促進概念轉(zhuǎn)變的提問策略
——以“蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔者”為例

向 炯 楊 帆 崔 鴻

（1.華中師范大學生命科學學院 湖北武漢 430079）

（2.東莞松山湖未來學校 廣東東莞 523000）

（3.常德市第六中學 湖南常德 415000）

《普通高中生物學課程標準（2017年版2020年修訂）》指出在課堂教學活動中要幫助學生消除錯誤概念，建立科學概念。將原有概念特別是錯誤概念轉(zhuǎn)變?yōu)榭茖W概念的教學活動過程稱為概念轉(zhuǎn)變教學，是新經(jīng)驗對已有經(jīng)驗的改造與重構(gòu)。馮春艷等將概念轉(zhuǎn)變教學分為側(cè)重于揭示學生迷思概念的認知沖突模式，情境與任務有機結(jié)合促進學生主動構(gòu)建概念的拓展情景任務模式，以及給予學生充分表達與論證觀點、想法的表達論證觀點模式3種。利用這些教學模式進行教學活動的關鍵是利用精心設計的問題促進學生構(gòu)建自己的科學概念，以實現(xiàn)概念轉(zhuǎn)變。在教學活動中的問答是師生進行課堂交互的主要方式，教師通過課堂提問能夠了解學生已有概念，幫助學生建構(gòu)新概念并理解概念的內(nèi)涵和外延，提升學生在具體情境中運用相關概念解決問題的能力。下文以“蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔者”為例，探討高中生物學課堂教學活動中促進概念轉(zhuǎn)變的四種提問策略。

1 探查——獲取學生的前概念

前概念是指個體在科學學習之前通過一定的途徑，如觀察、經(jīng)驗積累等方式形成的認識和理解。前概念中既有正確的概念，也有錯誤的概念，教師利用學生熟悉的或者已學的情境來設置相關問題，可以探查學生所具有前概念，特別是錯誤概念。例如，在“蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔者”這節(jié)的教學活動中，教師可以提出這些問題：①你知道有哪些蛋白質(zhì)含量豐富的食物？②如何設計實驗證明這些食品中富含蛋白質(zhì)？③組成生物體常見的蛋白質(zhì)有哪些，功能是什么？④在手術中使用聚合物纖維制成的普通手術線縫合后需要術后拆線，但是使用膠原蛋白制作的手術縫合線由于可被人體組織吸收從而不需要拆線。為什么？

這些問題既有來自學生所熟悉的生活常識，也有來自于已學的知識。教師通過這些問題可以探查學生已有的前概念，為其后促進概念轉(zhuǎn)變，并建立起科學概念打下基礎。

2 質(zhì)疑——與前概念發(fā)生認知沖突

波斯納認為概念轉(zhuǎn)變發(fā)生的首要條件是對現(xiàn)有概念的不滿，當學生的現(xiàn)有概念與新的問題情境相互矛盾時產(chǎn)生了一種心理不平衡狀態(tài)，從而產(chǎn)生認知沖突。這種狀態(tài)是學生接受新概念的基礎。在課堂教學活動中，教師通過設置相關問題使學生產(chǎn)生認知沖突，從而實現(xiàn)概念轉(zhuǎn)變。例如，教師可提問：①抗體和頭發(fā)的主要成分均為蛋白質(zhì)，但功能卻相差極大，從氨基酸角度分析原因是什么？②煮熟的食物與未煮熟的食物相比，哪種更易被人體消化，為什么？③組成人體蛋白質(zhì)的氨基酸分子需要全部來自于食物嗎，為什么？④高溫加熱處理后的牛奶與雙縮脲試劑是否發(fā)生反應產(chǎn)生紫色，為什么？

教師在了解學生前概念的基礎上，通過設置的問題讓學生產(chǎn)生認知重組，幫助學生重新審視已有概念。學生通過解決認知沖突，建構(gòu)更合理的解釋。

3 構(gòu)建——幫助學生構(gòu)建新科學概念

皮亞杰認為順應是學生原有認知結(jié)構(gòu)得以改變的主要機制，是指新知識的納入而使原有的認知結(jié)構(gòu)發(fā)生一定的調(diào)整或改組的現(xiàn)象。當新概念與原有認知結(jié)構(gòu)產(chǎn)生認知沖突，學生必然會調(diào)整原有認知結(jié)構(gòu)，從而發(fā)生順應，實現(xiàn)新科學概念的構(gòu)建。例如，教師向?qū)W生展示提前準備的4種氨基酸結(jié)構(gòu)式及其球棍模型實物（圖1），并提問：①這些氨基酸的結(jié)構(gòu)具有什么共同特點，是否可以用一個分子結(jié)構(gòu)通式表示？②將給定的氨基酸模型按照縮合的方式任意組合成三肽，縮合過程中脫除水分子數(shù)以及形成的肽鍵數(shù)是多少？③縮合完成后所能形成的三肽有幾種類型？④成百上千個氨基酸形成的蛋白質(zhì)種類多種多樣的原因是什么？

圖1 四種氨基酸的結(jié)構(gòu)式及其球棍結(jié)構(gòu)模型

教師創(chuàng)設的情境，設置問題，引導學生在已有知識和經(jīng)驗之間建立聯(lián)系，從而構(gòu)建蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性的新科學概念。

4 遷移—新概念遷移到新情境

遷移是學習者在新的問題情境中動態(tài)地創(chuàng)造聯(lián)想的過程。大衛(wèi)·帕金斯和葛瑞爾·所羅門根據(jù)學習任務的相似程度，將遷移分為新任務和原任務相似的低通路遷移與新任務與原任務不同的高通路遷移。在教學中，教師設置相關問題促進學生進行高通路遷移，使學生在解決問題的過程中實現(xiàn)深度學習。例如，教師提供資料：1910年，人們發(fā)現(xiàn)一個嚴重貧血的患者其紅細胞是鐮刀狀的，該病被稱為鐮狀細胞貧血。1948年，鮑林等人應用電泳技術發(fā)現(xiàn)鐮狀細胞貧血是由細胞中含有異常的血紅蛋白引起的。異常血紅蛋白與正常血紅蛋白在一級結(jié)構(gòu)上只有一個氨基酸不同，即其中的一個谷氨酸變?yōu)榱死i氨酸。1961年布勞恩發(fā)現(xiàn)血紅蛋白共含574個氨基酸，由2條α和2條β鏈組成，分子量為64 450。并提出問題：①功能正常的血紅蛋白具有什么功能？②組成正常功能血紅蛋白的氨基酸平均分子量是多少？（保留一個小數(shù)）③血紅蛋白功能異常的原因是什么？④鐮狀細胞貧血患者的血紅蛋白攜氧能力降低，說明蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與其功能之間有怎樣的聯(lián)系？

通過提問，教師能夠讓學生在解釋新穎的和具體的情境時使用并鞏固新科學概念，從而內(nèi)化到已有的認知結(jié)構(gòu)中并實現(xiàn)概念轉(zhuǎn)變。