论文部分内容阅读
[摘 要]学生头脑中的前概念会影响学生对新概念的学习。对此，在生物教学中教师需要进行概念转变教学，以学生原来已有的概念为教学起点，通过适当的教学行为解决学生的认知矛盾，使学生头脑中的生物学概念实现从错误到正确、模糊到清晰、片面到全面的转变，从而帮助学生建构更科学的概念。基于此，以“现代生物进化理论的主要内容”的教学为例，着重探讨高中生物概念转变教学。
[关键词]高中生物 概念转变教学
[中图分类号] G633.91 [文献标识码] A [文章编号] 16746058（2016）110100
概念教学是高中生物教学的重要组成部分，正确地理解概念是学生理解和应用生物学知识的前提，也是学生构建与拓展生物知识网络的保证。高中生物概念教学的重点和难点之一就是概念转变教学。因为我们面对的高中生，他们头脑中有很多的前概念和认知经验，这些都会影响他们对新概念的学习。特别是他们头脑中的一些不完善的甚至是错误的前概念，更是对概念学习产生了负面效应。对此，教师应着重开展概念转变教学，以学生原来已有的概念为教学起点，通过适当的教学行为解决学生的认知矛盾，使学生头脑中的生物学概念实现从错误到正确、模糊到清晰、片面到全面的转变，从而帮助学生建构更科学的概念。现笔者以“现代生物进化理论的主要内容”的教学为例，谈谈高中生物概念转变教学。
一、概念转变的基本含义
概念转变是指个体原有的某种知识经验由于受到与此不一致的新经验的影响而发生的重大改变。概念的转变有两种情况：一种可称为“丰富”，即新知识的纳入补充了原有的知识，通过积累的方式使原有知识发生变化；另一种可称为“修订”，这是指新获得的信息与原有的经验和理解之间存在着冲突，因而要对原有理解做出调整，纠正原来存在的错误理解，从而建立起对新信息的正确理解。概念的前一种变化较容易实现，而后一种情况则会遇到较大的阻力。概念转变主要是针对后一种情况而言。概念转变是新旧经验相互作用的集中体现，是新经验对原有经验的改造。概念转变的过程就是认知冲突的引发及其解决的过程。
二、高中生物概念转变教学的策略
（一）充分认识和分析学生的前概念
概念转变的研究是与人们对错误概念的关注相联系的。学生并不是空着脑袋进入教室的，他们在日常生活和先前的学习中就已经形成了大量的知识经验。其中，有些经验与科学的理解相一致，可作为新知识的学习起点；而有些则与科学的理解相违背，这就是错误前概念。笔者认为，这些错误前概念往往不简单，它们是由于理解偏差或遗忘而造成的错误，它常常与日常直觉经验相联系。如果在教学中教师只是关注于新知识的传授，那么正确概念的传授并不能自动地校正学生原有的错误前概念，在教学之后，学生往往仍然信奉原来的观点。因此，教师在概念转变教学中，应认识和分析好学生在学习中存在的前概念，然后再针对性地寻找转变错误前概念的方法和途径。
（二）引进与前概念相冲突的新概念
根据前面的介绍我们可以看出，新概念与学生已有的前概念之间很有可能会存在着认知矛盾和冲突，主要原因是学生对于自然和社会现象的理解，往往受自己在生活中形成的原始认知的影响。在“现代生物进化理论的主要内容”的教学过程中，根据对学生前概念的分析，笔者采取不同的教学方法，引发前概念与新概念之间的认知冲突，从而促进学生正确理解生物学概念。
1.变异、自然选择与进化的方向
虽然变异是不定向的，这在学习变异时学生已经理解了，但是当变异作为进化的原材料时，学生往往会对其方向性做出错误的判断。笔者认为，学生并没有正确理解变异为进化提供原材料的真正含义，特别是与自然选择结合起来，如当学生看到“环境改变使生物产生适应性的变异”这样的描述时，就会从凭生活经验建立起的前概念出发做出错误的判断。针对学生学习过程中存在的这个问题，笔者在让学生建立“变异为进化提供原材料”“自然选择决定进化的方向”这样的概念后，为学生设置一些判断题，让他们将建立起来的新概念进行及时应用，从而巩固新概念。
例如，设置如下判断题：①可遗传的变异是生物进化的原材料；②突变、基因重组为生物进化提供原材料；③基因突变、染色体变异和基因重组都是不定向的；④变异是随机发生、不定向的；⑤基因突变虽对多数个体不利，但有利的基因突变决定了生物进化的方向；⑥自然选择导致突变，决定生物进化的方向；⑦生物进化的方向与突变的方向一致；⑧表现型与环境相适应的个体有更多的机会产生后代，从而改变种群的基因频率。
2.自然选择对基因频率的影响
自然选择决定生物进化的方向，对于这一点，学生很容易理解，但是自然选择对基因频率的影响，却是很抽象的内容。如何突破？不妨采用模拟实验的方法，比如提供黑色的背景，在上面撒上黑白两色的棋子，请学生分析，哪个颜色的棋子容易被发现，从而得出结论：棋子
颜色与背景环境反差越大，越容易被发现。这样，有助于学生对相似情境“环境变化与桦尺蠖数量变化关系”这一内容的迁移和深刻理解。
3.基因频率的改变、新物种产生与进化
由于受认知经验的影响，学生往往认为只有产生了新物种，才叫发生了进化。而高中阶段需要学生认识到进化的实质是“种群基因频率的改变”。为了帮助学生正确理解相关概念，笔者首先给学生提供某片草地上某种植物相隔一年的两张图片，同时提供某新物种发现的视频，请学生判断有没有发生进化。学生一般都会回答“后者发生了进化，而前者没有”。这样引发了学生的认知冲突后，继续后面的教学。
充分利用“桦尺蠖的体色发生变化后，相应的基因频率和基因型频率也发生了相应的变化”，使学生理解虽然基因频率改变后依然是桦尺蠖，但根据现代生物进化理论，出现这种现象就是发生了进化。之后进行小型的计算能力竞赛：根据所给数据，迅速计算出该种群是否是在发生进化还是停滞不前。 在学生学习了物种的概念后，设置相应的关于进化实质和物种形成的判断题，让学生在思维判断的过程中建立起对新概念的正确认识。例如，设置判断题：①生物进化的实质是种群基因频率的改变；②生殖隔离是物种形成的必要条件；③隔离是形成新物种的必要条件，也是生物进化的必要条件；④种群基因频率的改变是新物种形成的标志；⑤隔离阻碍了不同种群间基因的自由交流；⑥两个种群间的生殖隔离一旦形成，这两个种群就属于两个物种；⑦新物种的形成意味着生物能够以新的方式适应环境；⑧种群的基因频率总是在不断地变化发展，物种的基因频率往往保持不变。
4.共同进化
理解“共同进化”这一概念的内涵要从两个角度把握，一是物种与物种之间的关系；二是生物与无机环境之间的关系。因为概念中讲的是共同进化，所以学生的前概念中就只考虑物种与物种之间的关系，而忽略了生物与无机环境之间的相互作用。根据笔者的经验，即使在学习了“共同进化”这个概念之后，学生依然会忽略生物与无机环境相互作用这个角度。
针对物种与物种这个角度的共同进化，笔者让学生了解科学史实，即达尔文在《兰花的传粉》（1862年）中描述了马达加斯加一种“令人惊骇”的兰花，它的花管长达29.2cm，花蜜位于花筒的底部。达尔文预测，在马达加斯加肯定有一种长喙的昆虫，不然兰花无法传粉。1903年，研究者终于找到为这种兰花传粉的长喙天蛾，喙长25cm。可见，花粉管长度与传粉动物喙的长度之间具有很强的适应性，有明显的共同进化关系。
针对生物与无机环境这个角度的共同进化，笔者在让学生观看展现进化历程的科教电影后，请学生归纳提炼出在进化过程中生物与无机环境之间的相互作用。
（三）利用概念图，构建新概念的知识体系
通过上述教学活动解决了“现代生物进化理论的主要内容”中每一个前概念与新概念之间的认识冲突之
后，笔者根据教学经验还发现，即使能够完成上述每一个前概念的转变，但是由于“现代生物进化理论的主要内容”涉及的知识点分散，概念多，和前面所学的知识联系多，内容之间关系复杂，所以还是会对学生正确形成新概念产生干扰。对此，笔者让学生以小组为单位，用构建概念图的形式来回顾相关概念。学生构建了如图1所示的概念图，这就使得概念之间的关系一目了然、层级清晰，从而完成了对新概念及其知识体系的整体构建。
图1 现代生物进化理论的主要内容
（四）应用新概念，鼓励概念顺应
通过对新概念的建构活动，让学生认识到了新概念的可理解性、合理性和有效性，学生对新概念的相对状态就会升高，也就会自然而然地接受新的概念，放弃原有的概念。要使新概念真正成为知识体系中的一部分，还需要学生尝试用新概念描述、解释、推论和预测相关问题，这样才算充分理解新概念，即完成了整个概念的转变过程。
例如，在“现代生物进化理论的主要内容”的教学过程中，笔者用两种方式来让学生尝试应用新概念。第一，请学生用现代生物进化理论解释相关模型（如图2）及新物种产生的一般过程。第二，在课堂中举办小型演讲比赛，用现代进化理论讲解“进化树”。
图2 现代生物进化理论的主要内容
以上是笔者根据自己的教学经验总结出的高中生物概念转变教学的基本思路。我们必须认识到，概念教学不能仅仅从概念本身入手，还需要关注学生的前概念。只有实现了对前概念的正确转变，才能有效促进学生对新概念的正确认识。鉴于此，笔者在今后的教学中，将会继续尝试挖掘概念转变的有效教学模式。
[ 参 考 文 献 ]
[1]吴举宏.实现生物概念转变的教学策略[J].教学与管理，2009（28）：59-60.
[2]张建伟.概念转变模型及其发展[J].心理学动态，1998（3）：34-38.
[3]周吉文.初高中生物教学衔接的校本课程开发研究[D].苏州：苏州大学，2011.
（责任编辑 黄春香）
[关键词]高中生物 概念转变教学
[中图分类号] G633.91 [文献标识码] A [文章编号] 16746058（2016）110100
概念教学是高中生物教学的重要组成部分，正确地理解概念是学生理解和应用生物学知识的前提，也是学生构建与拓展生物知识网络的保证。高中生物概念教学的重点和难点之一就是概念转变教学。因为我们面对的高中生，他们头脑中有很多的前概念和认知经验，这些都会影响他们对新概念的学习。特别是他们头脑中的一些不完善的甚至是错误的前概念，更是对概念学习产生了负面效应。对此，教师应着重开展概念转变教学，以学生原来已有的概念为教学起点，通过适当的教学行为解决学生的认知矛盾，使学生头脑中的生物学概念实现从错误到正确、模糊到清晰、片面到全面的转变，从而帮助学生建构更科学的概念。现笔者以“现代生物进化理论的主要内容”的教学为例，谈谈高中生物概念转变教学。
一、概念转变的基本含义
概念转变是指个体原有的某种知识经验由于受到与此不一致的新经验的影响而发生的重大改变。概念的转变有两种情况：一种可称为“丰富”，即新知识的纳入补充了原有的知识，通过积累的方式使原有知识发生变化；另一种可称为“修订”，这是指新获得的信息与原有的经验和理解之间存在着冲突，因而要对原有理解做出调整，纠正原来存在的错误理解，从而建立起对新信息的正确理解。概念的前一种变化较容易实现，而后一种情况则会遇到较大的阻力。概念转变主要是针对后一种情况而言。概念转变是新旧经验相互作用的集中体现，是新经验对原有经验的改造。概念转变的过程就是认知冲突的引发及其解决的过程。
二、高中生物概念转变教学的策略
（一）充分认识和分析学生的前概念
概念转变的研究是与人们对错误概念的关注相联系的。学生并不是空着脑袋进入教室的，他们在日常生活和先前的学习中就已经形成了大量的知识经验。其中，有些经验与科学的理解相一致，可作为新知识的学习起点；而有些则与科学的理解相违背，这就是错误前概念。笔者认为，这些错误前概念往往不简单，它们是由于理解偏差或遗忘而造成的错误，它常常与日常直觉经验相联系。如果在教学中教师只是关注于新知识的传授，那么正确概念的传授并不能自动地校正学生原有的错误前概念，在教学之后，学生往往仍然信奉原来的观点。因此，教师在概念转变教学中，应认识和分析好学生在学习中存在的前概念，然后再针对性地寻找转变错误前概念的方法和途径。
（二）引进与前概念相冲突的新概念
根据前面的介绍我们可以看出，新概念与学生已有的前概念之间很有可能会存在着认知矛盾和冲突，主要原因是学生对于自然和社会现象的理解，往往受自己在生活中形成的原始认知的影响。在“现代生物进化理论的主要内容”的教学过程中，根据对学生前概念的分析，笔者采取不同的教学方法，引发前概念与新概念之间的认知冲突，从而促进学生正确理解生物学概念。
1.变异、自然选择与进化的方向
虽然变异是不定向的，这在学习变异时学生已经理解了，但是当变异作为进化的原材料时，学生往往会对其方向性做出错误的判断。笔者认为，学生并没有正确理解变异为进化提供原材料的真正含义，特别是与自然选择结合起来，如当学生看到“环境改变使生物产生适应性的变异”这样的描述时，就会从凭生活经验建立起的前概念出发做出错误的判断。针对学生学习过程中存在的这个问题，笔者在让学生建立“变异为进化提供原材料”“自然选择决定进化的方向”这样的概念后，为学生设置一些判断题，让他们将建立起来的新概念进行及时应用，从而巩固新概念。
例如，设置如下判断题：①可遗传的变异是生物进化的原材料；②突变、基因重组为生物进化提供原材料；③基因突变、染色体变异和基因重组都是不定向的；④变异是随机发生、不定向的；⑤基因突变虽对多数个体不利，但有利的基因突变决定了生物进化的方向；⑥自然选择导致突变，决定生物进化的方向；⑦生物进化的方向与突变的方向一致；⑧表现型与环境相适应的个体有更多的机会产生后代，从而改变种群的基因频率。
2.自然选择对基因频率的影响
自然选择决定生物进化的方向，对于这一点，学生很容易理解，但是自然选择对基因频率的影响，却是很抽象的内容。如何突破？不妨采用模拟实验的方法，比如提供黑色的背景，在上面撒上黑白两色的棋子，请学生分析，哪个颜色的棋子容易被发现，从而得出结论：棋子
颜色与背景环境反差越大，越容易被发现。这样，有助于学生对相似情境“环境变化与桦尺蠖数量变化关系”这一内容的迁移和深刻理解。
3.基因频率的改变、新物种产生与进化
由于受认知经验的影响，学生往往认为只有产生了新物种，才叫发生了进化。而高中阶段需要学生认识到进化的实质是“种群基因频率的改变”。为了帮助学生正确理解相关概念，笔者首先给学生提供某片草地上某种植物相隔一年的两张图片，同时提供某新物种发现的视频，请学生判断有没有发生进化。学生一般都会回答“后者发生了进化，而前者没有”。这样引发了学生的认知冲突后，继续后面的教学。
充分利用“桦尺蠖的体色发生变化后，相应的基因频率和基因型频率也发生了相应的变化”，使学生理解虽然基因频率改变后依然是桦尺蠖，但根据现代生物进化理论，出现这种现象就是发生了进化。之后进行小型的计算能力竞赛：根据所给数据，迅速计算出该种群是否是在发生进化还是停滞不前。 在学生学习了物种的概念后，设置相应的关于进化实质和物种形成的判断题，让学生在思维判断的过程中建立起对新概念的正确认识。例如，设置判断题：①生物进化的实质是种群基因频率的改变；②生殖隔离是物种形成的必要条件；③隔离是形成新物种的必要条件，也是生物进化的必要条件；④种群基因频率的改变是新物种形成的标志；⑤隔离阻碍了不同种群间基因的自由交流；⑥两个种群间的生殖隔离一旦形成，这两个种群就属于两个物种；⑦新物种的形成意味着生物能够以新的方式适应环境；⑧种群的基因频率总是在不断地变化发展，物种的基因频率往往保持不变。
4.共同进化
理解“共同进化”这一概念的内涵要从两个角度把握，一是物种与物种之间的关系；二是生物与无机环境之间的关系。因为概念中讲的是共同进化，所以学生的前概念中就只考虑物种与物种之间的关系，而忽略了生物与无机环境之间的相互作用。根据笔者的经验，即使在学习了“共同进化”这个概念之后，学生依然会忽略生物与无机环境相互作用这个角度。
针对物种与物种这个角度的共同进化，笔者让学生了解科学史实，即达尔文在《兰花的传粉》（1862年）中描述了马达加斯加一种“令人惊骇”的兰花，它的花管长达29.2cm，花蜜位于花筒的底部。达尔文预测，在马达加斯加肯定有一种长喙的昆虫，不然兰花无法传粉。1903年，研究者终于找到为这种兰花传粉的长喙天蛾，喙长25cm。可见，花粉管长度与传粉动物喙的长度之间具有很强的适应性，有明显的共同进化关系。
针对生物与无机环境这个角度的共同进化，笔者在让学生观看展现进化历程的科教电影后，请学生归纳提炼出在进化过程中生物与无机环境之间的相互作用。
（三）利用概念图，构建新概念的知识体系
通过上述教学活动解决了“现代生物进化理论的主要内容”中每一个前概念与新概念之间的认识冲突之
后，笔者根据教学经验还发现，即使能够完成上述每一个前概念的转变，但是由于“现代生物进化理论的主要内容”涉及的知识点分散，概念多，和前面所学的知识联系多，内容之间关系复杂，所以还是会对学生正确形成新概念产生干扰。对此，笔者让学生以小组为单位，用构建概念图的形式来回顾相关概念。学生构建了如图1所示的概念图，这就使得概念之间的关系一目了然、层级清晰，从而完成了对新概念及其知识体系的整体构建。
图1 现代生物进化理论的主要内容
（四）应用新概念，鼓励概念顺应
通过对新概念的建构活动，让学生认识到了新概念的可理解性、合理性和有效性，学生对新概念的相对状态就会升高，也就会自然而然地接受新的概念，放弃原有的概念。要使新概念真正成为知识体系中的一部分，还需要学生尝试用新概念描述、解释、推论和预测相关问题，这样才算充分理解新概念，即完成了整个概念的转变过程。
例如，在“现代生物进化理论的主要内容”的教学过程中，笔者用两种方式来让学生尝试应用新概念。第一，请学生用现代生物进化理论解释相关模型（如图2）及新物种产生的一般过程。第二，在课堂中举办小型演讲比赛，用现代进化理论讲解“进化树”。
图2 现代生物进化理论的主要内容
以上是笔者根据自己的教学经验总结出的高中生物概念转变教学的基本思路。我们必须认识到，概念教学不能仅仅从概念本身入手，还需要关注学生的前概念。只有实现了对前概念的正确转变，才能有效促进学生对新概念的正确认识。鉴于此，笔者在今后的教学中，将会继续尝试挖掘概念转变的有效教学模式。
[ 参 考 文 献 ]
[1]吴举宏.实现生物概念转变的教学策略[J].教学与管理，2009（28）：59-60.
[2]张建伟.概念转变模型及其发展[J].心理学动态，1998（3）：34-38.
[3]周吉文.初高中生物教学衔接的校本课程开发研究[D].苏州：苏州大学，2011.
（责任编辑 黄春香）