让学生掌握主动权
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作者: 王晶晶 崔 鸿
摘 要：在中学生物教学中，前概念在学生的头脑中留下了深刻的印象，对学生形成与掌握生物科学概念产生了极大的影响。文章通过阐述什么是概念转变，以及分析中学生前概念的特点，结合生物教学实践，初探教师如何帮助学生有效地“丰富”和“修正”前概念，建构生物科学概念的策略。本文主要对由引发认知冲突来进行生物概念转变教学的策略进行初探。
关键词：前概念 错误概念 概念转变 生物教学
一、什么是概念转变
在生物学习中，生物知识主要是由概念和概念所组成的系统构成的，掌握了概念才能进一步形成某方面的技能，因此概念的学习是中学生物教学中的首要问题。
在概念教学之前，教师需认识到学生并不是空着脑袋走进学校的，在生活中已经具有了一些生物知识，我们称这类知识为“前概念”，研究者将“前概念”做了分类：1994年杜伊特将教学前概念区分为错误概念与前概念。错误概念通常是指学生正式教学之前形成错误理解。在学生已有的生物“前概念”中就可以发现很多“错误概念”。
例如：在讲述结合水和自由水概念时，学生可能就会根据日常生活经验得出：自由水就是可以自由流动的水，结合水就是和其他物质发生化学反应，作为化学反应原料的水；讲解自由扩散和主动运输，学生就可能提出这样的“错误概念”：主动运输的物质是生命需要的物质，被动运输的物质是有害物质进入的过程。
那么如何让学生摒弃这些错误观念，获得科学概念就是我们常说的“概念转变教学”过程的一部分，以下将从分析学生生物错误概念的特点入手，论述如何在生物教学中让学生获得科学概念。
二、学生生物错误概念的特点
若在生物教学中顺利地实施“概念转变”教学就首先需要认识学生已有的生物错误概念的一般特点：
1. 顽固性
错误概念是学生长期生活经验的积累形成的，深深地印在了学生的头脑中，也蒙蔽了学生发现真理、认识真理的眼睛。
例如：学生在日常生活中形成对激素的深刻印象就是：激素能促进生长，当教师讲述植物激素也会抑制植物的生长时学生就会觉得疑惑，激素也能阻止生长？这类错误概念就是学生在长期的生活中形成的对某种事物固定而又单一的认识，这种认识的顽固性还体现在学生在已经接受科学概念几周后又恢复原来的认识和理解。
2. 广泛性、不连贯性、不稳定性
学生在接受正式的生物教育之前已经有了多年的生活经验，接触到了形形色色的生物现象，也通过一定的途径得到了解释，所以对各种生物现象都有自己的看法，其生物概念体现了广泛性，但是由于学生在生活中所接触的自然有一定的局限性，所以他们的认识也是片面的，不连贯的，这种特点可能会让学生在不同情况下对同一生物现象做出不同的解释，这样也带来了其错误概念的不稳定性，这个特点也是教师得以进行概念转变的突破口。
3. 自发性
学生在头脑中形成错误概念的时候完全是自发的，完全站在自己的角度以强烈的感情色彩去描绘多姿多彩的生物世界，凭自己的感性经验在头脑中建构。
例如：学生会在日常生活中观察到种子是从土中萌发的，就会自发地认为种子要萌发并不需要空气，因为它是从土里钻出来，钻出土壤后才进入到空气中。
4. 隐蔽性
学生头脑中的错误概念是潜移默化形成的，因此它以潜在的形式存在，教师创设各种教学情境下，诱导学生表现其错误概念，在错误概念与科学概念产生冲突后经教师的强化，获得科学概念。但这种接受也可能是表面的接受，在同学课下交流时，“错误概念”可能又会占据上风，而教师若不及时了解学生课下交流的情况，强化科学概念，错误概念又会卷土重来。
三、生物教学实际中的概念转变
实现“概念转变”需要哪些条件？根据1982年，Posner等人提出的著名的“概念转变模型理论(conceptual change model，简称CCM)，我们就可以找到答案。他们认为，一个人原来的概念要发生转变需要满足四个条件：
(1)对原有概念的不满(dissatisfied)；
(2)新概念的可理解性(intelligibility)；
(3)新概念的合理性 (plausibility)；
(4)新概念的有效性(fruitfulness)。
而在实际的生物教学中，我们可以以建构学习理论为基础进行“概念转变”教学，可以概括为以下三个步骤：
1. 教师和学生共同了解目标领域“前概念”。
要转变学生的“前概念” 就首先要了解在目标领域中学生拥有什么样的概念， 此时的了解包含教师和学生两个方面。 对于教师，需要了解学生在哪些知识点上存在前概念，这些前概念中的错误概念有哪些， 这些经验思想是如何形成的， 才能选择适当的策略帮助学生转变“前概念”。 而对于学生来说，则是通过了解到自己的“前概念”中还有哪些不足，激起学习新概念的愿望。
（1）开展合作学习揭示目标领域“前概念”。
以建构主义学习理论为基础的“合作学习”就能够促使教师和学生对生物某些知识 “前概念”的理解。在合作学习过程中，学生之间相互交流与讨论，分别呈现自己对相同事物的认识和理解，由于学生对不同事物的理解都是以自己的经验为背景建立的，不同的学生会接触到事物的不同方面，所以这些不同的认识将会在讨论中碰撞和融合，促使学生了解看到事物的其他侧面，对事物形成更全面和更新的认识，促使自己“错误概念”的转变。教师在指导学生合作学习的过程中，可以倾听不同学生对事物的不同认识，了解到各种认识的由来，记录下他们对事物认识的“错误概念”，这样在下一步的教学中就可以有的放矢地转变学生的有关“错误概念”。
例如：在学习果实和种子时，教师可以让学生把他们认为是果实和种子的东西都收集起来，放在一起做比较，果实和种子各自有哪些特点，它们的区别，最后再归纳出科学而又准确的生物学概念。
（2）通过问题教学，教师引导学生进行发散思维揭示目标领域“前概念”。
教师引导学生对目标领域的一些问题进行发散思维，让学生开动脑筋说出与目标领域有关的认识，在表述的过程中教师就可以了解到学生前概念，也可以窥见学生形成某种前概念的思想渊源。这种教学方式既为培养学生的创造力打下了基础，又了解到了学生的前概念，体现了新课程的教学理念，由“再现式教育”转为“发现式教育”可谓一举多得。
2. 创设教学情境，揭示“错误概念”引发认知冲突。
根据以上Posner的“概念转变模型”我们可以发现，概念转变的关键因素在于“对原有概念的不满”即已有的认识、理解和新知识间产生矛盾促使概念转变，因此在生物教学实际中可以运用多种方法引发认知冲突，促使学生对已有的错误概念产生质疑，从而产生学习科学概念的强烈愿望。
在生物教学中，我们可以采用以下三种方式来激发认知冲突的产生：
（1）直接呈现“错误概念”强化“认知冲突”
在第一个步骤的合作学习过程后，学生通过讨论与交流，对自己的错误概念有了一些认识，在这种情境下就可以由教师直接呈现学生的目标领域中的错误概念，并对错误概念进行推理和分析，强化学生已经产生的“认知冲突”。
（2）通过创设“问题情境”引发“认知冲突”
教师可以针对一个特定的情境或特定的学习主题给学生呈现一个问题或多个问题，（问题是在教师了解到学生的“错误概念”后设定的）并提示学生根据自己已有的知识来思考，在回答一个个问题时最终产生矛盾，引发认知冲突。
例如：在讲授孟德尔遗传规律的分离规律，讲授杂交时，可引导学生思考：高茎豌豆和矮茎豌豆的后代是什么呢？是不是不高不矮的豌豆？再看看孟德尔的实验结果确是高茎豌豆，那么再用此时的高茎豌豆进行遗传实验会得到什么样的豌豆呢？就这样用一个个问题，引导学生在呈现他们错误概念的同时产生认知冲突，这同样也是一个探究学习的过程，这样会给学生留下很深的印象，也降低了转变学生顽固的错误概念的难度。
（3）通过学生自主实践活动引发“认知冲突”
生物学科是观察、实验性学科，生物科学概念的形成就是建立在观察和实验的基础上。对于一些生物概念，教师就可以引导学生通过亲自动手做实验、观察相关生物现象来引发认知冲突。这种方式不仅有效地进行概念教学，同样也增强了学生动手和观察能力，有利于学生的生物学素养的提高。
3. 解决“认知冲突”，构建科学概念。
在引发学生的“认知冲突”后，教师可以自然地引入能够解释问题的科学概念，从而让学生认识到科学概念的合理性，开始接受科学概念；教师同样也可以引导学生对活动、讨论等进行总结，归纳出相关科学概念，这样把学习的主动权交给学生，既锻炼了学生归纳总结的能力，又激发了学生的学习热情。
4. 采用随机进入教学助于学生巩固新科学概念。
科学概念引出以后，学习并没有结束，因为错误概念的顽固性和隐蔽性，学生可能只是在课堂上接受了科学概念，内心是否真正愿意接受科学概念，用科学概念解释具体的问题，就不得而知了，要避免科学概念在学生头脑中的“不稳定”存在，所以在随后的教学过程中教师就必须强化学生所获得的科学概念。
教师应利用建构主义家斯皮罗等人提出的随机进入教学帮助学生巩固科学概念，在随机进入的强化过程中，对科学概念的强化要在不同的时间多次进行，而且每次都从科学概念的不同侧面进入。但这种巩固并不是对科学概念做简单的重复，学生通过从不同的侧面进入同一科学概念将会达到对此概念的内涵、外延、本质属性方面有更全面的认识。随机进入教学不仅区别了学生之前“错误概念”的片面、不连贯性，在过程中也从各个侧面强化了学生对科学概念的印象，给学生留下了深刻的印象，使学生在解决问题时立刻就能反应出这些科学概念，正是概念转变教学所要达到的真正的教学目的。
教学实践证明，在生物教学中，教师若能采取合适的概念转变教学策略使学生获得科学概念，并及时加以强化，科学概念就会取代学生头脑中的错误概念。
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