高中生物迷思概念成因及教學對策

黃　瑋

摘要分析了“迷思概念”來源，介紹了生物概念教學理論和教學模式，矛結合教學實踐總結出了“迷思概念”轉變的幾種教學方法。

關鍵詞迷思概念科學概念教學對策生物學教學

中圖分類號G633.91文獻標識碼B

1迷思概念的定義

建構主義理論認為，學生總是以已有的知識經驗為基礎來構建對新知識的理解，不同的學生對同一概念可能會有不同的理解，在學習中學生可能記住了科學概念的定義，但沒有真正理解科學概念的實質，存在著一些模糊甚至是錯誤的認識。

把學生頭腦中存在的與科學概念不一致的認識叫做“迷思概念”。分析學生易形成迷思概念的主要原因大致有以下幾種類型。

2迷思概念的成因

2.1生活媒體因素

生物學與生活的密切聯系決定了生物“迷思概念”的一個重要來源是生活經驗。日常生活概念對現象的解釋要求以滿意為主，它允許概念的模糊、不準確或不一致。而科學概念追求的是對現象的完美解釋和預測，為達到這一目標，就要求科學概念必須是最小的不確定性，最大的精確性、一致性和最高的概括性。對日常生活概念和科學概念掌握要求的不同，導致了學生在掌握科學概念時遇到很大的認知和元認知困難，這些困難就是學生產生迷思概念的重要原因。例如：很多學生認為糖都是甜的，淀粉不是甜的，所以淀粉不是糖；也有學生認為糖就是碳水化合物，但實際上鼠李糖(C₆H₁₂O₅)、脫氧核糖(C₅H₁₀O₄)等都不是碳水化合物。

學生周圍的人已擁有的概念，包括社會上一些流行的說法，也會影響他們科學概念的形成。例如，受“湯文化”的影響，廣東地區流行“以形補形”的說法，其核心思想就是用動物的五臟六腑來治療人體相應器官的疾病，所以學生認為腎炎患者應該多吃豬腰子。實際上動物。腎臟膽固醇含量高，過量進食，將可能加重腎臟的負擔，使腎功能進一步惡化。而且動物內臟含有大量膽固醇，如果過量攝入，會在血管壁上形成沉淀，造成血管阻塞、危及生命。

在與他人的交往中，學生會接觸到大量的科學知識和經驗，大眾媒體也會給學生廣泛的信息資料。盡管從科學的觀點來看，這些知識并不總是正確的，但這些來源可能比學校科學教育有更大的影響力。例如學生讀了金庸的武俠小說，看了《水滸》、《三國演義》等電視劇之后，很容易得出結論：喝酒可以驅寒。這個觀點也很容易得到生活實際經驗的驗證：人們喝酒后由于交感神經興奮，加速肌體的代謝，釋放出能量，有熱乎乎的感覺。這給學生后來學習“人體體溫調節機制”帶來很大的干擾。但實際上，喝酒驅寒帶來的是短暫的舒服，隨著血管擴張，熱量會大量散失，不利于維持體溫的平衡。

2.2學習環境因素

研究表明，教師擁有大量的自然學科領域中的“迷思概念”，當教師的“迷思概念”和學生的知識經驗相互作用時，學生理解科學概念會變得更加困難。在教學中，有時由于教師的教學語言不夠嚴謹或教材提供的實例的不夠全面，常常導致新的“迷思概念”或強化學生原有的“迷思概念”。

例如，在學習“物質跨膜運輸的實例”一節時，教材描述“植物細胞的原生質層相當于一層半透膜”，“細胞膜和其他生物膜都是選擇透過性膜”，倘若教師此時沒有強調半透膜和選擇透過性膜的區別，就會有學生混淆半透膜和選擇透過性膜。

2.3個人認知因素

學習者本身知識不足，產生錯誤推理與字義的聯想、混淆與沖突。學生對生物概念、生物現象的片面或錯誤理解所產生的迷思概念會成為生物學習的障礙。這些迷思概念如果得不到及時糾正，將影響學生對生物學新知識的同化和順應，甚至歪曲新知識的意義，使學生形成錯誤的思維，阻礙其學習生物學，進而使學生覺得生物難學。例如：單倍體是染色體變異中的一個重要概念，不少學生只從字面上理解此概念，認為單倍體細胞中只有一個染色體組，由普通小麥(六倍體)的花粉發育而成的個體為三倍體而不是單倍體。又如：對于生態系統的成分，有的學生認為所有的植物都是生產者，所有的動物都是消費者，所有的細菌都是分解者，而忽略其中特殊的成分。

研究表明，概念外表的相似性對個體的再認和回憶具有極大的干擾作用，是影響個人認知的因素之一。相似的材料很容易讓學生產生混淆。因此，學習內容外表的相似性對學生生物迷思概念的增多起著不可忽視的作用。如：遺傳信息和遺傳密碼、生殖細胞和性細胞、尿糖和糖尿病、神經纖維和神經末梢、軸突和樹突、生長素和生長激素、傳染病和遺傳病、單倍體和單倍體基因組、基因頻率和基因型頻率等。

3教學對策

3.1引發認知沖突，鼓勵學生的認知順應

約瑟夫薩·S·克拉伊契克將概念轉變教學設想為一種動態、循環的過程，認為這一過程主要有四部分組成：(1)學生描述他們的理解和認識；(2)重新建構理解和認識；(3)應用新的理解和認識；(4)將新的理解和認識與以前的理解和認識做比較。將上述的四個過程設計成一個教學模型如圖1所示。

前面提到有的學生認為所有的植物都是生產者，所有的動物都是消費者，所有的細菌都是分解者，而忽略其中特殊的成分。這時教師就可以引發學生的認知沖突：生產者都是自養生物，菟絲子是植物，但菟絲子是不是自養呢?進一步詢問：菟絲子是不是生產者呢?教師引導學生一步一步深入思考，在不同概念間建構新理解，完成認知順應。通過多次這樣引發認知沖突、完成認知順應，學生就認識到寄生植物菟絲子是消費者，蚯蚓、蜣螂等動物是分解者，藍細菌是生產者，從而有效形成科學概念。

3.2利用多種教學手段，幫助學生辨明概念

3.2.1調動已有知識同化理解新概念

當新的概念形成的時候，人的大腦中要把新概念同已有知識或前科學概念相比較、相聯系，為新概念在大腦里已有的知識結構尋找適當的位置；新概念就被聯結拼合上去成為大腦知識結構的一部分，被消化吸收，這就是同化。中學生大腦里的知識結構比較簡單，同化新概念的能力不強，這就要求教師努力調動學生已有的知識，調整學生頭腦中的認知結構，幫助學生加強新舊概念間的聯系，同化理解新概念。如，學習“蛋白質工程”時，教師可引導學生回憶已經學習過的有關雜交育種、基因工程、中心法則及蛋白質具有復雜的空間結構等知識，就可以將已有的認知結構用于同化蛋白質工程崛起的緣由、蛋白質工程的基本原理和流程等知識，再通過一定的反饋練習，就可以進一步促進對蛋白質工程的理解。

3.2.2加強直觀教學

在教學中，教師以親身實踐或以具體事物、現象的逼真描繪來激起學生的感性認識、獲得生動的表象，從而促進學生對知識比較全面、比較深刻地掌握和理解的教學過程，稱為直觀教學。根據生物學科的

特點，直觀教學可以幫助學生理解教學內容，提高教學質量，也能夠有效消除“迷思概念”，使用現代教育技術就是一種很好的直觀教學方式。

生物教材中許多知識是學生日常生活中無法接觸或觀察到的，許多微觀、抽象的重點和難點問題，靠傳統的教學手段很難講清楚。這些知識往往成了教學的難點，多媒體課件可以有機統一地采用文字、聲音、色彩、圖片、動畫、視頻等方式，幫助教師化難為易、化抽象為具體、化微觀為直觀，讓學生容易理解和掌握知識。因此多媒體教學手段的應用，可避免、減少迷思概念。例如興奮在神經元之間傳遞這一段中的教學中，學生通過對電腦動畫的觀察，可以非常清晰地了解興奮傳遞的整個過程，從而對突觸、突觸前膜、突觸后膜、突觸間隙、受體等概念形成清楚的認識。

3.2.3把握概念的外延和內涵

生物學概念具有嚴密的科學性，因此概念教學應讓學生準確把握概念的內涵外延，消除“迷思概念”的頑固性，正確掌握概念的實質。在教學中，教師可采用下列3種解剖方式。

一是咬文嚼字理解概念。如植物激素的概念是：由植物體內產生，能從產生部位運送到作用部位，對植物的生長發育有顯著影響的微量有機物。這里“影響”就包括了“促進或抑制”兩層意思。

二是對概念進行要點分析。在講解某一概念前，先分析該概念所闡述的要點有哪幾個，然后根據這些要點把概念分解成幾個小問題，再把這幾個小問題列出，讓學生根據教材對該概念加以描述找出這幾個小問題的答案，提問后總結這幾個要點間的聯系，這樣，從理論到實踐，使理論進一步升華。例如“減數分裂”的概念就可以分解成以下幾個小問題：(1)它是哪種細胞的分裂方式?(生殖細胞在成熟時的分裂方式)(2)細胞分裂幾次?(連續分裂二次)(3)DNA復制幾次?(一次)(4)最后產生幾個子細胞?(4個)(5)子細胞中染色體數目有沒有變化?(有，都減少一半)

三是強調關鍵字詞，從而濃縮概念，顯現概念實質。如“細胞周期”的概念，可簡化為“2個完成時”(第一次分裂和第二次分裂完成時)；“減數分裂”的概念可以簡化為“兩次、一次、減半”(即細胞分裂兩次，染色體復制一次、子細胞染色體數目減半)。又如在解釋遺傳的分離和自由組合兩個規律的本質時，教師可指導學生抓住其綱要——“等位基因分離，非等位基因自由組合”，抓住了這兩個關鍵詞，兩個基本規律的核心也就抓住了。

3.3使用圖表完善學生的認知結構

3.3.1運用表格加強對比

比較圖表是一種用來對材料進行比較和分類以促進學習效果的方法，它可以幫助學習者將繁雜的信息放入一個使之變得有內在聯系的模式中，從而使學習變得有條理。所以教學中，建議教師可以采用比較圖表，使學生有效地運用精加工策略，使迷思概念和科學概念在聯系對比中，排除干擾和混淆，從而獲得正確的知識。

例如，在教完呼吸作用以后，學生對光合作用和呼吸作用過程中的[H]和ATP的產生和去處存在迷思。教師可以引導學生列表如下(表1)。

又如，學生學習了細胞工程后，對植物組織培養和動物細胞培養的過程經常混淆，教師也可以引導學生完成下面表格(表2)。

3.3.2進行整理歸納

在生物學學習中，隨著知識的不斷積累，概念的數量也會隨之增多，一些學生常常為不同概念難于區分或者概念過多難于記憶而煩惱。如果教師能夠指導學生主動及時地將概念進行歸納整理、分類記憶，將會有效提高學習效果。例如，在學習“基因的分離規律”時，所涉及的概念就很多，利用歸納法，可將相關的概念整理如圖2所示。

總之，生物“迷思概念”轉變的教學要求教師首先要弄清楚學生已有的前科學概念，并提供具體的具有說服力的科學事實，使學生認識到自己原有概念的不足，產生認知上的沖突，采用科學的教學方法，使學生實現對科學概念的全面、準確的理解。

3.3.3構建知識概念圖，注重概念間的聯系

雖然新的知識系統已經形成，但整個概念改變的過程還沒有完成，學生還要知道如何運用新的知識系統，并在此基礎上作出解釋、推論和預測，這樣才算完成整個的概念改變過程。了解學生迷思概念的轉變情況，并根據反饋信息進一步設計方案促進其轉變是學生迷思概念轉變不可或缺的環節。教師引導學生學生編制概念圖以促進學生及時反饋是一種比較好的方法。

在教學中，概念圖可以作為識別學生對知識的錯誤理解、知識欠缺和錯誤概念的工具和作為評價學生知識理解的工具。如果對概念不理解，概念間關系不清晰，學生是很難將這些概念組織成層次清晰、關聯準確的概念圖的。經常制作概念圖一方面促使學生將所學知識結構化，另一方面促使學生深入思考和學習。學生對同一組概念制作的概念圖，有一個逐步準確的過程，這個過程是深度學習的過程。概念圖可以準確地反映學生相關概念的認知結構和理解程度。