高中生物前科學概念的教學策略探討

殷俊才

摘 要：學生的生活經驗和對生物學概念的現有理解，即他們現有的前科學概念，會影響學生對生物學概念的理解和學習。教師應了解學生的前科學概念，在課堂教學中運用前科學概念轉換策略，幫助學生將前科學概念轉化為科學概念。

關鍵詞：生物教學;前科學概念;科學概念;教學策略

中圖分類號：G633.91文獻標志碼：A文章編號：1008-3561（2019）21-0084-01

前科學概念也被稱為日常生活概念，即生活概念，它是人在日常生活和交流過程中形成的。而科學概念反映了教學活動中客觀事物的共同屬性和本質特征。教師應充分了解學生的前科學概念，以適當的教學方法，將教學重點放在糾正和轉變學生錯誤或片面的“前科學概念”上。這樣不僅可以提高課堂效率，也有助于培養學生的科學素養。

一、誘發學生認知沖突，動搖其前科學概念

為了將前科學概念轉化為科學概念，教師必須動搖學生的前科學概念，并建立科學概念。在教學中，教師應該要求學生嘗試解釋事件，引發他們的概念沖突，發現矛盾事件，鼓勵和引導學生調整他們的認知，并建立符合科學概念的新概念模型。教師可以使用兩種特殊文本誘發學生的認知沖突：第一，反駁文本。反駁文本可直接呈現學生的錯誤概念。第二，非反駁性文本。非反駁性文本首先提供與錯誤認知不直接相關的新信息，從而激活學生心中與新信息相關的原始錯誤認知。教師在同一概念的講解中需靈活應用兩種文本，以有效地引發學生的認知沖突，而不應過分追求文本形式，忽略引起認知沖突的根本目標。例如，關于生命活動的直接能源問題，學生通常根據經驗和過去的學習認為直接能源是一種儲存能量的有機物質，如葡萄糖。此時，教師可以將“ATP”的概念直接以反駁文本的形式引入。學生們還認為生命活動所需的能量很大，因此認為ATP作為生命活動的直接能源在人體內的含量是巨大的。對此，教師不需要打破學生的錯誤認知，而要為學生提供以下數據：ATP在細胞中含量非常少，而細胞中的ATP只能進行約3秒的生命活動，但ATP在細胞中形成不到1秒后將發生轉換。累積以后，成年人在非運動狀態下24小時內需轉換40kg ATP。這個矛盾的事實可以使學生思考并意識到ATP需要不斷轉化以滿足生命活動的需要。

二、圖形知識促進前科學概念的轉變

生物教科書中有許多概念似乎相似，但實際上存在很大差異。然而學生經常會對不熟悉的概念使用固有的思維方式來推斷含義，這是學生形成“有意識的”前科學概念的主要途徑。因為在“有意識的”前科學概念和科學概念之間存在許多相同的元素。為了區分這兩者，找到概念的本質，教師可以通過提供圖形化的知識來糾正“有意識的”的前科學概念。例如，當第一次接觸一倍體和單倍體的概念時，一些學生產生了“有意識的”前科學概念，即“單倍體就是一倍體”。為了區分單倍體和一倍體，將這兩個概念圖形化是一種有效的手段。以四倍體馬鈴薯為例，將它的體細胞染色體組成圖片和單倍體細胞的染色體組成圖片以及一倍體體細胞的染色體組成圖片放在一起比較，就可以讓學生直觀地看到單倍體和一倍體概念之間的差異，明白單倍體不一定只包含一個染色體組。在此基礎上，教師再給學生解釋單倍體和一倍體來源之間的差異：單倍體是直接從某種物種的配子發育的個體，而一倍體是指僅包含一個染色體組的個體或細胞。

三、合理地復習鞏固，以防止前科學概念反復

學生推翻前科學概念建立科學概念是一個艱難的過程。如果沒有進行有效的復習鞏固，學生很容易出現前科學概念反復的現象。一些易忘記的科學概念將被前科學概念所取代，這是學生形成“重復型”前科學概念的原因。課后練習和測驗是在短時間內重現知識的重要方法。因此，為了加深學生對科學概念的理解和掌握，教師可以使用知識滾動復習的方法來編寫課后練習和測驗，在學生遺忘最快的時期，將易忘記的科學概念重新呈現，達到反饋整合的目的，從而糾正學生的“重復型”前科學概念。例如，在“酶的化學性質”學習中，學生容易產生酶就是蛋白質的前科學概念。雖然教師在教學中會補充說到極少數特殊的酶是RNA，但學生在實踐中遇到的例子幾乎都是蛋白質類酶。隨著時間的推移，學生可能會逐漸忘記“有一些酶是RNA”的科學概念，并且很容易回到“酶就是蛋白質”的前科學概念。為了糾正這種前科學概念，教師應該有目的地編寫課后練習和測驗，如有關酶的基本單位以及合成酶的位置的問題，檢查學生是否已形成“酶也可以是RNA”的概念，從而進一步減少學生前科學概念反復的情況。

綜上所述，在實際學習中，部分學生在糾正錯誤的前科學概念時常常存在困難。因此，在生物教學中，教師應該先深入了解學生轉移哪些概念有困難，為什么會出現困難，然后研究出對應的解決辦法。這樣的課堂才能做到有的放矢，準確抓住學生的概念誤區，及時糾正錯誤的前科學概念，提高生物課堂效率。

參考文獻：

[1]麥杰偉.高中生物前科學概念的探查與轉變的實踐研究[D].廣州大學，2016.

[2]陳彥芬.學生前科學概念的特點及對理科教學的啟示[J].上海教育科研，2014（10）.