初中生物学中常见的前科学概念及其转化策略

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　　摘 要：概念教学能够帮助学生更好地学习和形成相关的知识概念，是提升学生学习效率的有效策略。在初中生物教学中，学生在接受科学的教育之前，在生活经验中形成的概念叫作前科学概念，这些前科学概念有的与真正的科学概念存在巨大的差异，严重影响学生的思维概念和学习效果。为此，初中生物教师需要在课堂教学中，总结教学中常见的前学科概念，并采取有效的教学策略对其进行转化，帮助学生形成正确的科学概念，进一步加强学生的学习效果。本文主要结合自身的教学经验，对初中生物学中常见的前学科概念及其转化策略，进行了详细的分析与探讨。
　　关键词：初中生物;前科学概念;转化策略
　　一、 引言
　　在初中生物教学中，要想获得正确的科学概念，学生首先需要掌握概念的术语、内涵、外延等特征，在能够准确理解科学概念之前，就会形成前科学概念，对事物产生非本质的认知。然而由于前科学概念具有明显的自发性、差异性等特点，所以并非全部都是正确的，而不正确的前科学概念，在学生的课堂教学中，只会起到反向作用。因此，教师需要开展多元化的教学策略，对学生产生的错误的前科学概念进行及时的矫正，在提升学生学习效率的同时，培养学生的生物学科素养。
　　二、 前科学概念的定义
　　人们对于“前科学概念”的研究，最早起源于20世纪20年代对“儿童概念”的提出，之后人们从心理学的角度出发，将“前科学概念”定义为：没有经过专门的教学，而是在与他人日常交流过程中积累的个人经验，有的与科学概念有偏差，有的甚至相背离。而关于“前科学概念”的术语也有很多，有人称之为错误概念，指的是对事物不完善，甚至错误的理解与认知;有人称之为相异概念，指的是学习者在经验基础上对自然现象或物质构成的解释，主张学生的前科学概念不是绝对错误的;也有人称之为前概念，指的是学生在正式进入课堂教学之前，通过生活经验等形成的概念。基于此，教师在教学过程中，应该尊重学生的前科学概念，在客观认知的基础上，对学生的前科学概念进行转化，帮助学生更好地掌握科学的生物概念，进而有效加强学生的学习效果。
　　三、 初中生物学中常见的前科学概念
　　在初中生物教学中，常见的前科学概念可以概括为以下几方面内容：
　　（一）关于两栖动物概念的理解
　　大部分学生都认为既能在水里生活，又能在陆地生活的动物就是两栖动物，经常会将龟和扬子鳄等动物也当作是两栖动物。而实际上，所谓的两栖动物指的是幼体在水中生活，用鳃呼吸，然后经过变态发育，成体用肺呼吸，皮肤也能辅助呼吸，并且既能在水里生活，又能在陆地生活的动物才是两栖动物。
　　（二）关于鱼类和鸟类的分类概念
　　大部分学生都认为凡是名字里带个“鱼”字的动物就都属于鱼类，而凡是长翅膀、会飞的脊椎动物就都是鸟类，最典型的就是将鲍鱼、章鱼、鲸鱼等认作鱼类，将蝙蝠归为鸟类。正确的生物科学概念中，鱼类指的是终身生活在水里，用鳃呼吸，用鳍游泳的脊椎動物，鸟类指的就是表体覆盖羽毛、恒温、卵生的脊椎动物，身体呈流线型，大多数飞翔生活。明显鲍鱼、章鱼都是软体动物，没有鳃和鳍，而鲸鱼则属于海洋哺乳类动物，蝙蝠则是唯一一类进化出飞翔能力的哺乳动物。
　　（三）关于反射概念的理解
　　大部分学生都只知道反射不由控制，所以认为所有的应激反应都是反射，如含羞草被触碰时，叶片会自然下垂等现象。而正确的科学概念中关于反射的解释则是，在中枢神经系统的参与下，机体对内外环境刺激产生的规律性应答，明显与前科学概念有所区别。
　　（四）关于糖类的概念理解
　　人在小时候的认知中就有糖是甜的这一点，几乎是所有学生的固定认知，认为所有的糖都是甜的。但是他们并不知道由C、H、O三种元素组成的有机化合物，除了甜甜的葡萄糖、麦芽糖、蔗糖等，还有没有甜味的淀粉、纤维素等。
　　（五）关于人类生殖的概念
　　大部分学生都只知道人是从婴儿时期开始成长的，却不知道人类真正的发育起点，应该是精子和卵细胞结合产生的受精卵，再经过分裂、分化之后，形成组织、器官，最终形成个体。以及关于子宫、子房等认知，部分学生以为子房是人体子宫和乳房的统称，却不知道子宫虽然是人和动物雌性生殖器的一部分，而子房却是被子植物生长种子的器官，位于花的雌蕊下面。还有部分学生对于孕妇怀胎的认知，以为十月怀胎就真的要满十个月分娩，其实不然，孕妇怀胎按“周”换算，4周为一个月，40周刚好是十个月，而按整月算应该是9个月零7天左右。
　　（六）关于呼吸作用的概念认知
　　大部分学生都认为呼吸就是进行气体交换的过程，然而这只是针对人和动物而言，而对于植物来说，呼吸作用是有机物在细胞内经过一系列氧化分解，生成CO2或其他产物，释放能量的过程，与呼吸的概念具有明显差异。
　　四、 初中生物学中常见前科学概念的转变策略
　　（一）绘制概念图示，暴露前科学概念
　　直观的教学工具能够为学生提供丰富的感性信息，通过图片、图表、导图等形式，向学生传递正确的科学概念，对课本上的教学内容进行完善和补充。基于此，在初中生物教学中，转变学生前科学概念的时候，教师可以通过绘制概念图示的方法，对抽象的教学内容进行形象的展示，并要求学生将自己在预习中绘制的概念图与教师的概念图进行对比分析，初步暴露学生的前科学概念。然后让学生在教师所设置的教学问题引导下，对教学内容进行深入的思考和探索，充分暴露学生存在的前科学概念，帮助学生正确认知生物知识，进一步提升学生的学习效率。
　　例如，在教学《血流的管道——血管》的时候，教师可以要求学生在课前预习过程中，根据自己的理解自主绘制教学内容的概念图，方便教师梳理学生在本章节教学中存在的前科学概念，并以此为依据，为学生设置针对性的教学问题，引导学生通过对比专家绘制的概念图，发现自己在学习过程中，存在的问题和不足，并以小组合作的形式进行深入的研究和探讨，从而进一步加强学生的学习效果。 　　（二）创设教学情境，引发学生认知冲突
　　引发学生的认知冲突，是转化学生前科学概念的重要前提。为此，初中生物教师可以在课堂教学中为学生创设具有矛盾点的教学情境，引发学生的认知冲突，让学生对前科学概念产生怀疑，从而有效激发学生的学习兴趣和积极性，并充分调动学生脑中的概念知识，对情境中的矛盾点进行验证，让学生在解答疑惑的过程中，对教学知识进行重新构建，从而形成正确的科学概念。
　　例如，在教学《人体内物质运输》的时候，教师可以为学生创设教学情境：为什么人在大量出汗之后，会觉得口渴，在出汗的过程中，血液中丢失的是什么成分？要怎样才能进行有效补充呢？学生的第一反应就是人在出汗后会缺水，所以才会渴，要多喝水。然而正确的科学概念中，人在大量出汗后，血液中丢失的不仅是水分还有无机盐，单纯喝水还不够，需要摄入淡盐水来进行补充。
　　（三）开展类比分析，矫正学生错误概念
　　在初中生物教学中采取类比教学的方法，可以引导学生对相似的生物概念进行比较，清楚地认识到概念之间的本质区别和内在联系，意识到自己在教学内容中存在的错误概念，从而及时进行针对性的矫正，有效实现学生前科学概念的转化。
　　例如，对于“排便”和“排泄”这两个概念，教师可以组织学生开展对比教学：排泄指的是将新陈代谢产物排出机体外的过程，而排便则是胃消化食物的排出过程;排泄多是CO2、无机盐、尿素等，而排便则是指粪便;排泄的主要途径是皮肤排汗、呼吸系统呼气、泌尿系统排尿等，而排便的主要途径就是消化系统经肛门排便。通过这样明确的对比教学，能够帮助学生形成更正确的概念认知，同时加深学生的理解与印象，提高学生的学习质量与效率。
　　（四）借助生物实验，验证前科学概念
　　初中生物知识中涉及大量的生物实验，在生物教学中占据非常重的比例。因此，初中生物教师可以在转化学生前科學概念的过程中，通过生物实验，引导学生在实际操作的过程中，对前科学概念进行验证，以亲身体验来转化学生的前科学概念，帮助学生形成正确的科学概念，在锻炼学生动手实践能力的同时，加强学生对教学内容的理解与掌握。
　　例如，在教学“如何使用显微镜”的时候，大部分学生都只知道显微镜可以将微小的物质进行放大，以为在显微镜下看到的物象都是“正立”的。在这种情况下，教师不需要直接告诉学生对或错，而是可以借助实验教学，引导学生通过实验现象进行验证：将一个写着字母“b”的卡片，放在显微镜下进行观察，并将看到的图像画下来。如果所观察的物体在视野中太过偏左，那么要如何移动卡片，才能使字母处于观察视野的正中央呢？
　　学生们通过实验观察发现，带有正向字母“b”的卡片，在显微镜下显示“q”的图像，说明显微镜中看到的物像应该是倒立的，同时发现想要将边缘的物体移动到观察视野的中央，则需要向着物体所偏向的方向移动。由此，学生不仅转化了自身存在的前科学概念，还准确掌握了显微镜的正确使用方法，进一步提升了学生的学习质量与效率。
　　五、 结语
　　综上所述，在初中生物教学中，概念教学占有非常重要的教学地位，而前科学概念的有效转化则是影响学生最终学习效果的重要因素。为此，初中生物教师可以在实际教学中，通过绘制概念图、创设矛盾情境、开展类比分析、借助实验教学等方法，激发学生的认知冲突，让学生对自身存在的前科学概念产生怀疑，并在思考、探究的过程中对其进行验证，帮助学生清楚地认识到前科学概念的与科学概念之间的差别，从而有效实现对学生前科学概念的转化，进一步加强学生的学习效果，提升学生的生物学科素养。
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　　作者简介：
　　陈志刚，河南省驻马店市，河南省驻马店市教育技术装备中心。
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