筑基“前概念”，構架初中生物實驗橋梁

俞慶育 孫錫英

摘要以學生前概念為基礎，架構實驗橋梁，根據學生所具前概念的特點，有針對性地采取適當的教學策略和手段來設置教學情境、設計教學思路、構建教學流程，有效推動初中生物實驗教學。

關鍵詞前概念 初中生物 生物學實驗

前概念又叫前科學概念，也稱為“迷思概念”或“另有概念”。蘇聯心理學家維果茨基稱其為“自發概念”，是指學生在學習科學之前由長期的日常經驗形成的對事物、現象的看法和觀念。

前概念和科學概念同是來源于人們的實踐活動，它們都是認識主體的產物。但是學生的生物學前概念往往是源于生活中對一般事物的直覺認識和對已學知識的拓展及聯系。由于學生自身認知水平的限制和對之前所學內容理解程度不足，其所形成的前概念往往是不完整的、模糊的、甚至是錯誤的。這樣的前概念對學生形成和理解科學概念造成了極大的困難。

初中學生思維能力發展快速，抽象邏輯能力提升明顯，且學生大部分邏輯思維是依賴感性認識而形成的。因此在初中生物實驗教學中，可以以學生前概念為基礎來設計實驗，通過實驗探究和驗證，將抽象內容直觀化，完整片面概念、厘清模糊概念、糾正錯誤概念，從而變前概念為科學概念。

1利用“錯誤前概念”創設矛盾，激發實驗欲望

錯誤的前概念是常見的一種前概念類型，主要是學生受認知水平的局限、生活經驗的誤導和憑直覺感性對日常現象從表面進行臆斷，不經過邏輯推理和科學分析得出的結果。比如鳥都能飛（能飛的都是鳥），植物只進行光合作用釋放氧氣、不需要消耗氧氣等。

學生的錯誤前概念和科學概念相互沖突。利用錯誤前概念創設矛盾是激發學生的探究欲望、推進實驗的有效手段。新概念的形成中以認知沖突和解決沖突為基礎的教學策略，有學者稱為修正認知結構的概念轉變技術。如納斯伯姆和諾威克提出的教學策略——矛盾事件：讓學生嘗試解釋一事件，引起概念沖突，發現矛盾事件。

例如蘇科版教材八年級“植物的生長發育”中“觀察種子的結構”實驗，就可以利用學生所具備的“種子萌發長出的是芽”的前概念制造矛盾事件。教師通過播放蠶豆種子萌發前期的視頻，展示種子萌發首先長出根的實情，讓學生對發“芽”還是長“根”形成矛盾沖突，從而產生想探究種子結構的沖動，激發學生實驗欲望，使實驗開展更順暢，使學生對胚根、胚芽的辨識也更清晰。七年級下學期探究鳥類適于飛行的特征時，教師也可通過學生“能飛的都是鳥”和“蝙蝠能飛，但不是鳥”等前概念制造矛盾沖突，進而引發學生思考，激發探究欲望。

2利用“模糊前概念”對比架橋，創設實驗思路

在日常生活中，學生還會通過自身體驗、與他人交流、不完整的觀察學習，接觸到有關生物學的現象和知識，在有意或無意中形成了一些模糊的生物學前概念。這種前概念是建立在粗糙觀察和局部概括基礎上所進行的抽象，并不能真實反映事物的特征和本質。

針對學生所具有的這種模糊前概念，教師可以通過利用學生理解的知識和實驗來進行對比分析，架設實驗思路和方法步驟，幫助學生通過實驗探究或驗證，建立正確的科學概念。

例如在“利用菠菜植株探究植物呼吸作用的氣體變化實驗”后，學生認識到：綠色植物在光照條件下進行光合作用，吸收二氧化碳、釋放氧氣；黑暗條件不進行光合作用時，呼吸作用吸收氧氣、釋放二氧化碳。但對于光照條件下植物也進行呼吸作用消耗氧氣、釋放二氧化碳，學生缺乏科學性的理解，植物“有光無光都能進行呼吸作用”對學生而言就是模糊前概念。此時，教師就可以引導學生通過分析、比較探究光合作用和呼吸作用氣體變化的實驗思路，嘗試植物體（或細胞）在光照條件且不受光合作用影響下對氣體的變化進行探究。（學生通過思考討論提出利用基本不進行光合作用的根、萌發的種子等器官代替植物體實施實驗，這樣就可以在光照條件下直接探究植物體的呼吸作用）通過精心設計實驗、實施實驗，學生就能真正認識到植物體光照條件下也在進行呼吸作用，只是呼吸作用弱于光合作用，所以植物體總體體現從環境中吸收二氧化碳、釋放氧氣的現象。

3利用“正確前概念”鋪墊探究，構建實驗框架

建構主義學習論認為，學習是個體主動建構知識的過程，新概念的形成是基于前概念的主動建構，是在前概念的基礎上形成、拓展、驗證和修改的持續過程。

正確的前概念對于教學活動具有積極的促進作用，會使學生的學習活動更順暢、知識理解更容易。在生物學實驗教學中，學生的正確前概念主要包括實驗設計的基本原則和思路，以及一些關聯性知識。實驗探究時，教師應充分發揮學生的學習主體性，誘導學生利用具備的實驗技能和相關知識儲備，構建實驗框架，積極有效地展開實驗探究。

例如，蘇科版八下“驗證光合作用吸收二氧化碳”的實驗，實驗設計前就應引導學生應用之前掌握的實驗設計原則、植物呼吸作用對氣體變化的探究實驗設計思路等前概念，一步步誘導學生進行實驗計劃制定。學生在遵循單一變量原則和對照原則的基礎上，結合探究植物呼吸對氣體變化的實驗裝置，就會想到利用透明的廣口瓶、塑料袋等密閉材料作為實驗器具，設置有無綠色植物和有無光照的實驗對照，這樣實驗的基本框架就基本搭建完成。教師適當引導點撥，為了使植物光合作用吸收二氧化碳效果更明顯可見，可先向裝置中充入等量二氧化碳，最后通過檢測對比裝置中二氧化碳剩余情況教師提供具體檢測方法（BTB溶液檢測），學生通過自我修正和完善，制定完整的實驗計劃，切實有效地開展實驗探究。利用正確前概念進行教學鋪墊能積極有效地發展學生的實驗設計、探究能力和綜合素養。

綜上所述，學生的前概念種類多樣、各有特點。教師要充分認識到前概念的重要性，關注學生所具有的前概念的特點，有針對性地采取適當的教學策略和手段來設置教學情境、設計教學思路、構建教學流程，有效推動初中生物實驗教學。使前概念成為“墊腳石”，架構實驗橋梁，幫助學生構建科學概念。通過實驗，糾正、補充、完善學生的認知，促進學生科學概念的構建，促進教學效率的提升。