初中生物學前概念分析和科學概念的建構

金尚春

(山東省聊城濱河實驗學校，聊城　252000)

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初中生物學前概念分析和科學概念的建構

金尚春

(山東省聊城濱河實驗學校，聊城252000)

不經過專門教學, 在日常生活中通過積累經驗或道聽途說而獲得的概念, 稱為前概念．[1]前概念(包括錯誤概念)既是教學應當充分利用的資源，又是對學習可能構成的障礙．如何利用前概念這一教學資源建構科學概念，已經成為每一位教師要研究的課題．本文以人教社初中生物教材為例，來分析前概念的形成和科學概念的建構．

前概念科學概念建構

一、前概念舉例

例1：“動物都能運動”．在日常生活中，我們觀察到的動物大多都能運動，久而久之在我們的頭腦中就形成了“動物都能運動”這一前概念．其實，有些動物是不能運動的．像水螅和海葵這種營固著生活的生物，就不能運動，但是它們也屬于動物．它們與植物的顯著區別是：細胞不具有細胞壁、葉綠體和液泡，不能像植物那樣通過光合作用制造有機物，只能靠攝取食物來獲得現成的有機物，從而維持生存與繁衍．

例2：“軟體動物是身體柔軟的動物”．受“軟體動物”這一名稱的影響，認為蚯蚓、水蛭、水螅、海葵等身體柔軟的動物都是軟體動物．實際上，蚯蚓、水蛭屬于環節動物，水螅、海葵屬于腔腸動物．軟體動物的主要特征是：柔軟的身體表面有外套膜，大多具有貝殼，運動器官是足．而蚯蚓、水蛭、水螅、海葵等動物不具有這些特征，因此不屬于軟體動物．

例3：“蜘蛛屬于昆蟲”．蜘蛛與蝗蟲、菜粉蝶等形態相似，不少學生把它們都看作昆蟲．其實，蜘蛛屬于蛛形綱動物，蝗蟲和菜粉蝶屬于昆蟲綱動物，由于它們的體表都有堅韌的外骨骼，身體和附肢都分節，因此屬于節肢動物．

例4：“龜屬于兩棲動物”．由于龜、鱉、鱷等既能在水中生活，又能在陸地上生活，不少學生把它們看作兩棲動物．其實，它們體表具有角質的鱗片或甲，用肺呼吸，在陸地上產卵，卵表面有堅韌的卵殼，屬于爬行動物．

例5：“鯨屬于魚類，蝙蝠屬于鳥類”．由于鯨生活在水中，具有魚的體型，因此認為鯨屬于魚類；蝙蝠靠翼在空中飛行，就認為蝙蝠屬于鳥類．其實，鯨和蝙蝠都靠肺呼吸，胎生哺乳，都屬于哺乳動物．

例6：“鳥類都會飛”．由于在日常生活中觀察到的鳥類都會飛，就形成了“鳥類都會飛”的前概念．企鵝、鴕鳥是不會飛的鳥，企鵝善于游泳，鴕鳥善于奔跑．由于學生沒有見過企鵝和鴕鳥或沒有認真觀察過它們因此錯誤地認為它們不屬于鳥類．

不同學生的生活閱歷不同，思維方式不同，對同一事物和問題的認識不同，形成了他們獨特的前概念．兒童的前概念往往隱藏在他們的潛意識里面，平時很少表現出來．[2]教師在教學前，可通過問卷調查、訪談等形式來了解學生的前概念，分析前概念形成的原因．

二、前概念的形成原因分析

1.生活經驗的積累和生活閱歷的有限性

如果我們每次見到的鳥都會飛，從來沒有見到過不會飛的鳥，就會形成“鳥類都會飛”這一前概念．當我們見到企鵝和鴕鳥時，才知道這一前概念是錯誤的．日常生活中，我們見到的松樹都是常綠的，直到2012年筆者在東北師范大學的校園里，見到了冬季落葉的松樹，才知道“松樹都是常綠的”這一前概念是錯誤的．

2.受概念名稱的誤導和他人的誤導

當我們看到“軟體動物”這一概念時，就會先入為主地形成“身體柔軟的動物都是軟體動物”這一前概念．因為蚯蚓、水蛭等動物身體柔軟，就會做出“蚯蚓、水蛭屬于軟體動物”這一錯誤判斷．當我們看到“兩棲動物”這個名稱時，也會先入為主地形成“既能在水中生活，又能在陸地生活的動物都是兩棲動物”這一前概念．如果你在參觀“兩棲動物館”時，看到了龜、鱉、鱷魚等爬行動物，這一前概念就更加根深蒂固了，你在不知不覺中受到了他人的誤導．還有一些概念是通過道聽途說得來的，比如，大多數人都說“蜘蛛是昆蟲”，受到從眾心理的影響，我們就理所當然地認為蜘蛛是昆蟲．

3.錯誤的邏輯推理造成的

當我們的手被針扎了，是先縮手還是先感覺痛？多數人認為是先感覺痛再縮手，判斷的依據是因為痛才縮手．而事實上是先縮手再感覺痛．

4.外形相似和生命活動過程的復雜性造成的

如蜘蛛與蝗蟲具有相似的特征，身體表面有外骨骼，身體和附肢都分節，都屬于節肢動物．由于蝗蟲屬于昆蟲，便把蜘蛛也當作昆蟲．又如鯨具有魚的體型，便把鯨看作魚；蝙蝠與鳥體型相似，便把蝙蝠看作鳥，此類例子不勝枚舉．不少學生弄不清血漿、原尿和尿液的區別，是因為對尿液的形成過程不熟悉．弄不清血液流經小腸、肺部、腎臟等器官時血液成分的變化，是因為不熟悉這些器官內的生命活動過程．

這里，既有主觀原因，又有客觀原因．客觀原因無法改變，但主觀原因是可以克服的．

三、科學概念的建構

前概念中往往包含科學的成分，但不夠準確，前概念有時也是錯誤的．如“鯨是魚” “植物白天進行光合作用，夜晚進行呼吸作用”“呼吸就是呼氣和吸氣”等．

無論是正確的概念還是錯誤的概念都是會遷移的．例如，當我們遇到企鵝、鴕鳥等鳥類時，會根據“鳥類都會飛”這一錯誤的前概念，做出“企鵝、鴕鳥不會飛，它們不是鳥”的錯誤判斷．可見，錯誤的前概念會導致錯誤的判斷，會成為學生學習的重大障礙．

那么，如何建構科學概念呢？筆者在長期的教學實踐中形成了一些簡單、易操作的做法．

1.反證法．有些前概念在學生的頭腦里已經根深蒂固，他們一直把這些概念當成科學概念來使用．教師的首要任務是讓學生認識到這些概念是不科學的．筆者采取了數學上的“反證法”，即假設學生的前概念是正確的，通過科學的推理，得到與事實不符的錯誤結論，則證明學生的前概念是錯誤的．例如，不少學生認為“視覺是在視網膜上形成的”，假設這一概念是正確的，我們知道在視網膜上形成的物像是倒像，就會得到“我們看到的人是頭朝下的”這一錯誤結論，學生頓時幡然醒悟．

2.反例法．不少學生認為“動脈血管內流動著動脈血，靜脈血管內流動著靜脈血”“動脈血含營養物質多，靜脈血含營養物質少”等．我們只要舉出一個反例——“肺動脈里流動著靜脈血，肺靜脈里流動著動脈血”“從小腸里流出的靜脈血中含有豐富的營養物質”，這樣前概念就會被證明是錯誤的．

3.回歸理性思維．錯誤的前概念多是感性思維造成的．如，不少學生認為“吸氣導致胸廓擴大”，那么“究竟是吸氣導致胸廓擴大，還是胸廓擴大導致吸氣呢”？利用前概念提出問題，再用演示實驗證明科學的結論，教學有效性會提高．膈肌收縮導致胸廓擴大，肺被動擴張，肺內氣壓減小，外界氣體進入肺．所以，是胸廓擴大導致吸氣，而“吸氣導致胸廓擴大”這一前概念是錯誤的．又如，當我們的手被針扎了，是先縮手還是先感覺痛？學習了反射弧的結構后，才知道縮手反射的神經傳導路與形成痛覺的神經傳導路不同，應該是先縮手再感覺痛．要避免學生犯此類錯誤，我們就應引導學生回歸理性思維，探究具體的生理活動過程．

4.建構概念的一般過程是：舉例—形成概念—分析比較相近概念—應用和鞏固概念．如學習反射的概念時，我們可以列舉膝跳反射、縮手反射、嘔吐反射、排尿反射等例子，通過歸納總結形成反射的概念，再與應激性這一相近概念加以比較，明確概念的內涵與外延，最后通過做一定量的練習題來應用和鞏固概念．

“理論是灰色的，生命之樹常青．”在教學實踐中，我們要做有心人，用心去發現學生存在的錯誤的前概念，認真分析其形成的原因，再對癥下藥采取針對性措施，就一定能糾正學生頭腦中的錯誤的前概念，形成科學思維．

[1]科學教育的框架(k-12):實踐、交叉概念以及核心觀念[S].美國，2011．

[2]羅莎琳德·德賴弗，埃迪特·蓋內，安德烈·蒂貝爾吉安等.兒童的科學前概念[M].劉小玲，譯.上海：上海科技教育出版社，2008.

(責任編輯：李珺)