“生物圈中的人”前科學(xué)概念初探

洪英燦

摘 要 初步分析了七年級(jí)生物下冊(cè)《生物圈中的人》學(xué)生存在的前科學(xué)概念的來(lái)源，表現(xiàn)及其形成的途徑，轉(zhuǎn)變策略等。

關(guān)鍵詞 生物圈中的人 前科學(xué)概念 轉(zhuǎn)變策略 生物學(xué)教學(xué)

中圖分類號(hào) G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 B

1 “生物圈中的人”學(xué)生存在的前概念

“生物圈中的人”是人教版七年級(jí)下冊(cè)的內(nèi)容。共分為7個(gè)一級(jí)主題和5個(gè)二級(jí)主題。人類的生命活動(dòng)對(duì)生物圈有重要影響。人從生物圈中攝取各種各樣的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，以滿足自身對(duì)物質(zhì)和能量的需求。人吸收的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)需要經(jīng)循環(huán)系統(tǒng)運(yùn)送到身體的各個(gè)組織、器官，人體產(chǎn)生的廢物也需要通過(guò)循環(huán)系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)和泌尿系統(tǒng)等協(xié)調(diào)活動(dòng)排出體外；人的各種生命活動(dòng)受神經(jīng)系統(tǒng)和內(nèi)分泌系統(tǒng)的調(diào)節(jié)。另外，作為生物圈中的“人”的一員，學(xué)生對(duì)“人”既熟悉又陌生，因此在開始學(xué)習(xí)前就存在各種各樣的概念，有的可能是正確，有的也可能是錯(cuò)誤的。學(xué)生存在的前科學(xué)概念主要包括：

（1） 人的由來(lái)：

① 對(duì)人類的起源和發(fā)展，學(xué)生認(rèn)為現(xiàn)代類人猿和人類的共同祖先是猴子。

② 關(guān)于人的生殖，學(xué)生認(rèn)為：男女性主要的性器官分別是陰莖和陰道；受精的場(chǎng)所在陰道；“十月懷胎”真的需要十個(gè)月等。

（2） 人體的營(yíng)養(yǎng)：

① 對(duì)中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，學(xué)生認(rèn)為：水和無(wú)機(jī)鹽不屬于營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，而且糖都是甜的。

② 對(duì)消化和吸收，學(xué)生認(rèn)為：消化和吸收的主要器官是胃；膽囊分泌和儲(chǔ)存膽汁；消化和吸收的同一個(gè)過(guò)程等。

③ 并合理營(yíng)養(yǎng)與食品安全，學(xué)生認(rèn)為：“綠色食品”就是綠色的食品，或者就是野生的動(dòng)植物食品；有“蟲眼”的蔬菜和水果農(nóng)藥含量少；早晨吃的少，可以多吃午飯來(lái)彌補(bǔ)等。

（3） 人體的呼吸：

關(guān)于發(fā)生在肺內(nèi)的氣體交換，學(xué)生認(rèn)為：人體的呼吸，吸入的全是氧氣，呼出的都是二氧化碳；甚至認(rèn)為呼出的氣體，二氧化碳比氧氣還要多；人先呼吸，才有呼吸運(yùn)動(dòng)等。

（4） 人體內(nèi)物質(zhì)的運(yùn)輸：

① 關(guān)于血液，學(xué)生認(rèn)為紅細(xì)胞因?yàn)楹醒t蛋白，只運(yùn)輸氧氣，不運(yùn)輸二氧化碳。

② 對(duì)流動(dòng)的管道血管，學(xué)生認(rèn)為動(dòng)脈里流動(dòng)脈血，靜脈里流靜脈血。動(dòng)脈血是動(dòng)脈里的血，靜脈血就是靜脈里的血。

（5） 人體內(nèi)廢物的排出：

學(xué)生認(rèn)為糞便也是排泄物。

（6） 人體生命活動(dòng)的調(diào)節(jié)：

學(xué)生認(rèn)為：反射就是應(yīng)激性；神經(jīng)病就是精神?。淮蟛弊硬∈怯捎谌鄙偌谞钕偌に匾鸬?。

2 前概念的來(lái)源

2.1 來(lái)源于日常生活現(xiàn)象的影響

由于缺乏相應(yīng)的科學(xué)知識(shí)或受到現(xiàn)有知識(shí)儲(chǔ)備的局限，學(xué)生往往會(huì)被日常生活中某些事物的表面現(xiàn)象所蒙蔽，根據(jù)自己的理解和猜測(cè)，對(duì)一些事物做出主觀判斷，導(dǎo)致了某些相異構(gòu)想的產(chǎn)生。例如：關(guān)于消化和吸收，學(xué)生認(rèn)為消化和吸收的主要器官是胃，膽囊分泌和儲(chǔ)存膽汁，消化和吸收的同一個(gè)過(guò)程等。這是因?yàn)閷W(xué)生在日常生活中看到過(guò)胃痛、胃酸、胃出血等疾病，當(dāng)提到消化不良時(shí)一般都會(huì)認(rèn)為是胃出問(wèn)題了。

2.2 來(lái)源于對(duì)概念認(rèn)識(shí)的不全面

由于受認(rèn)識(shí)水平的限制，學(xué)生對(duì)生物學(xué)里某些問(wèn)題的認(rèn)識(shí)不夠全面，從而造成相異構(gòu)想的產(chǎn)生。如：關(guān)于血液，學(xué)生知道紅細(xì)胞里含有血紅蛋白，根據(jù)血紅蛋白的特性，認(rèn)為只運(yùn)輸氧氣，不運(yùn)輸二氧化碳。學(xué)生對(duì)此類問(wèn)題具有一定的認(rèn)識(shí)，但是由于他們認(rèn)識(shí)程度的限制，而導(dǎo)致回答不全面。隨著學(xué)生認(rèn)識(shí)程度的加深，這一情況可以較容易地轉(zhuǎn)變。

2.3 來(lái)源于機(jī)械學(xué)習(xí)

學(xué)生對(duì)概念的死記硬背會(huì)導(dǎo)致不能靈活運(yùn)用知識(shí)。在解釋遇到的生活現(xiàn)象時(shí)，學(xué)生頭腦中雖然有現(xiàn)成的結(jié)論，但是在運(yùn)用的過(guò)程中往往還是按照自己以前的經(jīng)驗(yàn)思考問(wèn)題。比如學(xué)生學(xué)習(xí)了綠色植物的呼吸作用，知道呼吸作用的原料、場(chǎng)所、產(chǎn)物；呼吸作用是綠色植物利用氧氣，分解有機(jī)物，產(chǎn)生二氧化碳和水，釋放能量的過(guò)程。在學(xué)習(xí)人體的呼吸時(shí)，學(xué)生簡(jiǎn)單地套用所學(xué)，學(xué)生認(rèn)為人體的呼吸，吸入的全是氧氣，呼出的都是二氧化碳，甚至認(rèn)為呼出的氣體，二氧化碳比氧氣還要多等。由于學(xué)生對(duì)概念死記硬背，機(jī)械記憶，沒(méi)有將學(xué)到的概念內(nèi)化到自己的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中，沒(méi)有能建構(gòu)合理的概念網(wǎng)絡(luò)，從而無(wú)法正確把握概念的內(nèi)涵及外延，自然也就不能正確運(yùn)用到問(wèn)題解決過(guò)程中。這類相異構(gòu)想是不易轉(zhuǎn)變的。

2.4 來(lái)源于舊知識(shí)的影響

舊有知識(shí)即學(xué)生從報(bào)紙或書刊上獲得的某些知識(shí)。這些知識(shí)在當(dāng)時(shí)的環(huán)境中可以解釋某些問(wèn)題，但是這些知識(shí)往往過(guò)于籠統(tǒng)，不夠深入。當(dāng)學(xué)生運(yùn)用舊知識(shí)經(jīng)驗(yàn)無(wú)法解釋一些現(xiàn)象與事實(shí)時(shí)，往往會(huì)加入一些自己的推理和臆測(cè)，即想當(dāng)然地運(yùn)用自己的“理論”進(jìn)行解釋，容易形成片面的理解。比如“血流的管道——血管”中提到，毛細(xì)血管是連通于最小動(dòng)脈與靜脈之間的血管，當(dāng)用它來(lái)解釋腎單位的腎小球時(shí)就有問(wèn)題了，因?yàn)檫B通腎小球的兩根血管都是動(dòng)脈，分別是入球小動(dòng)脈和出球小脈。

3 前概念的表現(xiàn)及其形成途徑

3.1 學(xué)生前概念的通常表現(xiàn)

（1） 學(xué)生對(duì)幾類概念產(chǎn)生混淆。將日常概念與科學(xué)概念混淆在日常生活中，學(xué)生對(duì)許多概念已有自己的認(rèn)識(shí)，這些認(rèn)識(shí)對(duì)科學(xué)概念的形成可能具有積極作用，也有可能產(chǎn)生負(fù)面影響。如“排泄”與“排遺”，由于都是排出人體內(nèi)的廢物，學(xué)生會(huì)誤認(rèn)為這二個(gè)詞語(yǔ)表達(dá)的概念是一致的，誤把糞便也當(dāng)成是排泄物。

（2） 概念內(nèi)涵模糊，不能全面認(rèn)識(shí)。學(xué)生對(duì)某些概念雖有一定的了解，但對(duì)其內(nèi)涵的認(rèn)識(shí)不夠全面，不夠準(zhǔn)確。如學(xué)生認(rèn)為應(yīng)激性就是反射。

（3） 學(xué)生對(duì)概念外延的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)。對(duì)概念內(nèi)涵的模糊認(rèn)識(shí)常導(dǎo)致概念外延的錯(cuò)誤擴(kuò)大或縮小。比如對(duì)于營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，學(xué)生通常把水、無(wú)機(jī)鹽、維生素排除在七大營(yíng)養(yǎng)素外，特別是水和無(wú)機(jī)鹽，因?yàn)樗鼈兪菬o(wú)機(jī)物，加上日常生活中，家長(zhǎng)要給孩子補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的時(shí)候，都是補(bǔ)充氨基酸、葡萄糖等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，很少聽說(shuō)要補(bǔ)充水等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。

3.2 學(xué)生形成前概念的主要心理途徑

（1） 簡(jiǎn)單枚舉。在一定生活經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，使用簡(jiǎn)單枚舉法進(jìn)行歸納得到結(jié)論，是學(xué)生形成科學(xué)前概念的最主要方式之一。但學(xué)生掌握的生活經(jīng)驗(yàn)是有限的，尤其是學(xué)生傾向于根據(jù)觀察到的事物表面屬性，歸納出事物的本質(zhì)屬性或規(guī)律，容易造成錯(cuò)誤的前概念。如學(xué)生在日常生活中經(jīng)歷、觀察到甲狀腺功能不全引發(fā)疾病的現(xiàn)象，就誤認(rèn)為“與甲狀腺有關(guān)的疾病都是因?yàn)榧谞钕偌に胤置谖蓙y產(chǎn)生的”，于是認(rèn)為大脖子病也是由于缺少甲狀腺激素引起的。通過(guò)這種方式形成的前概念，由于先入為主的日常生活經(jīng)驗(yàn)，并且經(jīng)過(guò)了邏輯思維過(guò)程，因而扭轉(zhuǎn)相當(dāng)不容易。

（2） 錯(cuò)誤推理。在解釋生活中碰到的一些現(xiàn)象時(shí)，由于學(xué)生腦海中沒(méi)有現(xiàn)成的結(jié)論，因而學(xué)生就會(huì)根據(jù)已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行簡(jiǎn)單的推理來(lái)解釋碰到的問(wèn)題。比如“食物中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)”中對(duì)于糖類的理解，由于學(xué)生日常吃到的是食用糖都是甜的，因此認(rèn)為人體需要的“糖類”就是“食用糖”，推出所有的糖都是甜的。其推理的前提就是錯(cuò)誤的，事實(shí)上學(xué)生對(duì)“糖類”這一概念依然是模糊不清的。

（3） 主觀臆測(cè)。當(dāng)學(xué)生運(yùn)用已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)無(wú)法解釋一些現(xiàn)象與事實(shí)，或者所要研究的現(xiàn)象不可視時(shí)，除了進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的推理，有時(shí)還極易主觀臆測(cè)，憑空想象來(lái)解決問(wèn)題。如對(duì)人體受精的場(chǎng)所，由于“性”對(duì)多數(shù)學(xué)生來(lái)說(shuō)很神秘，也很忌諱的，很多知識(shí)都是道聽途說(shuō)，所以許多學(xué)生猜測(cè)是在陰道，因?yàn)樾越坏膱?chǎng)所是在陰道；同樣道理，有的學(xué)生會(huì)認(rèn)為男女性的主要性器官是陰莖和陰道，而不是睪丸和卵巢了。

（4） 望文生義。當(dāng)學(xué)生接觸到一個(gè)新的、自己不熟悉的概念時(shí)，他們會(huì)根據(jù)字面來(lái)給概念下定義。比如“綠色食品”，學(xué)生以為綠色食品都是綠色的食品，或者是野生的動(dòng)植物食品，“十月懷胎”真的需要10個(gè)月。動(dòng)脈血是動(dòng)脈里的血，靜脈血就是靜脈里的血，動(dòng)脈里流動(dòng)脈血，靜脈里流靜脈血。自然科學(xué)中許多概念的形成有著特殊的歷史，使得概念的內(nèi)涵不能僅用概念的外殼——文字來(lái)決定，因此當(dāng)學(xué)生望文生義時(shí)，一些錯(cuò)誤的前概念即隨之產(chǎn)生。這類前概念相對(duì)來(lái)說(shuō)較能夠扭轉(zhuǎn)，但望文生義的學(xué)習(xí)方式卻影響深刻。

可見(jiàn)，由于學(xué)生擁有的對(duì)一系列相關(guān)問(wèn)題的前概念并非一些毫不相干的“點(diǎn)”，而是已形成了一個(gè)較完整的理論體系，即使他看到了某個(gè)概念的不足，也會(huì)作盡量小的調(diào)整，以維護(hù)自己原有圖式的完整。圖式的形成是學(xué)生在日常生活中長(zhǎng)期建構(gòu)的必然，在學(xué)生頭腦中印象深刻，要用新的圖式去代替原有的圖式并非易事。因此，教師研究概念轉(zhuǎn)變的心理機(jī)制，采取有效的教學(xué)策略幫助學(xué)習(xí)者實(shí)現(xiàn)錯(cuò)誤概念向科學(xué)概念的轉(zhuǎn)變是一項(xiàng)重要的任務(wù)。

4 概念轉(zhuǎn)變的條件

4.1 概念轉(zhuǎn)變的兩種類型

概念轉(zhuǎn)變是指?jìng)€(gè)體原有的某種知識(shí)經(jīng)驗(yàn)由于受到與此不一致的新經(jīng)驗(yàn)的影響而發(fā)生的重大改變。概念轉(zhuǎn)變有兩種可能。一種是概念同化。學(xué)生在學(xué)習(xí)新知識(shí)或解決新問(wèn)題時(shí)，如果新的刺激物能夠納入到原有的圖式之中，這個(gè)認(rèn)知過(guò)程就叫做同化。它的特點(diǎn)在于，客體被納入到主體已有的圖式之中，引起主體認(rèn)知結(jié)構(gòu)量的變化。另一種是概念順應(yīng)。如果新的刺激物不能與原有的圖式同化，或者說(shuō)在原有圖式中找不到同類的圖式，這樣學(xué)習(xí)者必須重新構(gòu)建一個(gè)能容納新刺激物的新圖式，這就叫做順應(yīng)。

4.2 概念轉(zhuǎn)變的條件

早在1982年，Posner等人針對(duì)概念轉(zhuǎn)變發(fā)生的條件提出了概念轉(zhuǎn)變模型（CCM）。他們認(rèn)為一個(gè)人原來(lái)的概念要發(fā)生順應(yīng)需要滿足四個(gè)條件：（1）對(duì)原有概念的不滿；（2）新概念的可理解性；（3）新概念的合理性；（4）新概念的有效性。概念的可理解性、合理性、有效性之間密切相關(guān)，其嚴(yán)格程度逐級(jí)上升，人對(duì)概念有一定的理解是看到概念的合理性的前提，而看到概念的合理性又是意識(shí)到其有效性的前提。Hewson把概念的可理解性、合理性和有效性稱為概念的狀態(tài)，而且提出不僅新概念的狀態(tài)會(huì)對(duì)概念轉(zhuǎn)變產(chǎn)生影響，原有概念的狀態(tài)也會(huì)對(duì)概念轉(zhuǎn)變產(chǎn)生影響，兩者之間存在交互作用。

5 轉(zhuǎn)變策略

目前關(guān)于概念轉(zhuǎn)變的有效教學(xué)策略主要有：建立在認(rèn)知沖突和解決沖突基礎(chǔ)上的教學(xué)策略；建立在類比基礎(chǔ)上的教學(xué)策略；培養(yǎng)學(xué)生元認(rèn)知的教學(xué)策略。

5.1 建立在認(rèn)知沖突和解決沖突基礎(chǔ)上的教學(xué)策略

建立在認(rèn)知沖突和解決沖突基礎(chǔ)上的教學(xué)策略主要針對(duì)學(xué)習(xí)者擁有的前概念與科學(xué)概念是相互沖突的。為了實(shí)現(xiàn)概念轉(zhuǎn)變，必須使學(xué)習(xí)者的認(rèn)知發(fā)生沖突、動(dòng)搖其前科學(xué)概念，從而建立科學(xué)概念。

5.2 建立在類比基礎(chǔ)上的教學(xué)策略

類比策略也可稱為“架橋策略”。學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)概念時(shí)，將前概念與要學(xué)習(xí)的科學(xué)概念之間進(jìn)行類比，這就好比在學(xué)生的前概念與科學(xué)概念之間架起了一座“橋”。

5.3 培養(yǎng)學(xué)生元認(rèn)知方面的策略

元認(rèn)知就是對(duì)認(rèn)知的認(rèn)知，具體地說(shuō)，是關(guān)于個(gè)人自己認(rèn)知過(guò)程的知識(shí)和調(diào)節(jié)這些過(guò)程的能力，對(duì)思維和學(xué)習(xí)活動(dòng)的知識(shí)認(rèn)知的控制。由于學(xué)生的認(rèn)知策略對(duì)學(xué)習(xí)起定向、控制、整合和修正作用，而認(rèn)知策略的主動(dòng)性和有效性的程度則顯示其深層次的元認(rèn)知水平。因此，中學(xué)生物教學(xué)應(yīng)當(dāng)成為培養(yǎng)和提高學(xué)生元認(rèn)知能力的途徑。概念轉(zhuǎn)變教學(xué)為培養(yǎng)學(xué)生的元認(rèn)知能力提供了一個(gè)好的平臺(tái)。

6 結(jié)束語(yǔ)

實(shí)現(xiàn)概念轉(zhuǎn)變對(duì)教師和學(xué)生都是一種挑戰(zhàn)和考驗(yàn)，在諸多策略中，都包含著教師的引導(dǎo)和學(xué)生積極的思考與討論。然而無(wú)論采用哪一種策略，從學(xué)生的角度來(lái)看，一個(gè)主要的特征在于知識(shí)不再是單向的傳遞，也不是提供的“現(xiàn)成的東西”，他們自己需要對(duì)理解這些活動(dòng)負(fù)最終的責(zé)任。教師要充分認(rèn)識(shí)前概念對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的重要性，要從學(xué)生的前概念出發(fā)，充分地尊重學(xué)生的前概念，分析學(xué)生前概念的來(lái)源、表現(xiàn)及形成途徑，有針對(duì)地采取一定的教學(xué)策略，豐富學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，消除學(xué)生錯(cuò)誤前概念，為新概念的最終形成提供鞏固和系統(tǒng)化的機(jī)會(huì)。

參考文獻(xiàn)：

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