相異構(gòu)想轉(zhuǎn)化促進(jìn)生命科學(xué)概念轉(zhuǎn)變文本的方法

董 晶

(上海市復(fù)興高級中學(xué) 200434)

近年來，概念轉(zhuǎn)變文本作為相異構(gòu)想轉(zhuǎn)化研究成果應(yīng)用于教學(xué)實(shí)踐的一種方式，正逐漸引起教師的注意。概念轉(zhuǎn)變文本是一段事先寫好的教學(xué)文本，能挑戰(zhàn)學(xué)生的相異構(gòu)想，使其對原有概念感到不滿意，從而接受更易理解、更合理和更有效的新概念。國內(nèi)關(guān)于學(xué)生相異構(gòu)想轉(zhuǎn)化的研究起步比較晚，目前我國主要著眼于概念圖、類比等教學(xué)策略的開發(fā)，較少關(guān)注概念轉(zhuǎn)變文本的研究。

1 概念轉(zhuǎn)變文本的編寫

多數(shù)教師編寫的文本包括5個(gè)環(huán)節(jié)。例如，在進(jìn)行光合作用相關(guān)概念的教學(xué)實(shí)證研究時(shí)，編寫如下文本：

1.1 設(shè)置思考題 ①哪些生物細(xì)胞可以進(jìn)行光合作用？②所有植物細(xì)胞都含有葉綠素嗎?其作用是什么？③在秋天和冬天里，植物的葉片變黃，還有葉綠素嗎？植物還生長嗎？

1.2 展示相異構(gòu)想 很多學(xué)生都知道綠色植物可以進(jìn)行光合作用，然而卻沒有正確理解“光合作用是指綠色植物通過葉綠體”這句話，并且忽略綠色植物中那些沒有葉綠體的細(xì)胞。學(xué)生對光合色素的概念存在相異構(gòu)想，認(rèn)為葉片發(fā)黃，就沒有葉綠素，不能吸收光能，無法進(jìn)行光合作用，所以在秋天和冬天的時(shí)候沒看出植物生長。

1.3 解釋相異構(gòu)想的不合理 綠色植物可以進(jìn)行光合作用，這是正確的。如果植物中的所有細(xì)胞都能進(jìn)行光合作用，那么植物的其他生理功能，如吸收水分和無機(jī)鹽、保護(hù)和支持以及生殖等功能如何高效完成？

1.4 展示科學(xué)概念 光合作用主要是通過葉片中的葉肉細(xì)胞進(jìn)行的，而葉肉細(xì)胞能完成此功能主要依靠細(xì)胞器中的葉綠體。植物除了葉肉細(xì)胞還有很多其他的細(xì)胞。葉綠素存在于葉綠體中，但葉綠體中的色素除了葉綠素還有其他種類。當(dāng)葉片衰老或環(huán)境條件不良時(shí)(如干旱、高溫和寒冷等)葉片呈現(xiàn)類胡蘿卜素的顏色。

1.5 提供新的情境 圖片展示以下細(xì)胞或者結(jié)構(gòu)并提問：水稻根尖細(xì)胞、蠶豆葉氣孔保衛(wèi)細(xì)胞、番茄果肉細(xì)胞、紫色洋蔥外表皮細(xì)胞，以及幼嫩的莖能進(jìn)行光合作用嗎？為何秋天銀杏葉會(huì)變黃？

2 概念轉(zhuǎn)變文本的使用

2.1 文本使用的主要步驟 在使用文本過程中主要按4個(gè)步驟進(jìn)行：

(1)創(chuàng)設(shè)情境，激活學(xué)生自身的相異構(gòu)想 教師充分利用思考題展開教學(xué)。

例如，在對“同源器官”這一概念進(jìn)行概念轉(zhuǎn)變?yōu)槲谋镜慕虒W(xué)的時(shí)候，將事先編寫好的文本在一開始就發(fā)給學(xué)生，要求學(xué)生閱讀教材完成文本中的思考題：什么是同源器官？哪些器官屬于同源器官，人的手和蝙蝠的翼手是不是同源器官？

(2)閱讀文本中呈現(xiàn)的相異構(gòu)想 通過文本呈現(xiàn)的描述性證據(jù)，結(jié)合討論、類比等方法，讓學(xué)生深入認(rèn)識(shí)已有概念是不科學(xué)的，以此對已有概念產(chǎn)生不滿。

例如，很多學(xué)生認(rèn)為人的手和蝙蝠的翼手是同源器官；還有一些學(xué)生對鯨魚的鰭足和馬的前肢是同源器官無法做出判斷。在這一階段由于學(xué)生的知識(shí)有限，學(xué)生無法正確解釋文本中的問題，學(xué)生的前概念得以激活，相異構(gòu)想被顯露出來。學(xué)生在教師的引導(dǎo)下開展討論。在討論過程中，教師觀察、記錄學(xué)生的回答是否科學(xué)，再將一些典型的想法運(yùn)用到課堂討論上。

(3)提供科學(xué)性的概念和解釋 教師通過語言講授、視頻或概念圖等教學(xué)方法讓學(xué)生感受新概念的可理解性和合理性。

例如，通過課件中解釋龜?shù)那爸⑷说纳现ⅠR的前肢、鳥的翅、蝙蝠的翼手和海豹的前肢的形態(tài)和功能，讓學(xué)生理解這些器官形態(tài)功能的差異。在文本中還通過圖片比較呈現(xiàn)手和上肢的差異。通過閱讀，讓學(xué)生不僅了解學(xué)習(xí)過程中存在很多的相異構(gòu)想，還明白相異構(gòu)想出現(xiàn)的原因。接著，學(xué)生會(huì)閱讀文本中的科學(xué)概念。為了使新概念具有可理解性和合理性，文本中出現(xiàn)相應(yīng)的理由、情境和實(shí)例來解釋科學(xué)概念合理的原因。例如，該文本解釋了“同源器官”的定義，并結(jié)合例子具體說明“發(fā)生上具有共同來源”。在這個(gè)過程中，教師起到引導(dǎo)、強(qiáng)調(diào)的輔助作用。

(4)體會(huì)新概念的有效性 引導(dǎo)并鼓勵(lì)學(xué)生將新概念應(yīng)用到其他情境中，解釋新的實(shí)例或問題。在這個(gè)環(huán)節(jié)可以幫助學(xué)生感受新學(xué)知識(shí)的有效性，進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)生對同源器官概念的理解。

2.2 文本使用的差異性 不同教師在文本使用過程中存在差異，主要體現(xiàn)在使用過程的第一個(gè)步驟——?jiǎng)?chuàng)設(shè)情境，激活學(xué)生自身的相異構(gòu)想。

有的文本在展示相異構(gòu)想之前，要求學(xué)生必須對思考題先進(jìn)行預(yù)測和小組討論。例如，在進(jìn)行“一種密碼子對應(yīng)一種氨基酸”的教學(xué)實(shí)證研究時(shí)，首先要求學(xué)生獨(dú)立閱讀文本中的思考題“一種氨基酸是否只對應(yīng)一個(gè)密碼子？”“每個(gè)密碼子都對應(yīng)一種氨基酸嗎”，時(shí)間大約是5 min[1]。然后學(xué)生分組將自己的想法進(jìn)行討論，之后再在教師的引導(dǎo)下開展班級討論，達(dá)到激活相異構(gòu)想的目的。 有的文本則要求學(xué)生獨(dú)立對思考題進(jìn)行預(yù)測，不進(jìn)行討論交流。

例如,在進(jìn)行光合作用教學(xué)時(shí)首先借助文本中的光合作用習(xí)題引發(fā)學(xué)生的預(yù)測，然后要求學(xué)生將獨(dú)立思考得到的答案,填寫在文本提供的空白區(qū)域內(nèi)，此過程中無需學(xué)生進(jìn)行討論。

3 概念轉(zhuǎn)變文本的反思

3.1 相異構(gòu)想普遍存在 學(xué)生的相異構(gòu)想超越了年齡、能力、性別和文化界限，是普遍存在的。在學(xué)習(xí)的過程中會(huì)出現(xiàn)大量的相異構(gòu)想，有時(shí)甚至讓教師覺得匪夷所思。在進(jìn)行概念轉(zhuǎn)變教學(xué)時(shí)，教師必須事先考慮學(xué)生腦海中普遍的相異構(gòu)想，才能抓準(zhǔn)教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。教師應(yīng)該靈活運(yùn)用文獻(xiàn)、訪談、問卷和二段式測試等多種方式探查學(xué)生腦海里的相異構(gòu)想。

3.2 要充分關(guān)注概念轉(zhuǎn)變文本的教學(xué)策略 概念轉(zhuǎn)變文本在編寫時(shí)要求展示相異構(gòu)想并解釋相異構(gòu)想的不合理，加強(qiáng)相異構(gòu)想與科學(xué)概念的辨析比較，其教學(xué)重點(diǎn)不僅有科學(xué)概念的建構(gòu)，更看重相異構(gòu)想的激活、呈現(xiàn)和解構(gòu)。在進(jìn)行概念轉(zhuǎn)變文本的教學(xué)時(shí)，教師是以學(xué)生為主體，在利用文本的同時(shí)結(jié)合課堂討論、視頻等輔助手段促使學(xué)生真正解構(gòu)相異構(gòu)想，為新概念的完全接受提供可能性。在教學(xué)實(shí)踐中，只有充分關(guān)注概念轉(zhuǎn)變文本的各種教學(xué)策略，才有可能實(shí)現(xiàn)概念的真正轉(zhuǎn)變。