筑基“前概念”，構(gòu)架初中生物實驗橋梁

俞慶育 孫錫英

摘要以學(xué)生前概念為基礎(chǔ)，架構(gòu)實驗橋梁，根據(jù)學(xué)生所具前概念的特點，有針對性地采取適當?shù)慕虒W(xué)策略和手段來設(shè)置教學(xué)情境、設(shè)計教學(xué)思路、構(gòu)建教學(xué)流程，有效推動初中生物實驗教學(xué)。

關(guān)鍵詞前概念 初中生物 生物學(xué)實驗

前概念又叫前科學(xué)概念，也稱為“迷思概念”或“另有概念”。蘇聯(lián)心理學(xué)家維果茨基稱其為“自發(fā)概念”，是指學(xué)生在學(xué)習(xí)科學(xué)之前由長期的日常經(jīng)驗形成的對事物、現(xiàn)象的看法和觀念。

前概念和科學(xué)概念同是來源于人們的實踐活動，它們都是認識主體的產(chǎn)物。但是學(xué)生的生物學(xué)前概念往往是源于生活中對一般事物的直覺認識和對已學(xué)知識的拓展及聯(lián)系。由于學(xué)生自身認知水平的限制和對之前所學(xué)內(nèi)容理解程度不足，其所形成的前概念往往是不完整的、模糊的、甚至是錯誤的。這樣的前概念對學(xué)生形成和理解科學(xué)概念造成了極大的困難。

初中學(xué)生思維能力發(fā)展快速，抽象邏輯能力提升明顯，且學(xué)生大部分邏輯思維是依賴感性認識而形成的。因此在初中生物實驗教學(xué)中，可以以學(xué)生前概念為基礎(chǔ)來設(shè)計實驗，通過實驗探究和驗證，將抽象內(nèi)容直觀化，完整片面概念、厘清模糊概念、糾正錯誤概念，從而變前概念為科學(xué)概念。

1利用“錯誤前概念”創(chuàng)設(shè)矛盾，激發(fā)實驗欲望

錯誤的前概念是常見的一種前概念類型，主要是學(xué)生受認知水平的局限、生活經(jīng)驗的誤導(dǎo)和憑直覺感性對日?，F(xiàn)象從表面進行臆斷，不經(jīng)過邏輯推理和科學(xué)分析得出的結(jié)果。比如鳥都能飛（能飛的都是鳥），植物只進行光合作用釋放氧氣、不需要消耗氧氣等。

學(xué)生的錯誤前概念和科學(xué)概念相互沖突。利用錯誤前概念創(chuàng)設(shè)矛盾是激發(fā)學(xué)生的探究欲望、推進實驗的有效手段。新概念的形成中以認知沖突和解決沖突為基礎(chǔ)的教學(xué)策略，有學(xué)者稱為修正認知結(jié)構(gòu)的概念轉(zhuǎn)變技術(shù)。如納斯伯姆和諾威克提出的教學(xué)策略——矛盾事件：讓學(xué)生嘗試解釋一事件，引起概念沖突，發(fā)現(xiàn)矛盾事件。

例如蘇科版教材八年級“植物的生長發(fā)育”中“觀察種子的結(jié)構(gòu)”實驗，就可以利用學(xué)生所具備的“種子萌發(fā)長出的是芽”的前概念制造矛盾事件。教師通過播放蠶豆種子萌發(fā)前期的視頻，展示種子萌發(fā)首先長出根的實情，讓學(xué)生對發(fā)“芽”還是長“根”形成矛盾沖突，從而產(chǎn)生想探究種子結(jié)構(gòu)的沖動，激發(fā)學(xué)生實驗欲望，使實驗開展更順暢，使學(xué)生對胚根、胚芽的辨識也更清晰。七年級下學(xué)期探究鳥類適于飛行的特征時，教師也可通過學(xué)生“能飛的都是鳥”和“蝙蝠能飛，但不是鳥”等前概念制造矛盾沖突，進而引發(fā)學(xué)生思考，激發(fā)探究欲望。

2利用“模糊前概念”對比架橋，創(chuàng)設(shè)實驗思路

在日常生活中，學(xué)生還會通過自身體驗、與他人交流、不完整的觀察學(xué)習(xí)，接觸到有關(guān)生物學(xué)的現(xiàn)象和知識，在有意或無意中形成了一些模糊的生物學(xué)前概念。這種前概念是建立在粗糙觀察和局部概括基礎(chǔ)上所進行的抽象，并不能真實反映事物的特征和本質(zhì)。

針對學(xué)生所具有的這種模糊前概念，教師可以通過利用學(xué)生理解的知識和實驗來進行對比分析，架設(shè)實驗思路和方法步驟，幫助學(xué)生通過實驗探究或驗證，建立正確的科學(xué)概念。

例如在“利用菠菜植株探究植物呼吸作用的氣體變化實驗”后，學(xué)生認識到：綠色植物在光照條件下進行光合作用，吸收二氧化碳、釋放氧氣；黑暗條件不進行光合作用時，呼吸作用吸收氧氣、釋放二氧化碳。但對于光照條件下植物也進行呼吸作用消耗氧氣、釋放二氧化碳，學(xué)生缺乏科學(xué)性的理解，植物“有光無光都能進行呼吸作用”對學(xué)生而言就是模糊前概念。此時，教師就可以引導(dǎo)學(xué)生通過分析、比較探究光合作用和呼吸作用氣體變化的實驗思路，嘗試植物體（或細胞）在光照條件且不受光合作用影響下對氣體的變化進行探究。（學(xué)生通過思考討論提出利用基本不進行光合作用的根、萌發(fā)的種子等器官代替植物體實施實驗，這樣就可以在光照條件下直接探究植物體的呼吸作用）通過精心設(shè)計實驗、實施實驗，學(xué)生就能真正認識到植物體光照條件下也在進行呼吸作用，只是呼吸作用弱于光合作用，所以植物體總體體現(xiàn)從環(huán)境中吸收二氧化碳、釋放氧氣的現(xiàn)象。

3利用“正確前概念”鋪墊探究，構(gòu)建實驗框架

建構(gòu)主義學(xué)習(xí)論認為，學(xué)習(xí)是個體主動建構(gòu)知識的過程，新概念的形成是基于前概念的主動建構(gòu)，是在前概念的基礎(chǔ)上形成、拓展、驗證和修改的持續(xù)過程。

正確的前概念對于教學(xué)活動具有積極的促進作用，會使學(xué)生的學(xué)習(xí)活動更順暢、知識理解更容易。在生物學(xué)實驗教學(xué)中，學(xué)生的正確前概念主要包括實驗設(shè)計的基本原則和思路，以及一些關(guān)聯(lián)性知識。實驗探究時，教師應(yīng)充分發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)主體性，誘導(dǎo)學(xué)生利用具備的實驗技能和相關(guān)知識儲備，構(gòu)建實驗框架，積極有效地展開實驗探究。

例如，蘇科版八下“驗證光合作用吸收二氧化碳”的實驗，實驗設(shè)計前就應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用之前掌握的實驗設(shè)計原則、植物呼吸作用對氣體變化的探究實驗設(shè)計思路等前概念，一步步誘導(dǎo)學(xué)生進行實驗計劃制定。學(xué)生在遵循單一變量原則和對照原則的基礎(chǔ)上，結(jié)合探究植物呼吸對氣體變化的實驗裝置，就會想到利用透明的廣口瓶、塑料袋等密閉材料作為實驗器具，設(shè)置有無綠色植物和有無光照的實驗對照，這樣實驗的基本框架就基本搭建完成。教師適當引導(dǎo)點撥，為了使植物光合作用吸收二氧化碳效果更明顯可見，可先向裝置中充入等量二氧化碳，最后通過檢測對比裝置中二氧化碳剩余情況教師提供具體檢測方法（BTB溶液檢測），學(xué)生通過自我修正和完善，制定完整的實驗計劃，切實有效地開展實驗探究。利用正確前概念進行教學(xué)鋪墊能積極有效地發(fā)展學(xué)生的實驗設(shè)計、探究能力和綜合素養(yǎng)。

綜上所述，學(xué)生的前概念種類多樣、各有特點。教師要充分認識到前概念的重要性，關(guān)注學(xué)生所具有的前概念的特點，有針對性地采取適當?shù)慕虒W(xué)策略和手段來設(shè)置教學(xué)情境、設(shè)計教學(xué)思路、構(gòu)建教學(xué)流程，有效推動初中生物實驗教學(xué)。使前概念成為“墊腳石”，架構(gòu)實驗橋梁，幫助學(xué)生構(gòu)建科學(xué)概念。通過實驗，糾正、補充、完善學(xué)生的認知，促進學(xué)生科學(xué)概念的構(gòu)建，促進教學(xué)效率的提升。