從學(xué)生認(rèn)知誤區(qū)反思概念教學(xué)*

伯海英

（廈門市教育科學(xué)研究院 福建廈門 361004）

初中生物學(xué)教學(xué)關(guān)注重要概念的學(xué)習(xí)，要求教師幫助學(xué)生從典型事實(shí)中抽象出概念，并將概念運(yùn)用于解釋或解決生物學(xué)問題。但在實(shí)際測(cè)試中，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)學(xué)生用淺層的方式理解知識(shí)，用孤立的視角看待知識(shí)點(diǎn)，經(jīng)常糾結(jié)于“非此即彼”，缺乏生物學(xué)概念的整體性、系統(tǒng)性等深度理解，無法在新情境中遷移應(yīng)用概念。促進(jìn)初中學(xué)生深入理解概念，是當(dāng)前初中生物學(xué)概念教學(xué)亟待加強(qiáng)之處。

有些教師簡(jiǎn)單地將學(xué)生學(xué)習(xí)過程中遇到的困難，歸因于學(xué)生“記不準(zhǔn)”知識(shí)或解題技能有問題。通過課堂觀察和認(rèn)知訪談，發(fā)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)困難有很多源于課堂，從學(xué)生認(rèn)知誤區(qū)反思其課堂成因，對(duì)于改善課堂概念教學(xué)十分重要。

1 學(xué)生對(duì)概念的認(rèn)知誤區(qū)舉例

針對(duì)測(cè)試中的錯(cuò)誤答案，對(duì)學(xué)生進(jìn)行了訪談。在確認(rèn)學(xué)生理解題意的前提下，詢問其解題所聯(lián)系的生物學(xué)概念、原理以及解決問題的思路，分析其解決問題的策略，確認(rèn)其解答問題的信心。學(xué)生訪談陳述所反映的錯(cuò)誤概念或模糊的認(rèn)知（表1），阻礙學(xué)生對(duì)新情境的正確判斷。學(xué)生的這些錯(cuò)誤或模糊的認(rèn)知，很大程度上與教學(xué)有關(guān)。

表1 學(xué)生生物學(xué)概念認(rèn)知誤區(qū)及其頓悟點(diǎn)舉例

以上述5 號(hào)常見錯(cuò)誤為例。根據(jù)訪談?dòng)涗?，學(xué)生對(duì)“植物的光合作用需要在光下進(jìn)行，呼吸作用則是活細(xì)胞24 h 都可以進(jìn)行”這個(gè)概念的認(rèn)知是明確的，也經(jīng)常通過列表辨析光合作用和呼吸作用。但由于教師往往強(qiáng)調(diào)識(shí)記原料、產(chǎn)物、條件等，較少要求學(xué)生在實(shí)際情境中應(yīng)用這些原理解決問題，當(dāng)學(xué)生面臨蔬菜大棚中二氧化碳含量變化分析時(shí)，無法綜合考慮光合作用和呼吸作用。訪談中，當(dāng)教師追問“白天蔬菜只進(jìn)行光合作用嗎？”學(xué)生往往能夠頓悟，突破這個(gè)障礙點(diǎn)，后續(xù)問題的解決較為順暢。

2 從認(rèn)知訪談反觀概念教學(xué)存在的問題

《義務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）》所倡導(dǎo)的概念教學(xué)，基礎(chǔ)是“有代表性的事實(shí)”，過程需要“抽象和概括”等思維過程，結(jié)果應(yīng)“構(gòu)建合理的知識(shí)框架”，目標(biāo)是支持學(xué)生“在新情境下解決問題”。4 個(gè)方面因果關(guān)聯(lián)，沒有因就不會(huì)有果。通過課堂觀察和訪談可知，導(dǎo)致學(xué)生出現(xiàn)概念模糊或缺失的教學(xué)原因，主要有以下幾個(gè)方面。

2.1 教師的概念缺失 教師準(zhǔn)確、深刻、系統(tǒng)地把握學(xué)科概念及其內(nèi)在結(jié)構(gòu)是概念教學(xué)的保障。初中生物學(xué)教師在初、高中教學(xué)銜接點(diǎn)上容易出現(xiàn)科學(xué)性問題。例如將孟德爾對(duì)豌豆雜交實(shí)驗(yàn)的假說演繹過程表述為實(shí)驗(yàn)證據(jù)，將環(huán)境引起的變異均歸于不可遺傳變異，將病原體等同于抗原，將遺傳變異和自然選擇因果倒置，忽略生態(tài)系統(tǒng)的整體性、復(fù)雜性等，必將導(dǎo)致學(xué)生對(duì)概念的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)。

2.2 教學(xué)去情境化 認(rèn)知科學(xué)研究表明，情境在學(xué)習(xí)和思維中有重要作用［1］，雖然去情境化的認(rèn)知過程有時(shí)更直接省時(shí)，但不適合初中學(xué)生，而且可能是導(dǎo)致學(xué)生機(jī)械、淺層學(xué)習(xí)的重要原因之一。例如，因?yàn)槿狈Ρ匾那榫持危M管教師多次強(qiáng)調(diào)學(xué)生“脊椎動(dòng)物”不能記成“脊柱動(dòng)物”，也不能表述為“有脊椎動(dòng)物”，測(cè)試中學(xué)生仍圍繞脊柱、脊椎、脊椎動(dòng)物、無脊椎動(dòng)物高頻率出錯(cuò)。

2.3 教學(xué)中的越俎代庖 概念構(gòu)建過程必須經(jīng)歷高階思維。教師經(jīng)過精心備課，對(duì)教學(xué)流程了如指掌，如果囿于預(yù)設(shè)，急于推進(jìn)，越俎代庖，從事實(shí)直接跨越到概念，壓縮學(xué)生必要的比較、概括、抽象等思維推演過程，學(xué)生只能用機(jī)械的方式記憶或重復(fù)術(shù)語，這種淺層學(xué)習(xí)的結(jié)果無法遷移，且易使學(xué)生產(chǎn)生思維惰性，習(xí)慣性地等待教師給出結(jié)論。這個(gè)問題上有個(gè)典型的例子是“血液循環(huán)途徑”，這是“?？汲ｅe(cuò)”的知識(shí)點(diǎn)。教師結(jié)合模型、圖片、概念圖等方式反復(fù)強(qiáng)化，但學(xué)生仍然難以掌握，其關(guān)鍵就在于學(xué)生缺乏自己發(fā)現(xiàn)、構(gòu)建的過程。如果日常學(xué)習(xí)無需深入思考，面臨新情境時(shí)，學(xué)生如何找到思考的切入點(diǎn)和方法解決問題？

3 促進(jìn)初中學(xué)生深入理解概念

3.1 教師應(yīng)保持深度學(xué)習(xí)的習(xí)慣 生物學(xué)研究對(duì)象是活的、有生命的復(fù)雜系統(tǒng)，這決定了生物學(xué)研究方法、思維方法是靈活的，生物學(xué)的概念和規(guī)律是有概率性的，不宜作絕對(duì)的理解［2］。人們總是只能看到自己所能理解的世界，教師對(duì)學(xué)科的理解、對(duì)課程的理解，直接決定其教學(xué)格局和層次，識(shí)記、簡(jiǎn)單模仿等低階目標(biāo)定位勢(shì)必降低學(xué)習(xí)的深刻性。教師應(yīng)不斷完善自己對(duì)復(fù)雜的生命系統(tǒng)、多樣的生命世界的認(rèn)識(shí)，把握生物學(xué)概念的實(shí)質(zhì)，才能真正將生物學(xué)課程教“活”，真正發(fā)揮課程的育人價(jià)值。

因此，教師首先必須適時(shí)管理、不斷完善更新自己的學(xué)科知識(shí)結(jié)構(gòu)，保持自己對(duì)學(xué)科的專業(yè)認(rèn)知，自上而下理清重要概念、次位概念、典型事實(shí)之間的邏輯關(guān)系，形成以重要概念為核心的概念脈絡(luò)。其次，教師必須保持勤于思考、時(shí)常調(diào)用高階思維的習(xí)慣，經(jīng)常從不同角度分析問題，保持思維的靈活性，避免片面性。再次，教師還需深刻理解課程標(biāo)準(zhǔn)、教材要求，深刻理解學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)、水平和需求，找準(zhǔn)教學(xué)的切入點(diǎn)，從典型事實(shí)開始，把概念教學(xué)的落腳點(diǎn)放在學(xué)生建立和完善概念框架、發(fā)展思維、認(rèn)識(shí)生物學(xué)觀點(diǎn)和本質(zhì)上。

3.2 改善教學(xué)情境的深刻性 思維的深刻性是思維品質(zhì)中最本質(zhì)的特征，是透過紛繁復(fù)雜現(xiàn)象抓住本質(zhì)規(guī)律的思維品質(zhì)。學(xué)生能否從眾多生物學(xué)現(xiàn)象中抽象出概念、規(guī)律，反映其思維的深刻性。情境認(rèn)知理論認(rèn)為，知識(shí)應(yīng)融入真實(shí)情境，向真實(shí)情境遷移，學(xué)生才有機(jī)會(huì)體驗(yàn)知識(shí)在真實(shí)生活中的應(yīng)用，感悟知識(shí)的價(jià)值［3］。尤其對(duì)于初中學(xué)生來說，有助于其深度理解概念的情境，應(yīng)該源于學(xué)生熟悉的社會(huì)、生活和自然。

一些初中教師對(duì)教學(xué)情境的理解停留于“導(dǎo)入教學(xué)”，或通過溫故銜接新知，或利用故事、游戲、實(shí)驗(yàn)等吸引學(xué)生注意力，激發(fā)興趣。作為整個(gè)教學(xué)活動(dòng)的熱身活動(dòng)，目的是讓學(xué)生盡快進(jìn)入課堂學(xué)習(xí)狀態(tài)。但對(duì)教學(xué)情境在后續(xù)學(xué)習(xí)中的作用關(guān)注不多。聚焦學(xué)生核心素養(yǎng)的教學(xué)情境應(yīng)該具備一定的深刻性，除上述要求外，還應(yīng)包含需要學(xué)生解決的問題，包含能激發(fā)學(xué)生解決問題欲望的認(rèn)知沖突，并能分解出學(xué)生應(yīng)該完成的學(xué)習(xí)任務(wù)等。

以人教版7年級(jí)“食物鏈和食物網(wǎng)”教學(xué)為例。教師以草原生態(tài)系統(tǒng)為背景，要求學(xué)生用箭頭連接草、兔、鷹之間吃與被吃的關(guān)系。如果教學(xué)停留在該食物鏈的起點(diǎn)、終點(diǎn)、箭頭方向等分析，學(xué)生就無法深入理解生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)能量的流動(dòng)；如果教學(xué)僅停留在以“草→兔→鷹”這條食物鏈分析生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力，學(xué)生就無法深入理解真實(shí)生態(tài)系統(tǒng)中復(fù)雜的生物關(guān)系及其動(dòng)態(tài)平衡。

改進(jìn)設(shè)計(jì)如下：教師在分析“草→兔→鷹”食物鏈特點(diǎn)之后，增加動(dòng)物種類，例如食草昆蟲、食蟲鳥、蛇等，讓學(xué)生繼續(xù)連接可能存在的食物鏈。一方面反饋學(xué)生對(duì)食物鏈的理解，另一方面學(xué)生發(fā)現(xiàn)食物鏈相互交錯(cuò)形成“網(wǎng)”，結(jié)合生產(chǎn)者、消費(fèi)者的內(nèi)涵理解“生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)和能量沿著食物鏈和食物網(wǎng)流動(dòng)”。在此基礎(chǔ)上，教師進(jìn)一步拓展情境，將食物鏈置于有害物質(zhì)的環(huán)境，要求學(xué)生分析新情境中人與自然的關(guān)系。為進(jìn)一步幫助學(xué)生理解“生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)能力是有限的”，教師在分析草、兔、鷹變化關(guān)系之后，繼續(xù)列舉2 個(gè)生物種類、數(shù)量比例不同的草原生態(tài)系統(tǒng)實(shí)例，學(xué)生通過綜合分析，解決“生態(tài)系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力主要取決于什么因素？”理解真實(shí)生態(tài)系統(tǒng)生物關(guān)系的復(fù)雜性，同時(shí)深入理解生物之間、生物與環(huán)境是不可分割的整體，牽一發(fā)而動(dòng)全身。人類對(duì)生態(tài)資源和環(huán)境的影響一旦超出生態(tài)系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力，生態(tài)系統(tǒng)就會(huì)被破壞。最后，教師將學(xué)生引到制作生態(tài)瓶的討論，調(diào)動(dòng)學(xué)生利用所學(xué)概念解決新問題。

可見，有利于優(yōu)化學(xué)生思維深刻性的情境，應(yīng)該有值得挖掘的思維深度。它可以在構(gòu)建概念的環(huán)節(jié)呈現(xiàn)，讓學(xué)生面臨問題時(shí)，通過多角度思考、實(shí)踐解決問題，通過比較、歸納、分析、抽象等思維過程達(dá)成概念構(gòu)建；也可以在反饋鞏固的環(huán)節(jié)呈現(xiàn)，學(xué)生在處理實(shí)際問題的過程中，遷移所學(xué)概念解釋生物學(xué)現(xiàn)象、解決生活問題，促進(jìn)其概念理解。

3.3 優(yōu)化問題引領(lǐng)思維走向深入 為了引領(lǐng)學(xué)生構(gòu)建概念、認(rèn)識(shí)解決問題的策略和學(xué)科思想方法，需要教師圍繞情境精心設(shè)計(jì)關(guān)鍵問題或問題串，尤其要關(guān)注問題由現(xiàn)象到本質(zhì)，層層遞進(jìn)的邏輯編排。

以“特異性免疫”的教學(xué)為例。針對(duì)“患過水痘的人不會(huì)再患該病”的情境，教師設(shè)計(jì)下列問題：①為什么患過水痘的人不會(huì)再患該??？②什么是抗體？抗體是怎么產(chǎn)生的？③抗體與皮膚、黏膜和殺菌物質(zhì)等免疫功能是否相同？為什么？④用圖表示特異性免疫的“特異性”。⑤特異性免疫中，病原體是如何被清除的？⑥為什么不能接種流感疫苗預(yù)防乙肝？

教師以問題為導(dǎo)向，組成由表及里的邏輯思維主線，引領(lǐng)學(xué)生分析現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)規(guī)律，歸納概念內(nèi)涵；再通過新的問題激起認(rèn)知沖突，啟發(fā)學(xué)生關(guān)注概念的特征和外延，通過主動(dòng)探究實(shí)現(xiàn)對(duì)新概念較為全面、深層的理解。思維的深刻性就是在一次次分類比較、歸納概括、分析、綜合等智力活動(dòng)中逐漸培養(yǎng)的，沒有捷徑可言。

教師還應(yīng)意識(shí)到，只給學(xué)生情境與問題的輸入，不要求學(xué)生表達(dá)和輸出，無法有效激發(fā)學(xué)生思維；能條理清晰地表達(dá)，說明對(duì)問題的理解更進(jìn)了一步。因此，概念教學(xué)中應(yīng)特別重視學(xué)生的論證和表達(dá)，指導(dǎo)學(xué)生有條理、有邏輯地表達(dá)觀點(diǎn)、陳述證據(jù)，這是培養(yǎng)學(xué)生思維流暢性、深刻性等所必需的。

在設(shè)計(jì)問題時(shí)，教師還應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：①關(guān)注學(xué)生的前概念，通過平時(shí)積累、課前調(diào)查、診斷性提問等方式，明確哪些前概念將成為新概念學(xué)習(xí)的障礙；②確定核心問題串，貫穿教學(xué)形成邏輯主線；③兼顧不同認(rèn)知水平的學(xué)生，為不同水平學(xué)生設(shè)計(jì)針對(duì)性問題，基礎(chǔ)問題用于明了中、下水平的學(xué)生是否跟上教師的教，拓展問題用于滿足學(xué)優(yōu)生解決共性問題以后的深度思考需求；④根據(jù)學(xué)習(xí)目標(biāo)要求準(zhǔn)備備用問題，一般應(yīng)為生活情境的綜合性問題，根據(jù)教學(xué)進(jìn)度靈活應(yīng)用。

概念教學(xué)實(shí)踐還發(fā)現(xiàn)，有些概念教師認(rèn)為容易理解，學(xué)生卻一再出錯(cuò)。例如，選擇題“黃豆種子的營養(yǎng)主要貯存在（）：A.胚乳；B.胚芽；C.胚根；D.子葉”。實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)正確率53%，而有38.4%學(xué)生選擇“A”。對(duì)學(xué)生的訪談發(fā)現(xiàn)，選A 的學(xué)生大多并非理解力或種子結(jié)構(gòu)的知識(shí)缺漏問題，而是缺乏必要的生活經(jīng)驗(yàn)，不知道黃豆是雙子葉植物。因此，重視對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)困難的訪談，揭示并突破學(xué)生思維障礙點(diǎn)，對(duì)學(xué)生思維深刻性發(fā)展也是十分重要的。

總之，初中生物學(xué)教學(xué)應(yīng)杜絕包辦代替、咬文嚼字式教學(xué)，應(yīng)著力于促進(jìn)學(xué)生深入理解概念并遷移于解決新問題，作出合理判斷和決策。在此過程中發(fā)展科學(xué)思維，提升科學(xué)探究能力，這是初中生物學(xué)概念教學(xué)應(yīng)有的教育價(jià)值，有利于學(xué)生的初、高中銜接學(xué)習(xí)，可持續(xù)發(fā)展需求。