讓前概念為生物教學服務

有些教師在課堂教學之后常常抱怨：明明已經強調了，為什么還有學生記不清楚，弄錯了！這里的原因可能是多方面的，但是其中重要的一個方面往往會被教師忽略，那就是學生的前概念在作祟。并且在某堂課上，教師不經意的失誤也可能成為干擾學生以后學習的前概念。

建構主義學習理論把學習者在接受正式的科學教育之前，在現實生活中通過長期的經驗積累與自我學習而獲得的一些感性認識，積累的一些缺乏概括性和科學性的經驗稱為“前科學概念”或簡稱“前概念”。雖然前概念中有概念兩個字，但是前概念并不具有概念的一般屬性，它不成系統，是支離破碎的。

1 高中生物學科前概念的產生

進入高中，學生已經在小學的科學課、初中的生物課接觸、學習、體驗到了許多生物學科及其他相關知識，還加上自己從互聯網上看到的、社會上聽說的等，數量眾多、紛繁復雜而又未必清晰，還夾雜著錯誤甚至是荒謬的東西。在學生進入到高中生物學科新知識的學習時，就會想起這些前概念。

2 發現學生的前概念

如果教師沒有及時發現學生錯誤的前概念，就會使學生在學習中受到干擾、誤導，影響學生的學習效果。所以，在學生無法自覺發現自己的前概念時，教師作為教學的主體之一，必須利用各種方法了解學生的前概念，利用其中正確的因子將新的概念納入學生的知識體系；幫助他們分析其中的錯誤或不足，樹立正確的概念。

筆者在教學實踐和思考中將人教版高中生物教材必修一第五章第二節“細胞的能量“通貨”——ATP”中的前概念以及相關的內容做了尋找、梳理和總結。從發現手段來看可以分為以下3種。① 通過課前和課上的提問、對話了解學生在之前所學的與之相關的內容：例如，初中已經學習了光合作用的基本過程（這是ATP合成能量來源之一），知道光能轉變成葡萄糖、淀粉中的化學能。②通過詢問同年級的其他學科教師知道學生對化學鍵、可逆反應的相關概念正在學習中，政治經濟學中“通貨”的概念也是如此。③通過以前教學經驗的積累，知道學生對于“為生命活動直接供能”的含義總帶有理解上的偏差。

3 正確處理，讓前概念為教學服務

“前概念”的產生是客觀、必然的，教師的作用就是幫助學生，摒棄錯誤的前概念，保留正確的前概念，同時避免在教學過程中產生新的錯誤的前概念。

3.1 學科交叉，辨析前概念

在這節教學內容中涉及其他學科的內容有：高能磷酸鍵中的鍵能、ATP與ADP相互轉化是否是可逆反應與化學學科知識相關，細胞的能量“通貨”中的通貨與政治學科知識相關。

高能磷酸鍵有關鍵能的概念是指高能磷酸鍵斷裂后釋放大量能量，而化學學科提到的鍵能指斷裂化學鍵所需的能量。如果不幫助學生辨析清楚，學生很容易將兩者混淆。筆者“將活化能”在必修一第五章第一節“降低化學反應活化能的酶”中的相關知識引入本節課，通過幾個問題促進學生的思考：“放能反應需要活化能嗎？”“高能磷酸鍵的斷裂需要活化能嗎？”“高能磷酸鍵斷裂后釋放的鍵能與化學學科提到的鍵能究竟是什么關系？”這樣使他們認識到化學學科提出的鍵能是指要斷裂化學鍵外界所施加的活化能，而高能磷酸鍵斷裂釋放大量能量是說這個過程是一個放能反應，其斷裂釋放的能量遠多于用于其斷裂的活化能。學生明晰了兩者之間的區別與聯系，就不會讓化學學科提出的鍵能這個正確的概念成為干擾學生學習高能磷酸鍵鍵能的前概念了。

而化學學科中可逆反應的概念與生物學科非但沒有沖突，反而可以幫助學生判斷ATP與ADP相互轉化不是可逆反應，因為可逆反應是在相同的條件下進行的，而ATP水解與合成所需的酶顯然不同（酶的專一性），而且能量的來源和去向也不同。

學生在政治學科的《經濟生活》中還未涉及到通貨的概念，教師正好通過其他形式的能量轉化為ATP中的能量，ATP也能夠轉化為其他形式的能量，提前為他們學習“通貨”做好鋪墊。

3.2 前后知識點的呼應，形成正確的前概念

在這節教學內容中涉及前后知識點的內容主要有：ATP的結構、光合作用、化能合成作用與呼吸作用等。

ATP的結構對于學生是陌生而又復雜的，教師可以根據之前學習過的核苷酸的結構來幫助學生構建ATP的結構：從ATP的中文名稱三磷酸腺苷入手，先讓學生從“腺”、“苷”兩個字聯想到腺嘌呤核糖核苷酸，然后板書列出腺嘌呤核糖核苷酸的結構簡式。教師在這基礎上再作添加形成ATP的簡式。

通過這種方式，從學生已掌握的核苷酸結構簡式順利過渡到三磷酸核苷酸的結構簡式，既便于學生將此納入已有的知識框架體系，又清楚地反映出ATP的化學本質。

光合作用、化能合成作用和呼吸作用等即將在ATP這節內容之后與學生見面，所以一方面要有所鋪墊，另一方面必須讓學生形成正確的概念，避免對這兩個概念的誤讀。教師在有必要提醒學生注意以下幾點：① 在ADP轉化為ATP時能量的來源，對于動物、人、真菌和大多數細菌來說是來自細胞呼吸，此時有必要強調“大多數細菌”為后面硝化細菌與化能合成作用的學習作鋪墊；② 同時在此強調細胞呼吸是一個釋放能量的化學變化，從側面提醒學生這與生活中所指的呼吸為物理變化是不相同的；③在ATP的利用中能量通過ATP分子在吸能反應和放能反應之間循環流通的講解過程中，教師可以拿光合作用中光能先轉變為ATP中的能量，再轉變為糖類中的能量為例，給學生先留下光合作用中能量是怎樣轉變的印象，有助于光合作用的學習。

3.3 舉例適當，避免產生錯誤的前概念

在生物教學過程中，為了幫助學生理解一些概念，通常教師會舉例子、打比方。但是如果舉例不當，會給學生留下錯誤的印象，對概念的理解出現偏差。

在這節內容中，學生對于什么是直接能源的理解常常產生疑惑。根據人民教育出版社出版的普通高中課程標準實驗教科書生物必修一的教師教學用書P99頁將有機大分子中的能量比作百元大鈔，ATP分子就是一元小票。筆者認為這個比喻不妥，且不說現在的通貨膨脹、貨幣貶值，最重要的是不能讓學生通過這個比喻看清楚ATP作為直接能源物質的真正作用。在教學過程中筆者將細胞有機物中的能量比作煤炭、石油中的能量，把ATP中的能量比作電能，煤炭、石油中的能量雖多但人們現在無法直接用來點亮教室里的日光燈、打開電腦和投影儀，必須在發電廠轉變為電能才能直接為人們所用。這樣的比喻能幫助學生理解ATP為什么是直接能源，是細胞能量的通貨。而錯誤的比喻會導致學生認為有機物中的能量與ATP中的能量僅僅是數量上的差別。

4 反思，跳出前概念看教學

4.1 注意前后知識的聯系，構建知識體系

前概念是客觀存在的，所以要求教師在教學的準備、實施過程中必須要考量它所帶來的問題，利用各種手段來解決這些問題。但是，從建構主義的角度來說，這未必是件壞事，如果教師能夠因此而在教學的整個過程中注意前后知識的內在聯系，在學習前一個概念時能為后面概念的學習作鋪墊，學習后面概念時能以先前學過的概念為例，鞏固前后概念間的聯系，并由此幫助學生構建自己的知識體系，這樣就能起到事半功倍的效果。

4.2 了解學科的發展，了解其他學科的內容

隨著學生知識容量的擴充，教師僅有自己所教授學科的知識，甚至只有高中階段生物學的知識是無法勝任現今的教學的。這已不是“給學生一碗水，自己要有一桶水”那么簡單，而是要求教師終身學習，立足教學面向全科，既可以很好地解決不同學科相近概念對學生學習產生的干擾，還可以為自己的教學找到更多的教學資源，豐富自己的課堂教學，提升自己在學生中的威信。

4.3 關心學生的發展

教師的教學始終圍繞著學生的學習，學校的教育始終關注著學生的發展。如何讓前概念為教學服務，說到底還是為了學生的發展。從前概念的產生、教師的發現到教學處理，都要求教師關心學生的發展，注意青春期的學生敏感、逆反而又好奇，求知欲強；注意95后的學生不同于他們學長的時尚與潮流，思維與作派；注意不同學生的身心發展水平，個性特點和適應高中學習的程度。只有這樣才能提高教師的教學質量，更重要的是學生的學習和自身發展才能更為順利。