探討。

1 了解學(xué)生的前科學(xué)概念

為了了解學(xué)生的前科學(xué)概念，以某初中的學(xué)生為對(duì)象，采用二段式題目進(jìn)行測(cè)驗(yàn)。舉例如下：

(1)既可在水中生活又能在陸地上生活的動(dòng)物就是兩棲動(dòng)物( )

A.對(duì) B.錯(cuò)

(2)你選擇上面選項(xiàng)的理由是( )

A.除了兩棲動(dòng)物外，很多動(dòng)物都可以水陸兩棲

B.兩棲動(dòng)物之所以得名就是因?yàn)樗麄兯憙蓷?，可以在兩種環(huán)境中生活

C.不知道答案

D.(其他理由)________

問題(2)中選項(xiàng)B為學(xué)生認(rèn)同這一前科學(xué)概念的常見理由。兩個(gè)問題都正確才算回答正確。結(jié)果表明，大部分被調(diào)查的學(xué)生明顯具有這一前科學(xué)概念。

2 前科學(xué)概念及對(duì)應(yīng)的科學(xué)概念分析

了解學(xué)生前科學(xué)概念之后，既需要從知識(shí)角度分析其錯(cuò)誤依據(jù)，也需要從學(xué)生角度分析其前科學(xué)概念的成因，才能把握概念轉(zhuǎn)變的教學(xué)基礎(chǔ)。

2.1 前科學(xué)概念分析 “既能在水中生活又能在陸地上生活的動(dòng)物就是兩棲動(dòng)物”是學(xué)生對(duì)兩棲動(dòng)物的理解。根據(jù)定義法，概念應(yīng)包含內(nèi)涵和外延兩個(gè)部分。這一前科學(xué)概念的形成原因就出在概念內(nèi)涵上。從生物學(xué)角度科學(xué)地定義“兩棲動(dòng)物”的內(nèi)涵，應(yīng)選擇能將這類動(dòng)物與其他動(dòng)物區(qū)別的最本質(zhì)特征：即幼體離不開水，成體既可以在水中生活，也可以在陸地生活。如果選擇非本質(zhì)的特征作為概念的內(nèi)涵而忽略掉概念的特性，就會(huì)以偏概全形成“不完整概念”。

2.2 前科學(xué)概念成因分析 通過分析和調(diào)查，發(fā)現(xiàn)“兩棲動(dòng)物”前科學(xué)概念的成因主要在于以下三個(gè)方面：①對(duì)術(shù)語(yǔ)的曲解。學(xué)生在課外閱讀中往往會(huì)接觸到一些不夠嚴(yán)謹(jǐn)?shù)母拍畋硎?，例如，兩棲?dòng)物既可以在陸地也可以在水中生活。再聯(lián)想術(shù)語(yǔ)“兩棲”，從而“望文生義”形成前科學(xué)概念。②日常生活經(jīng)驗(yàn)的影響。學(xué)生知道青蛙、蟾蜍可以在陸地上生活，也可在水中游泳。由此形成青蛙、蟾蜍水陸兩棲生活的簡(jiǎn)單認(rèn)識(shí)。③概念學(xué)習(xí)不牢固。學(xué)生若對(duì)兩棲動(dòng)物的內(nèi)涵理解不到位，就可能在學(xué)習(xí)之后仍然認(rèn)為：能夠水陸兩棲的動(dòng)物就是兩棲動(dòng)物。

2.3 對(duì)應(yīng)的科學(xué)概念分析 要辯駁這一不科學(xué)認(rèn)識(shí)，從對(duì)應(yīng)的科學(xué)概念分析至少可以找到兩點(diǎn)依據(jù)：①忽略了幼體階段。兩棲類動(dòng)物屬于從水生到陸生進(jìn)化的代表，關(guān)鍵就在于其幼體發(fā)育仍然離不開水[1]；②錯(cuò)誤擴(kuò)大了概念例證的范圍。能夠水陸兩棲生活不是成體兩棲動(dòng)物的獨(dú)有特征，因?yàn)殛懮棺祫?dòng)物中的爬行動(dòng)物也有許多種類能水陸兩棲，如龜、鱉和鱷等。

3 前科學(xué)概念轉(zhuǎn)變策略

根據(jù)概念轉(zhuǎn)變心理模型的三個(gè)關(guān)鍵步驟[2]、教育學(xué)概念轉(zhuǎn)變模型(CCM)的四個(gè)條件[3]和Peter W.Hewson“為概念轉(zhuǎn)變而教”的指導(dǎo)原則，結(jié)合教學(xué)設(shè)計(jì)、課堂教學(xué)等教學(xué)環(huán)節(jié)，本文提出促進(jìn)學(xué)生前科學(xué)概念轉(zhuǎn)變?yōu)榭茖W(xué)概念的如下教學(xué)策略。

3.1 設(shè)計(jì)診斷性問題，了解學(xué)生前科學(xué)概念 概念轉(zhuǎn)變首先應(yīng)讓學(xué)生的前科學(xué)概念得以暴露。而給予學(xué)生表達(dá)的機(jī)會(huì)至少可以有兩種方式：①教師通過“個(gè)別訪談”和以往教學(xué)經(jīng)驗(yàn)等了解學(xué)生的前科學(xué)概念；②設(shè)計(jì)診斷性問題或情境，進(jìn)一步明確學(xué)生的前科學(xué)概念。問題設(shè)計(jì)可以遵循兩種思路：①直接呈現(xiàn)前科學(xué)概念，指出缺陷；②提供間接信息，讓學(xué)生在推論中展現(xiàn)錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)。由于有些前科學(xué)概念只是學(xué)生基于現(xiàn)有經(jīng)驗(yàn)背景而做出的推論，因此有時(shí)需要教師提供間接知識(shí)或情境。

3.2 設(shè)置矛盾沖突，引發(fā)對(duì)前科學(xué)概念的思考 “CCM”要求教學(xué)中要?jiǎng)?chuàng)造認(rèn)知沖突使學(xué)生對(duì)原有概念產(chǎn)生不滿。這正可以應(yīng)用課前設(shè)計(jì)的診斷性問題。例如，“龜”和“青蛙”都是可以水陸兩棲的，但為什么龜屬于爬行動(dòng)物，但青蛙卻是兩棲動(dòng)物？這個(gè)反例可讓學(xué)生直接暴露認(rèn)知缺陷。可以通過對(duì)這一前科學(xué)概念的思考進(jìn)入科學(xué)概念的學(xué)習(xí)。

3.3 科學(xué)認(rèn)知，建立科學(xué)概念 根據(jù)奧蘇伯爾的“同化”概念獲得方式，概念的教學(xué)可以采用實(shí)例——規(guī)則——實(shí)例的方法。即從實(shí)例所代表的事實(shí)中歸納出定義，再回到具體實(shí)例，這便是科學(xué)概念的建立過程。學(xué)生對(duì)動(dòng)物有著較為豐富的個(gè)體經(jīng)驗(yàn)背景，從實(shí)例出發(fā)能夠調(diào)動(dòng)他們的經(jīng)驗(yàn)，符合認(rèn)知規(guī)律。例如，教材先選擇了“青蛙”作為典型代表動(dòng)物，再給出兩棲動(dòng)物的定義?？梢圆捎玫慕虒W(xué)策略是利用代表動(dòng)物，引導(dǎo)學(xué)生從中總結(jié)出關(guān)鍵屬性，正確定義，建立科學(xué)概念。但教材中并不一定有全面的資源。例如，對(duì)于“青蛙”這一代表動(dòng)物，正確定義包括幼體和成體兩個(gè)階段。而教材卻主要從成體的外形和呼吸方式進(jìn)行闡述，這就需要教師適當(dāng)補(bǔ)充幼體的特征。

單純建立科學(xué)概念并不能轉(zhuǎn)變學(xué)生的前科學(xué)概念，還需要對(duì)能夠辯駁前科學(xué)概念的核心知識(shí)進(jìn)行強(qiáng)調(diào)，為質(zhì)疑辨析前科學(xué)概念做準(zhǔn)備。例如，可以用問題促使學(xué)生深入思考：“兩棲”究竟是指兩棲動(dòng)物終身兩棲生活，還是僅僅指生長(zhǎng)發(fā)育的一個(gè)階段。

3.4 課堂練習(xí)，應(yīng)用科學(xué)概念 一些學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)概念后，并未放棄原有的前科學(xué)概念。主要原因是他們未將學(xué)習(xí)獲得的相關(guān)背景知識(shí)、科學(xué)概念等組織起來。解決這一問題的策略是在課堂練習(xí)中應(yīng)用科學(xué)概念，進(jìn)而在知識(shí)建構(gòu)中確立科學(xué)概念。

課堂練習(xí)可有兩種層次，一是科學(xué)概念的鞏固練習(xí)。在科學(xué)概念已建立的基礎(chǔ)上，可用實(shí)例(正例、反例)作為題目，來加強(qiáng)學(xué)生對(duì)定義的理解。例如：為什么娃娃魚、蠑螈屬于為兩棲動(dòng)物？“龜”是兩棲動(dòng)物嗎？這就是運(yùn)用概念的過程。二是對(duì)前科學(xué)概念的質(zhì)疑辨析?？蓪⑵渥鳛榫毩?xí)題，讓學(xué)生依據(jù)所學(xué)科學(xué)概念進(jìn)行分析，說出對(duì)前科學(xué)概念的質(zhì)疑理由。由此完成前科學(xué)概念的轉(zhuǎn)變。