淺議高中生物迷思概念的轉(zhuǎn)化

張海江

【摘要】概念教學(xué)是生物學(xué)科教學(xué)的基礎(chǔ)。在實(shí)際學(xué)習(xí)過程中，學(xué)習(xí)者由于先備經(jīng)驗(yàn)的局限性，往往會與科學(xué)客觀事實(shí)產(chǎn)生認(rèn)知沖突，這種認(rèn)知沖突被稱為迷思概念。迷思概念在課堂上表現(xiàn)為學(xué)生的“錯(cuò)誤”。經(jīng)過課堂觀察，筆者發(fā)現(xiàn)，學(xué)生容易在概念理解上出錯(cuò)。本文以 “細(xì)胞核——系統(tǒng)的控制中心”課例中的迷思概念為觀察點(diǎn)，分析了高中生物迷思概念的轉(zhuǎn)化策略，以期促進(jìn)高中生物教學(xué)效率的提升。

【關(guān)鍵詞】 課堂觀察;迷思概念;教學(xué)策略

【基金項(xiàng)目】本文系廣東省教育科研“十三五”規(guī)劃課題“基于‘名師工作室的教師成長共同體案例研究”（課題號：2020YQJK023）的研究成果。

生物學(xué)概念是生命現(xiàn)象和生命活動規(guī)律的本質(zhì)屬性在人們頭腦中的反映，是學(xué)習(xí)生物學(xué)知識的基本思維單元，是理解生物學(xué)原理、法則、模型和理論的基礎(chǔ)。幫助學(xué)生建構(gòu)概念，并運(yùn)用概念解決實(shí)際問題，是高中生物教學(xué)的基礎(chǔ)任務(wù)[1]?！懊运几拍睢币辉~來源于英文misconception 的音譯。學(xué)者江慧將迷思概念定義為：不論在正式接受科學(xué)教育之前還是之后，只要是個(gè)體存在與科學(xué)概念不同的想法和觀點(diǎn)，都可稱為迷思概念[2]。迷思概念在課堂上經(jīng)常表現(xiàn)為學(xué)生的“錯(cuò)誤”。在觀察中，筆者發(fā)現(xiàn)，學(xué)生出現(xiàn)這種“錯(cuò)誤”可以歸因?yàn)橐韵聨讉€(gè)方面：學(xué)生已有認(rèn)知的局限性、學(xué)生未深入理解概念的本質(zhì)、教師不重視概念教學(xué)、學(xué)生努力程度不夠和沒有端正學(xué)習(xí)態(tài)度。本文以人教版高中生物必修一第三章第3節(jié) “細(xì)胞核——系統(tǒng)的控制中心”為例，通過觀察分析公開課課堂上存在的迷思概念，借助迷思概念的白描和分析單，對本節(jié)內(nèi)容的迷思概念進(jìn)行了歸因，并對比執(zhí)教者提出了不同的轉(zhuǎn)化策略和相關(guān)教學(xué)策略，以期實(shí)現(xiàn)教學(xué)相長。

在課堂觀察中運(yùn)用白描單一般分為三個(gè)步驟：第一，記錄迷思概念出現(xiàn)的時(shí)間、對應(yīng)目標(biāo)和環(huán)節(jié)，以便和同類型的目標(biāo)做比較，對學(xué)生在這一目標(biāo)下的迷思概念進(jìn)行整合分析;第二，對迷思概念進(jìn)行白描，即實(shí)錄教師和學(xué)生的整體過程;第三，對迷思概念進(jìn)行歸因分析。以下是本節(jié)課三個(gè)迷思概念的具體白描單和歸因分析，以及相關(guān)轉(zhuǎn)化策略。

一、迷思概念1

（一）迷思概念1的歸因分析

通過表1的分析可知，執(zhí)教者提出“所有真核細(xì)胞都有細(xì)胞核嗎？”這一問題的背景是，在回顧了真核生物細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)后，初衷是想強(qiáng)調(diào)并不是所有真核細(xì)胞都有細(xì)胞核的科學(xué)事實(shí)，為理解細(xì)胞核的功能奠定基礎(chǔ)。從學(xué)生的回答可以看出兩個(gè)問題。（1）學(xué)生沒有認(rèn)真看課本的描述，課本的描述是“除了高等植物成熟的篩管細(xì)胞和哺乳動物成熟的紅細(xì)胞等極少數(shù)細(xì)胞外，真核細(xì)胞都有細(xì)胞核”。而學(xué)生的回答中遺漏了哺乳動物成熟的紅細(xì)胞。（2）在細(xì)胞膜的制備中，學(xué)生其實(shí)已經(jīng)知道哺乳動物成熟的紅細(xì)胞是沒有細(xì)胞核的，但是在回答中并沒有體現(xiàn)出這一點(diǎn);執(zhí)教者的回應(yīng)也沒有給予學(xué)生相應(yīng)的提示。從以上分析可以看出，迷思概念1的出現(xiàn)是由學(xué)習(xí)者的記憶程度、理解程度導(dǎo)致的。

（二）轉(zhuǎn)化迷思概念1的相關(guān)策略

哺乳動物成熟的紅細(xì)胞是高中生物中非常重要的一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)材料，不僅在細(xì)胞膜的制備中會用到，在研究動物細(xì)胞與植物細(xì)胞吸水和失水的情況中，也作為重要的對照出現(xiàn)。通過對迷思概念1的觀察，筆者覺得應(yīng)進(jìn)行以下改進(jìn)。

（1）對于“所有真核細(xì)胞都有細(xì)胞核嗎？”這一問題，教師應(yīng)該再進(jìn)一步追問：“為什么哺乳動物成熟的紅細(xì)胞沒有細(xì)胞核？這體現(xiàn)了生物學(xué)中的什么觀點(diǎn)？”這能引導(dǎo)學(xué)生理解哺乳動物成熟的紅細(xì)胞是為了騰出空間，更好地運(yùn)輸氧氣，體現(xiàn)了生物學(xué)中結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)。

（2）在完成以上迷思概念的“喚醒”后，教師應(yīng)將學(xué)生的思維拉回到本節(jié)課內(nèi)容學(xué)習(xí)中。比如，教師可以提出以下問題：“那為什么絕大多數(shù)的細(xì)胞具有細(xì)胞核呢？如果將有核的細(xì)胞去掉核，細(xì)胞又會怎樣呢？如果將一個(gè)細(xì)胞的核去掉，移入另一個(gè)細(xì)胞的核，那又會發(fā)生什么現(xiàn)象呢？”教師可以通過這樣具有層次性的問題，借助預(yù)測—觀察—解釋策略對迷思概念進(jìn)行轉(zhuǎn)化。

高中生物的知識點(diǎn)比較多，在教學(xué)過程中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生把有關(guān)知識相互聯(lián)系起來，以綱帶目，以點(diǎn)帶面，形成知識網(wǎng)絡(luò)。在課堂觀察的過程中，筆者發(fā)現(xiàn)部分教師并沒有對該迷思概念予以足夠的重視。筆者認(rèn)為可能是執(zhí)教者認(rèn)為之前都講過，學(xué)生應(yīng)該都會，但是實(shí)際情況的反饋恰恰是學(xué)生并沒有理解到位。這給了筆者很大的啟發(fā)：在實(shí)際教學(xué)中，教師應(yīng)針對學(xué)生出現(xiàn)的情況，即時(shí)調(diào)整教學(xué)方案。

二、迷思概念2

（一）迷思概念2的歸因分析

分析表2可知，該實(shí)驗(yàn)的目的是要證明美西螈的膚色是由細(xì)胞核控制的。而學(xué)生看到將黑美西螈的核移植到去核的白美西螈的細(xì)胞質(zhì)中，長出黑色的美西螈，就理所當(dāng)然地認(rèn)為是由細(xì)胞核控制膚色的。生物是一門實(shí)驗(yàn)學(xué)科，實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)是要想得出可靠的結(jié)論，必須通過對照實(shí)驗(yàn)才能說明。而在該實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生沒有對照的觀念，理所當(dāng)然地認(rèn)為白美西螈移植了黑色的核，而且白美西螈也長出了黑色的皮膚，就認(rèn)定膚色是由細(xì)胞核確定的。出現(xiàn)該迷思概念的原因有兩個(gè)：一是學(xué)生的思維中還沒有構(gòu)建出對照的觀念;二是學(xué)生還沒有從本質(zhì)上理解該實(shí)驗(yàn)到底想要證明什么。

（二）轉(zhuǎn)化迷思概念2的相關(guān)策略

對迷思概念2的轉(zhuǎn)化可以從兩個(gè)層面進(jìn)行。

首先是關(guān)于對照實(shí)驗(yàn)的思維的轉(zhuǎn)化。本節(jié)課中，執(zhí)教者從“多利羊”進(jìn)行引入，美西螈的核移植實(shí)驗(yàn)剛好與“多利羊”的實(shí)驗(yàn)有相同之處，都是進(jìn)行核移植。那么，關(guān)于對照實(shí)驗(yàn)的思維的轉(zhuǎn)化就應(yīng)從深化理解“多利羊”開始。

從本節(jié)課的課堂觀察來看，執(zhí)教者一開始沒有預(yù)估到學(xué)生會出現(xiàn)對對照實(shí)驗(yàn)理解不到位的情況，所以在課堂引入時(shí)只用了“多利羊”實(shí)驗(yàn)中的一個(gè)正向?qū)嶒?yàn)，即將白羊甲的細(xì)胞核移植到黑羊乙的去核卵細(xì)胞中，隨機(jī)得出結(jié)論：多利羊長得像甲羊，是一種遺傳現(xiàn)象，與白羊甲的細(xì)胞核有關(guān)。但是該實(shí)驗(yàn)的分析及結(jié)論其實(shí)是不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?，從遺傳學(xué)的角度來講，遺傳分為細(xì)胞核遺傳和細(xì)胞質(zhì)遺傳，“多利羊”的性狀是白羊甲的細(xì)胞核與黑羊乙的細(xì)胞質(zhì)共同作用的結(jié)果，不過是白羊甲的細(xì)胞核起決定作用。單從一個(gè)正向?qū)嶒?yàn)得出結(jié)論是不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?，?yīng)該在引入時(shí)再加入一個(gè)反向?qū)嶒?yàn)，即將黑羊乙的細(xì)胞核移植到去核的白羊甲卵細(xì)胞中。正反實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對比，既能說明“多利羊”的性狀主要由細(xì)胞核控制，又能培養(yǎng)學(xué)生的對照思維，幫助學(xué)生理解美西螈的核移植實(shí)驗(yàn)。當(dāng)執(zhí)教者提出迷思片段白描中的問題“那么通過該實(shí)驗(yàn)，能否一定說明美西螈的膚色是由細(xì)胞核控制的？”時(shí)，學(xué)生自然會想到再做一個(gè)對照實(shí)驗(yàn)。這樣就很好地進(jìn)行了迷思概念的轉(zhuǎn)化。

迷思片段白描（畫線部分為迷思概念的出現(xiàn)）教師從學(xué)生熟悉的多利羊克隆技術(shù)入手，提出問題：黑白美西螈核移植實(shí)驗(yàn)如何操作？學(xué)生都能回答黑美西螈取核，白美西螈去核，將取得的核和去核的細(xì)胞質(zhì)進(jìn)行重組。教師繼續(xù)追問：從美西螈的核移植實(shí)驗(yàn)中能否看出美西螈的膚色是由細(xì)胞核控制還是細(xì)胞質(zhì)控制？

學(xué)生：細(xì)胞核。

教師提問一名學(xué)生，該學(xué)生回答美西螈的膚色是由細(xì)胞核控制的。教師：那么該實(shí)驗(yàn)?zāi)芊裾f明美西螈的膚色一定是由細(xì)胞核控制的？

學(xué)生：這個(gè)實(shí)驗(yàn)不能說明一定是由細(xì)胞核控制的。

教師：很好，那么你還能做什么樣的實(shí)驗(yàn)來證明美西螈的膚色是由細(xì)胞核控制的？

生：做課本上P50的實(shí)驗(yàn)二，將蠑螈的受精卵橫溢為有核和無核的兩半，觀察它們是否發(fā)育成完整的胚胎。

教師：該同學(xué)明白了僅憑著黑美西螈取核，白美西螈去核的實(shí)驗(yàn)不能證明美西螈的膚色是由細(xì)胞核控制的。

教師進(jìn)一步引導(dǎo)：我的意思是說如果只是把黑美西螈的核移植到白美西螈的細(xì)胞質(zhì)中，能否說明是黑色的核起決定作用的？

下面有學(xué)生回答，把白美西螈的核移植到黑色美西螈的質(zhì)中。

教師：對了，我們再做一個(gè)實(shí)驗(yàn)，將白色美西螈的核移植到去核的黑色美西螈的細(xì)胞質(zhì)中，排除細(xì)胞質(zhì)的作用。

教師和學(xué)生一起進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得出美西螈的膚色是由細(xì)胞核控制的。

其次是對該實(shí)驗(yàn)本質(zhì)的理解的轉(zhuǎn)化。其實(shí)，學(xué)生在之前已經(jīng)學(xué)習(xí)過核酸，知道核酸控制著生物的性狀。特別是在“觀察DNA和RNA在細(xì)胞中的分布實(shí)驗(yàn)”后就已經(jīng)知道DNA主要分布在細(xì)胞核。教師應(yīng)及時(shí)引導(dǎo)學(xué)生對已有知識進(jìn)行回憶，從而引出生物的性狀主要是由細(xì)胞核控制的，從根本上解決學(xué)生對美西螈核移植實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的疑惑。

迷思概念2對筆者的教學(xué)啟發(fā)是：（1）課前對學(xué)情進(jìn)行充分分析，從已有知識入手，做到有的放矢，提高課堂效率;（2）生物是一門實(shí)驗(yàn)學(xué)科，在以后的教學(xué)中要重視對學(xué)生實(shí)驗(yàn)核心思維的培養(yǎng)，從而更好地培養(yǎng)學(xué)生的理性思維。

三、迷思概念3

迷思片段白描（畫線部分為迷思概念的出現(xiàn)） 在探究傘藻嫁接實(shí)驗(yàn)中，教師通過制作的教具引導(dǎo)學(xué)生模擬不同情況的嫁接實(shí)驗(yàn)，非常有針對性，將抽象的環(huán)節(jié)變得具體，有助于加深學(xué)生的理解。

模擬完嫁接實(shí)驗(yàn)后，教師與學(xué)生產(chǎn)生了以下對話。

教師：科學(xué)家經(jīng)過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)傘藻具有什么樣的假根，就具有什么樣的傘帽。那么傘帽的形狀跟什么有關(guān)？

部分學(xué)生：跟假根有關(guān)。

部分學(xué)生：跟細(xì)胞核有關(guān)。

教師：我聽到有學(xué)生說跟細(xì)胞核有關(guān)，那我們是不是可以這樣說，傘帽的帽形是由細(xì)胞核控制的？

學(xué)生：可以。

教師：為什么說可以？

部分學(xué)生：這個(gè)實(shí)驗(yàn)應(yīng)該看不出來，只換柄的話看不出這個(gè)是由細(xì)胞核控制的。

教師：為什么看不出來？

學(xué)生：因?yàn)榭赡苡屑俑渌麞|西的影響。

教師：大家留意到了嗎，我們的教具上貼了一個(gè)大的細(xì)胞核，因此假根里面有細(xì)胞核，但是也有其他很多物質(zhì)，如果我們想設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明是由細(xì)胞核控制的，該怎么做？

學(xué)生：換細(xì)胞核。

教師：科學(xué)家通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)傘帽的形狀確實(shí)跟細(xì)胞核有關(guān)。

（一）迷思概念3的歸因分析

分析表3發(fā)現(xiàn)，對該實(shí)驗(yàn)的理解，學(xué)生在很大程度上是受到本節(jié)課的標(biāo)題及上一個(gè)實(shí)驗(yàn)的影響，理所當(dāng)然地認(rèn)為傘帽的形狀就是由細(xì)胞核控制的，而忽略了實(shí)驗(yàn)的嚴(yán)謹(jǐn)性及科學(xué)性。其實(shí)，本實(shí)驗(yàn)不足以得出“傘帽的形狀是由細(xì)胞核控制”的結(jié)論，而且對該知識點(diǎn)的理解是本節(jié)課的難點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)的另外一個(gè)核心思維是排除無關(guān)變量的干擾。而學(xué)生出現(xiàn)該迷思概念與不理解實(shí)驗(yàn)中應(yīng)排除無關(guān)變量的干擾有關(guān)。另外，執(zhí)教者在該實(shí)驗(yàn)思路的引導(dǎo)上也值得商榷。

（二）轉(zhuǎn)化迷思概念3的相關(guān)策略

在還沒有學(xué)習(xí)對照實(shí)驗(yàn)、自變量和因變量這些概念的情況下，要讓學(xué)生明白實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的思想，教師需要用問題鏈逐步理順實(shí)驗(yàn)的思路和揭示實(shí)驗(yàn)的目的，幫助學(xué)生形成良好的探究思想。具體如下。

引導(dǎo)1：我們再仔細(xì)觀察剛才模擬的實(shí)驗(yàn)，我們剛剛分別互換了傘柄及假根，觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)傘帽的形狀總是跟什么有關(guān)？

預(yù)計(jì)學(xué)生回答：假根。

引導(dǎo)2：那么再來觀察假根，它是由哪些部分組成的？

預(yù)計(jì)學(xué)生回答：細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)。

引導(dǎo)3：那么以上實(shí)驗(yàn)?zāi)芊裾f明傘帽的形狀是由細(xì)胞核控制的？

預(yù)計(jì)學(xué)生回答：不能，因?yàn)榧俑惺欠裼屑?xì)胞質(zhì)控制不確定。

引導(dǎo)4：那么根據(jù)美西螈的核移植實(shí)驗(yàn)，我們怎么設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證是細(xì)胞核還是細(xì)胞質(zhì)控制傘帽的形狀呢？

預(yù)計(jì)學(xué)生回答：進(jìn)行核移植。

引導(dǎo)5：在進(jìn)行核移植實(shí)驗(yàn)之前，參照傘藻的嫁接實(shí)驗(yàn)，我們應(yīng)該先對傘藻進(jìn)行何種操作？

預(yù)計(jì)學(xué)生回答：先將接受核的傘藻的傘帽切除。

引導(dǎo)6：結(jié)合以上兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，我們能得出什么結(jié)論？

預(yù)計(jì)學(xué)生回答：傘藻的傘帽形狀由細(xì)胞核控制。

通過以上層層遞進(jìn)的引導(dǎo)，學(xué)生不僅能夠系統(tǒng)理解傘藻嫁接的實(shí)驗(yàn)，還能培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)、實(shí)驗(yàn)思維，最終得出細(xì)胞核在生物遺傳中起到的作用。

概念教學(xué)的意義在于有利于落實(shí)和實(shí)踐生物學(xué)科科學(xué)素養(yǎng)的課程理念。在生物學(xué)概念教學(xué)中，教師要借助預(yù)測—觀察—解釋策略來幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)對生物概念的“迷思”的轉(zhuǎn)化。教師首先要創(chuàng)設(shè)問題情境，引導(dǎo)學(xué)生對生物概念進(jìn)行預(yù)測，暴露“迷思概念”;然后，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用回憶、對比等手段，充分發(fā)現(xiàn)“概念”與“迷思概念”的差異，進(jìn)行思維碰撞;最后，對差異進(jìn)行解釋，實(shí)現(xiàn)對“迷思概念”的轉(zhuǎn)化。

課堂觀察既是診斷教師課程實(shí)施水平的工具，也是教師用來研究學(xué)生學(xué)習(xí)的一種重要工具。在課堂觀察的過程中，教師除了是教學(xué)者，也是一個(gè)學(xué)習(xí)者。在觀察過程中，教師應(yīng)不斷反思，以學(xué)生的原有知識為基礎(chǔ)，不斷調(diào)整教學(xué)策略以促進(jìn)“教學(xué)相長”，進(jìn)而提高課堂教學(xué)效率。

【參考文獻(xiàn)】

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