具體認知結(jié)構(gòu)概念轉(zhuǎn)變策略在初中生物學課堂教學中的應(yīng)用

李金月

前科學概念是學生建構(gòu)科學概念的基石。依據(jù)前科學概念與科學概念的關(guān)系，教師可采用不同的概念轉(zhuǎn)變教學策略。如果學生的前科學概念與科學概念相互沖突，可以采用認知沖突策略（即修正認知結(jié)構(gòu)策略）；如果學生的前科學概念與科學概念并不相悖，只是相對零散不夠完整，可以采用具體認知結(jié)構(gòu)概念轉(zhuǎn)變策略，即在學生原有的前科學概念的基礎(chǔ)上，利用多種方法幫助學生建構(gòu)科學概念。通過課前調(diào)查，發(fā)現(xiàn)學生已經(jīng)了解昆蟲的生殖和發(fā)育的很多實例，有些學生在小學階段曾飼養(yǎng)過家蠶。因此，筆者結(jié)合學生已有的前科學概念，應(yīng)用具體認知結(jié)構(gòu)概念轉(zhuǎn)變教學策略，引導學生對前科學概念中的昆蟲的生殖和發(fā)育的實例進行比較歸納，進而建構(gòu)本節(jié)課的重要概念。

1概念層級分析

《義務(wù)教育生物學課程標準（2011年版）》（以下簡稱《課程標準》）中要求學生通過“昆蟲的生殖和發(fā)育”一節(jié)的學習，形成以下重要概念：不同動物發(fā)育的方式可能不同。有些動物的幼體與成體形態(tài)相似，有些動物的幼體與成體形態(tài)差別很大。具體的教學內(nèi)容是要求學生能舉例說出昆蟲的生殖和發(fā)育過程，開展飼養(yǎng)家蠶或其他昆蟲等相關(guān)活動。結(jié)合《課程標準》的要求，教師可按照從生物學事實到一般概念再到重要概念的概念層級，促進學生逐步建構(gòu)概念。梳理本節(jié)概念的上、下位關(guān)系，整理出本節(jié)的概念建構(gòu)框架圖（圖1）。

2學生前概念分析

學生在正式的科學概念學習之前，通過小學階段的科學課程學習和日常生活經(jīng)驗的積累，已經(jīng)具備很多與“昆蟲的生殖和發(fā)育”相關(guān)的前科學概念。教師充分了解學生的前科學概念，有利于促進前科學概念的有效轉(zhuǎn)化，進而建構(gòu)科學概念。基于學生的前科學概念，設(shè)計本節(jié)課的概念轉(zhuǎn)變教學路徑（表1）。

3教學流程

3.1創(chuàng)設(shè)情境，引入概念

教師創(chuàng)設(shè)情境：昆蟲寶寶和昆蟲媽媽走散了，你能夠幫昆蟲寶寶找到它的媽媽嗎？并呈現(xiàn)家蠶、蝴蝶、蚊子、蝗蟲的幼蟲和成蟲的板貼，要求學生按照幼蟲和成蟲的對應(yīng)關(guān)系將它們一一對應(yīng)起來。學生結(jié)合生活經(jīng)驗，進行判斷。教師進一步提問：除了以上4種，你還知道哪些昆蟲發(fā)育的實例？學生結(jié)合生活經(jīng)驗，舉例說明。教師追問：這些昆蟲的發(fā)育過程一樣嗎？學生思考不同昆蟲的發(fā)育過程的異同。

設(shè)計意圖：此活動旨在聯(lián)系生活創(chuàng)設(shè)問題情境，引導學生呈現(xiàn)出已具備的昆蟲生殖和發(fā)育的相關(guān)知識，暴露學生存在的前科學概念，進而引入本節(jié)課的核心問題“不同的昆蟲發(fā)育過程一樣嗎”，指向本節(jié)的重要概念。

3.2分析例證，形成概念

概念的例證是形成科學概念的必要支持。教師提供觀察標本，引導學生分析家蠶和蝗蟲的生殖和發(fā)育過程兩個代表性生物學事實，使學生初步構(gòu)建完全變態(tài)發(fā)育和不完全變態(tài)發(fā)育的一般概念，進一步引導學生舉例說出其他昆蟲生殖和發(fā)育的實例，進而完善昆蟲變態(tài)發(fā)育的概念。

3.2.1觀察標本，分析代表性事實——家蠶和蝗蟲的生殖和發(fā)育過程

教師呈現(xiàn)家蠶的生殖發(fā)育各個階段的圖示板貼，提出問題：很多同學在小學養(yǎng)過家蠶，你知道圖片代表的是家蠶的哪個發(fā)育階段嗎？請將各圖按照家蠶的生殖和發(fā)育過程進行排序。學生說出家蠶的發(fā)育階段，進行板貼排序，進一步暴露關(guān)于家蠶發(fā)育的前概念。

教師分組發(fā)放家蠶生活史標本，引導學生利用表格比較家蠶的幼蟲、蛹和成蟲的形態(tài)特點和生活習性（表2）。學生以小組為單位觀察標本，完成家蠶發(fā)育階段的表格填寫。教師進一步引導學生觀察蝗蟲生活史標本，提出問題：蝗蟲的發(fā)育有哪些階段？學生比較蝗蟲的若蟲、成蟲的形態(tài)特點和生活習性，填寫表格（表3）。教師追問：家蠶和蝗蟲的發(fā)育階段有什么不同？由此引入完全變態(tài)發(fā)育和不完全變態(tài)發(fā)育的概念，引導學生列表比較完全變態(tài)發(fā)育和不完全變態(tài)發(fā)育的異同。

設(shè)計意圖：教師引導學生觀察實物標本，使學生更加形象直觀地了解昆蟲的發(fā)育過程。學生以表格的形式對蝗蟲和家蠶的發(fā)育階段進行對比，引發(fā)概念沖突，理解概念的內(nèi)涵。

3.2.2聯(lián)系生活，舉例說出其他實例——其他昆蟲的生殖和發(fā)育實例

教師提問：除了家蠶和蝗蟲的例子，還能列舉出哪些昆蟲發(fā)育的實例，你能說出哪些屬于完全變態(tài)發(fā)育，哪些屬于不完全變態(tài)發(fā)育嗎？學生聯(lián)系生活經(jīng)驗，列舉不同的昆蟲發(fā)育實例。

設(shè)計意圖：教師引導學生聯(lián)系生活經(jīng)驗，同時落實《課程標準》中“舉例說出昆蟲的生殖和發(fā)育過程”，引導學生列舉更多的生物學事實，支撐本節(jié)的重要概念。

3.3綜合應(yīng)用，鞏固概念

教師呈現(xiàn)一些昆蟲的發(fā)育過程示意圖，請學生判斷其變態(tài)發(fā)育的類型。學生應(yīng)用概念進行判斷。學生在應(yīng)用概念進行判斷的過程中，明確昆蟲的變態(tài)發(fā)育概念的外延。

3.4聯(lián)系實際，深化概念

教師聯(lián)系生產(chǎn)生活實際，設(shè)計拓展問題：①根據(jù)蠶的生殖發(fā)育特點，蠶農(nóng)要提高產(chǎn)絲率，應(yīng)延長哪一個發(fā)育階段？②旱極而蝗，蝗蟲對農(nóng)作物危害最嚴重的時期是什么？消滅蝗蟲的最佳時期是哪一階段？③為什么滅蚊時要注意清理環(huán)境積水？學生運用已學概念，對問題進行科學解釋。

設(shè)計意圖：教師引導學生運用概念進行科學解釋，并評價學生的學習效果，反饋教學效果。前科學概念具有頑固性，即前科學概念一旦形成，就會在人的思維中形成定勢，在學生頭腦中根深蒂固，印象深刻。因而拓展問題能夠進一步暴露出學生通過課堂學習仍然具備的前科學概念。例如，有學生認為蠶吐絲的階段是蛹期，因為蛹期外面包裹纏繞著很多白色的蠶絲。這暴露出學生對幼蟲吐絲結(jié)繭再化蛹這一發(fā)育過程仍然存在問題。

4教學反思

教師結(jié)合具體認知結(jié)構(gòu)概念轉(zhuǎn)變教學策略，對“昆蟲的生殖和發(fā)育”一節(jié)進行概念教學設(shè)計，設(shè)計了“創(chuàng)設(shè)情境——引入概念、分析例證——形成概念、綜合應(yīng)用——鞏固概念和聯(lián)系實際—應(yīng)用概念”4個教學環(huán)節(jié)，引導學生從生物學事實逐步形成一般概念，進而建構(gòu)重要概念，體現(xiàn)了依據(jù)學生的認知發(fā)展規(guī)律設(shè)計概念建構(gòu)教學的理念。課前調(diào)查和課堂活動可以暴露學生已有的前科學概念。觀察昆蟲發(fā)育實物標本和舉例說明呈現(xiàn)概念例證，學生對不同昆蟲發(fā)育實例進行比較、分析和歸納形成概念；再應(yīng)用概念判斷昆蟲發(fā)育類型鞏固概念，最后對生產(chǎn)生活中的實際問題進行科學解釋。學生在對概念例證的觀察、比較、分析和歸納的過程中，培養(yǎng)了科學思維，同時在前科學概念的基礎(chǔ)上構(gòu)建概念體系，提高了生物學學科核心素養(yǎng)。

參考文獻：

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