高中生迷思概念的診斷路徑與教學(xué)策略研究

李金雅 林 偉 王慧娟

（1 麗水中學(xué) 浙江麗水 323000 2 麗水市教研院 浙江麗水 323000）

生物學(xué)概念是生物學(xué)知識體系的基石。對其正確理解，是落實生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的關(guān)鍵。如果學(xué)習(xí)者對概念不明確，則不能形成良好的知識框架，影響大概念的構(gòu)建，進而影響生命觀念的確立；同時學(xué)習(xí)者不可能利用錯誤概念進行正確的判斷和推理，進而影響科學(xué)思維的過程。因此，形成正確的生物學(xué)重要概念是落實課程目標的關(guān)鍵因 素之一［1］。

《普通高中生物學(xué)課程標準（2017年版）》建議：“在教學(xué)過程中，教師還必須注意學(xué)生頭腦中已有的前概念，特別是那些與科學(xué)概念相抵觸的錯誤概念。課堂教學(xué)活動要幫助學(xué)生消除錯誤概念，建立科學(xué)概念”?？梢娫谶_成教學(xué)目標的過程中，教師準確了解學(xué)生的前概念、錯誤概念非常重要。

1 錯誤概念、前科學(xué)概念和迷思概念的界定

錯誤概念是研究者研究之初首選的術(shù)語［2］，它特指個體持有的與科學(xué)概念不相一致的想法和觀點，因為它與科學(xué)概念具有明顯的矛盾，因而是錯誤的。

前科學(xué)概念又稱為前概念，是指個體在科學(xué)學(xué)習(xí)之前通過一定的途徑，例如，觀察、經(jīng)驗積累等方式形成的認識和理解［3-5］，但是前概念不等同于錯誤概念，學(xué)生所擁有的前概念中有一部分是與科學(xué)概念相一致的，可作為課堂教學(xué)的有利因素。

迷思概念是我國臺灣學(xué)者對“misconception”的譯法，最初“misconception”被研究者翻譯為錯誤概念，但是隨著研究的深入，研究者認為錯誤概念否定意味太強，否定了學(xué)生原有的一切想法，因此，立足于尊重學(xué)生主動構(gòu)建知識的基礎(chǔ)上，研究者傾向采用迷思概念的譯法，該詞暗示了學(xué)生對概念的理解與科學(xué)概念之間有出入，尚有改進之處。本文中筆者將使用“迷思概念”一詞，指學(xué)生關(guān)于某一科學(xué)概念存在的與教材內(nèi)容不相同或不完全相同的解釋或理解。

2 迷思概念的診斷工具和研究方法

2.1 迷思概念的診斷工具 常用測試、訪談、出聲思考、糾錯本、課堂提問、二階層診斷測試等方法使思維活動外顯，對迷思概念進行診斷。其中二階層診斷測試快捷方便、獲得信息量最多而統(tǒng)計工作量較小，并且在準確度和有效性方面更具優(yōu)勢，因此，本次調(diào)查采用二階層診斷測試作為診斷工具。

二階層診斷測試是指一份試題中的每個題目都包含2個階層：第一階層類似于客觀測試題中的選擇題，由題干和若干個答案選項構(gòu)成；第二階層則是填寫選擇第一階層選項的理由。答題者需同時做對2個階層的選項，才能視作答題正確。

2.2 二階層診斷測試研究方法 二階層診斷測試研究的技術(shù)路線見圖1。

圖1 二階層診斷測試研究技術(shù)路線圖

本次研究的目標是調(diào)查學(xué)生關(guān)于重要概念“3.2有性生殖中基因的分離和重組導(dǎo)致雙親后代基因組合有多種可能”的迷思概念。二階層診斷測試問卷涉及重要概念3.2中的下位概念——染色體、等位基因、減數(shù)分裂和受精作用、孟德爾定律、性別決定等（見附錄）。

問卷的實施對象為麗水中學(xué)高二2個班的學(xué)生，總共發(fā)放85份問卷，回收85份。由于本研究中采用的是二階層診斷測試卷，即第二階層沒有固定的選項，因此，研究者先將每題中學(xué)生回答的第二階層的理由進行分類后再統(tǒng)計，并將問卷編碼，將數(shù)據(jù)輸入電腦，利用SPSS17.0統(tǒng)計各題選項的人數(shù)交叉表，分析結(jié)果。

3 迷思概念調(diào)查結(jié)果

第1題檢測學(xué)生對染色體的理解情況，問卷統(tǒng)計結(jié)果如表1。

表1 第1題測試結(jié)果

第二階層*第一階層 交叉表 （%）

關(guān)于染色體的概念能答對第一階層的學(xué)生占24.3%，而沒有學(xué)生能順利寫出答題的理由，即雖然有24.3%的學(xué)生知道正確選項，卻不一定真正理解染色體的含義。結(jié)果表明，有高達71.6%的學(xué)生認為染色體就是遺傳物質(zhì)，而4.1%的學(xué)生認為分裂期可看到細胞核的存在。

第2題檢測學(xué)生對等位基因的理解情況，結(jié)果分析如表2。

表2 第2題測試結(jié)果

第二階層*第一階層 交叉表 （%）

關(guān)于等位基因的概念能答對第一階層的學(xué)生有82.4%，而同時做對2個階層的學(xué)生只有28.4%，說明很多學(xué)生雖然知道等位基因是怎么回事，卻不知道理由，其中有一些猜測的成分存在。有10.8%學(xué)生認為體細胞成對存在的基因即為等位基因，還有4.1%的學(xué)生認為雌配子和雄配子中的基因即為等位基因，從中可看出學(xué)生對等位基因概念的掌握情況不容樂觀。

第3題檢測學(xué)生對減數(shù)分裂和受精作用概念的理解情況，結(jié)果分析如表3。

表3 第3題測試結(jié)果

第二階層*第一階層 交叉表 （%）

關(guān)于減數(shù)分裂和受精作用能答對第一階層的學(xué)生只有23.0%，而同時做對2個階層的學(xué)生只有4.1%。另有51.4%的學(xué)生認為受精卵中的遺傳物質(zhì)父母雙方各占一半，10.8%的學(xué)生認為通過減數(shù)分裂細胞的數(shù)目會減少，還有14.8%的學(xué)生覺得受精作用是精子整個進入卵細胞，可見學(xué)生對于減數(shù)分裂和受精作用知識點的認識還很模糊。

第4題檢測學(xué)生對孟德爾定律的理解情況，結(jié)果如表4。

表4 第4題測試結(jié)果

第二階層*第一階層 交叉表 （%）

關(guān)于孟德爾定律能做對第一階層的學(xué)生占44.6%，而同時答對2個階層的學(xué)生只有18.9%。有27.0%的學(xué)生認為控制2對相對性狀的基因一定遵循自由組合定律，而忽略了2對或多對基因在同一對同源染色體的情況；28.4%的學(xué)生認為孟德爾定律在受精作用過程中起作用。

第5題是檢測學(xué)生對性別決定的理解情況，結(jié)果分析如表5。

表5 第5題測試結(jié)果

第二階層*第一階層 交叉表 （%）

關(guān)于性別決定能答對第一階層的學(xué)生有44.6%，而同時答對2個階層的學(xué)生只有13.5%。有12.2%的學(xué)生認為Y染色體一定比X的要小；21.6%的學(xué)生認為含X的配子一定是雌配子，而含Y的配子一定是雄配子；另外有21.6%的學(xué)生認為所有細胞中的染色體都可分為常染色體和性染色體。

4 調(diào)查結(jié)果分析

4.1 常見的迷思概念 根據(jù)調(diào)查結(jié)果可得，關(guān)于重要概念“有性生殖中基因的分離和重組導(dǎo)致雙親后代的基因組合有多種可能”，高二學(xué)生主要存在以下迷思概念（表5）。

表5 相關(guān)迷思概念

4.2 迷思概念來源

1）教師和科普讀物等媒介。部分學(xué)生在問卷的理由欄中沒有填寫具體的理由，而是給出了“教師講過、書上看到過、電視上看到過”等解釋。教師在教學(xué)過程中過于強調(diào)概念的某一個方面而讓學(xué)生忽視了概念其他方面的內(nèi)涵和外延，從而使學(xué)生對概念全面性和準確性的理解上出現(xiàn)偏差。有些科普讀物或電視等媒體渠道對科學(xué)概念的理解有時也會存在偏差，再加上學(xué)生在閱讀時作出的不恰當推理，容易形成迷思概念。

2）個人生活經(jīng)驗。學(xué)生日常生活中積累的經(jīng)驗是其迷思概念產(chǎn)生的重要來源，他們利用日常知識經(jīng)驗解決生活中碰到的問題，這無疑增加了學(xué)生產(chǎn)生迷思概念的風(fēng)險。例如，對于受精作用的過程，部分學(xué)生認為是整個精子和卵細胞的結(jié)合，所以受精卵中的遺傳物質(zhì)是精子和卵細胞各占一半。

3）缺乏知識支持。學(xué)生缺乏對生物個體繁衍、發(fā)育和遺傳等領(lǐng)域的知識，使其對概念產(chǎn)生錯誤認識，對問題的理解也側(cè)重于已有知識所涉及的方面，從而導(dǎo)致認識上的偏差，形成迷思概念。

4.3 迷思概念的特點

1）經(jīng)驗性。學(xué)生通過日常生活中的經(jīng)驗積累等方式形成的觀點和看法大多是片面的，具有局限性。

2）隱蔽性。學(xué)生頭腦中的迷思概念通常是在日常生活中形成的，一般不易暴露，只有在特定情境下才會被喚起［5］。通過本次二階層診斷測試法，才發(fā)現(xiàn)學(xué)生的一些錯誤認識。

3）頑固性。在解決新問題時，學(xué)生總是習(xí)慣用已有的知識經(jīng)驗進行解釋。例如，本次調(diào)查中學(xué)生“染色體”概念的錯誤認識，在以前模塊的學(xué)習(xí)中就已存在，在新的情境中這種錯誤認識又會重現(xiàn)。

5 相關(guān)概念的正確理解（表6）

表6 相關(guān)概念的正確理解

6 教學(xué)對策

6.1 通過抽象概括形成科學(xué)概念 由調(diào)查結(jié)果可知，學(xué)生個人生活經(jīng)驗、原有認知結(jié)構(gòu)等因素極大程度上影響對科學(xué)概念的掌握。因此，教師在教學(xué)過程中，應(yīng)向?qū)W生提供豐富的來自生活的例證，包括正例和反例，引導(dǎo)學(xué)生對這些例證進行抽象思維，提取其本質(zhì)屬性，辨別非本質(zhì)屬性，最后概括形成科學(xué)概念。同時教師不能忽視對概念間邏輯關(guān)系和層級關(guān)系的梳理，例如，構(gòu)建重要概念3.2的概念圖（圖略），促使學(xué)生形成良好的認知結(jié)構(gòu)，形成正確的科學(xué)概念。

6.2 通過實踐活動形成科學(xué)概念 懷特和甘斯頓提出科學(xué)概念構(gòu)建的策略——POE策略，即“預(yù)測—觀察—解釋”，包括3個步驟：1）針對概念學(xué)習(xí)設(shè)計的活動情境或?qū)嶒?，讓學(xué)生對實驗的現(xiàn)象或結(jié)果作出預(yù)測，并說明猜測的理由；2）讓學(xué)生觀察實驗現(xiàn)象，并記錄觀察到的事實現(xiàn)象；3）對于預(yù)測和觀察之間的任何沖突作出解釋，思考并調(diào)和觀察和預(yù)測之間的不一致性。

在重要概念3.2的概念教學(xué)中，教師以POE策略為指導(dǎo)，提供機會引導(dǎo)學(xué)生充分開展孟德爾定律模擬實驗、減數(shù)分裂模型構(gòu)建等實踐活動，通過以上3個連續(xù)的步驟暴露學(xué)生的迷思概念，進而促成科學(xué)概念構(gòu)建。

附錄：

重要概念“3.2有性生殖中基因的分離和重組導(dǎo)致雙親后代的基因組合有多種可能”的迷思概念調(diào)查問卷

親愛的同學(xué)：

你好！為了更好地了解你對生物學(xué)“有性生殖中基因的分離和重組導(dǎo)致雙親后代的基因組合有多種可能”這部分內(nèi)容的理解，改進生物學(xué)教學(xué)，我們設(shè)計了此份調(diào)查問卷。本問卷不計成績，不會對你產(chǎn)生任何不良影響，只是作為教學(xué)研究的一項參考資料，請你獨立認真地回答以下問題，因為你的回答將直接決定問卷的有效性，衷心感謝你的合作！

答題要求：每個題目有4個選項，請你選擇你認為正確的選項，再在“理由”橫線上寫出你選此項的理由。

學(xué)校：_____________班級：__________姓名：___________

1.下列有關(guān)染色體的敘述正確的是（ ）。

A.染色體是細胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)

B.通常情況下同種生物體細胞內(nèi)的染色體數(shù)目相同

C.分裂期可用電鏡看到細胞核及棒狀染色體

D.染色體均包含2條姐妹染色單體

理由：________________________________________。

2.下列關(guān)于等位基因的敘述，正確的是（ ）。

A.等位基因是控制一對相對性狀的2種不同形式的基因

B.體細胞中成對的基因互為等位基因

C.雌配子中的基因和雄配子中的基因互為等位基因

D.姐妹染色單體分開導(dǎo)致等位基因分離

理由：________________________________________。

3.下列關(guān)于減數(shù)分裂和受精作用的敘述,正確的是（ ）。

A.通過減數(shù)分裂，細胞數(shù)目減少

B.受精卵中的遺傳物質(zhì)，來自父母雙方的各占一半

C.同種生物的受精卵中，染色體數(shù)目與體細胞中的一樣

D.整個精子進入卵細胞內(nèi)，完成受精作用

理由：________________________________________。

4.下列有關(guān)孟德爾定律敘述正確的是（ ）。

A.自由組合定律的實質(zhì)是非同源染色體上的非等位基因自由組合

B.控制2對相對性狀的2對等位基因一定遵循自由組合定律

C.分離定律和自由組合定律在受精作用過程中起作用

D.分離定律和自由組合定律適用于一切生物

理由：________________________________________。

5.下列有關(guān)性別決定的敘述，正確的是（ ）。

A.人的性別最早確定時間是形成受精卵時

B.XY型性別決定的生物，Y染色體都比X染色體短小

C.含X染色體的配子是雌配子，含Y染色體的配子是雄配子

D.各種生物細胞中的染色體都可分為性染色體和常染色體

理由:________________________________________。