浅议生物学教学中学生的相异构想及转变，本文主要内容关键词为：相异论文,生物学论文,中学生论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
研究者把学生头脑中与科学概念不一致的认识通称为“相异构想”，相当于前概念中的错误概念。心理学研究表明，学生总是以已有的知识经验为基础来建构自己对新知识的理解，学生学习科学的过程就是一种由相异构想向科学概念转变的过程。但是学生关于科学世界的观念和理论是不容易改变的，它们并不是我们所说的“不理解”，而是“不同的理解”，它们常常与学习者大量的直觉经验和信念联系在一起，根植于一个与科学理论不相容的概念体系中，学习者常常对它们深信不疑。因此，生物学教学应充分考虑到学生头脑中的已有生物学知识，有意识有策略的进行教学，使学生正确认识与感知新信息，把握其本质。
一、生物学中相异构想的成因及来源
生物学中的相异构想广泛存在于各个层次的学生头脑中，也广泛存在于各个知识体系。学生形成生物学相异构想的原因很多，根据问卷调查统计分析结果，结合他人的研究成果及多年生物教学经验的累积，我们认为学生头脑中的生物学相异构想的成因主要包括：语言、直觉、原有相关知识的清晰度／准确度、学生的认知能力水平、日常生活经历、教师／教材、相关科学知识、社会环境、情感因素、动机因素等。具体来源主要包括以下方面：
感性经验。在日常生活中，学生在已有知识的基础上通过对自然现象的直接观察和感知而形成一些知识经验，由于实践认知的局限性，有的认识则为表面的、片面的、甚至是错误的，有的则是对知识的一知半解，这是形成相异构想的一个重要来源。例如，低年级的学生易把蝙蝠划为鸟类，把鲸归为鱼类，把藕当作莲的根；大家看到的植物都种在土壤里，所以很多同学认为植物的生长离不开土壤；由于看不到无花果的花，加之植物名称的误导，很多同学认为它不开花；不少同学认为细菌都是有害的；有的同学认为光合作用就是呼吸作用。
习惯称呼。人们在日常生活中对一些生物学现象习惯的概括或称呼，往往有很多是不科学、甚至是错误的。例如，人们把玉米、小麦等禾谷类作物的果实都叫做种子，银杏的种子则被称为“白果”；把菊科花卉的头状花序当作一朵花；把蜘蛛、鼠妇、蜈蚣等节肢动物统称为“虫子”；生活中人们习惯的认为凡是糖类都有甜味；把肥胖归因为营养过剩等等。这些称呼导致的相异构想也会影响学生对生物学概念的学习。
类化概念的干扰。生物学中有许多类化概念即字面相近、含意相似或属性相关的概念。由于它们之间相互对比度小，个性欠鲜明而导致感知结果接近。在思维过程中就会产生误导性联想和思维分歧化，往往会相互干扰，出现概念间本质属性的混淆。例如，呼吸、呼吸运动与呼吸作用，囊胚与胚囊，胚孔与珠孔等。
学校教学中产生的相异构想。在学校正常教学中有时会产生新的不正确的生物学相异构想。其产生途径主要有以下方面：
其一，教师（或教科书）提供的不准确信息或对本来正确的信息的错误解释造成的。
其二，不同学科之间及同一学科的不同阶段之间，存在着某些相互影响的现象，这种影响一般是积极的，但有时则是消极的。例如光合作用的总反应式表示为：
有些学生仅从化学知识的角度理解，误认为两者是可逆的，而忽视了各个反应的许多中间步骤及不同的反应条件，更不容易理解中间产物会发生其他转化。生物知识本身有时也会使学生因一知半解而产生错误认识，例如学生学习了有关食物消化的知识后，知道食物中的不同成分是由相应的消化酶帮助消化的，学生则很容易误解为草食性动物的消化腺能分泌大量的纤维素酶。
其三，教学条件、教材内容及评价的局限性等因素导致的。研究发现学生的许多相异构想是由于缺乏相关的感性知识造成的。小学自然课及初中生物课中的观察和实验是学生获得感性材料的重要途径。但通过访谈发现，许多小学没有专职的自然教师，教师的综合实验技能较低，课本中的实验顶多讲讲而已。即使初中的生物实验也很难做到开全，或是中考前突击训练实验操作，以应付技能考试。另外，现行的教学方式忽视学生头脑中的已有认识，常规的教学评价无法暴露出学生的真实想法，这些都造成了学生相异构想的产生。
不正确的课外途径。生物学科是自然科学的基础学科之一，是研究生命现象和生命活动规律的一门科学。人们生活于自然环境中，从大量的自然现象中积累了许多生活经验，也获得了不少有关生物学方面的感性认识。尤其是在科学信息技术高度发展的今天，学生通过各种传播媒介如电视、广播、报刊、书籍尤其是近几年逐步发展完善的网络以及与别人的交往中，获得了大量的有关生物学知识，从而形成了自己对事物的各种各样的看法和认识，养成了自己的思维方式。但是，这样形成的看法及思维方式与科学的概念和科学的思维方式，往往存在着很大的差别。例如，许多保健美容产品的广告宣传：××具有基因治疗、基因美容、提高智力等功效，这对本来就抽象难懂的基因等概念又增加了几分迷惑。学生受自身知识经验和思维能力的限制，对类似的报道缺乏鉴别能力，很容易因而形成一些错误的生物学相异构想，由这方面造成的相异构想日渐增多。
二、生物学中相异构想的转变策略
我国长期以来的教学实践中，忽视对学生已有知识经验的认识，要么有意无意将学生的头脑当成了一块“白板”进行“灌输”，要么认为学生即使拥有对一些科学概念的理解和看法，这种理解对学习的影响也很小，易于替换。因此教师备课中只注重“备教材”“备教法”，往往放松了对“备人”的深入研究，力量没有用在刀刃上。教学是使学生观念发生转变的过程，而非单纯的观念传递的过程。只有当学生认为新的信息有意义、可理解、有价值的时候，他们才会主动地去建构新信息的意义而改变原有的相异构想，使认知结构发生联系和变化。
实验探究法。生物探究性实验就是运用一定的实验方法，创设不同的实验情境，引导学生对一些生物现象从多方面、多层次分析，研究某一生物现象的实质和规律，从而有力地解释一些客观事实的实验属性。探究性实验导入的基本结构是：创设实验情境→激发思维冲突→明确学习目标→铺设达标阶梯。如：关于植物有氧呼吸的概念，很多学生根据直观经验，误认为植物白天只进行光合作用，晚上才进行呼吸作用。为消除学生的这一错误概念，可让学生测量植物白天有氧呼吸释放二氧化碳的实验，从而使学生认识到植物白天也进行呼吸作用，而且能引导学生轻松的理解：植物每天的生长量正是光合作用积累的有机物与植物全天呼吸作用消耗量之差。类似的直观感知与对生理实质相异的错误观念采用实验探究的方法能有效的引发和解决学生的认识冲突。
概念图法。概念图是一种由概念节点和连线组成的一系列概念的结构化表征，其中节点表示某一领域或某一命题内的各概念，连线表示节点概念间的内在逻辑关系，连线上的标注用于说明连线两端的逻辑关系。绘制概念图能有效的暴露出由于混淆和错位导致的概念错误，并可帮助学生清晰的理清概念之间的关系。概念图的绘制步骤一般是：1.介绍概念内涵，帮助学生抓住概念的本质以及和其他概念之间的内在联系；2.在变化的情境中识别和判断相应的概念；3.以图表的形式将概念的层次关系和相互联系，特别是上位概念和下位概念关系直观的绘制出来，并以图解形式表示易混淆概念的异同。不同学生由于在思维方式、认知风格、已有知识基础等方面存在差异，因此针对同一内容而制作的概念图会存在很大差异，这种差异正体现了学生认知结构的不同。如果教师经常鼓励学生制作概念图，就可及时了解学生学习中存在的问题，以便有针对性的教学。对于初中学生而言，适合在结束新课之后制作概念图，使学生意识到学习上存在的不足，从而自觉去弥补；高中生已具有一定的生物学基础知识，可在教学前让学生绘制概念图来了解学生的已有观念，以便采取相应的教学策略；教师也可在课堂上设计实验，观察学生的反应，来了解学生的已有知识。
变式教学法。学生在学习概念时可能产生两种常见错误：一是把非本质属性当作本质属性；二是人为增加或减少概念的内在因素，从而改变了概念固有的内涵和外延，如学生对植物器官的判断错误。要解决此类问题，可采用“变式”教学，即从不同角度、不同方向和不同情境改变概念的非本质属性及适用范围或表达形式，突出概念的本质属性及适用范围，使概念的内涵和外延进一步明确。例如：“有性生殖”概念教学中，教师在举例时，常常习惯于举高等生物的卵式生殖为例，使学生产生一种定势，错把出现精子和卵细胞作为有性生殖的本质特征。因此，教学中教师应有意识地向学生呈现“如水绵的结合生殖、蜜蜂的孤雌生殖”等各种变式，让学生观察、比较。这样，通过对以不同形式出现的同类事物进行辨别，撇开非本质属性，找出共同点，从而获得准确的认识。变式的好处就在于能够突出要点，使它更鲜明，便于学生掌握。
合作学习。在合作学习的诸多理念中最令人瞩目的当属其互动观，因为合作学习过程中，学习者之间交流、争议、意见综合等有助于学习者建构起新的、更深层次的理解；同时，他们的想法、解决问题的思路都被明确化和外显化了，学习者可以更好地对自己的理解和思维过程进行监控；另外，在学习者为解决某个问题而进行的交流中，他们要达成对问题的共同的理解，建立更完整的表征，而这是解决问题的关键。因此，合作学习中学生的讨论与对话所引发的认知冲突是相异构想转变的一种重要手段。例如，让学生分组探讨“根为什么具有向地性”“会飞的动物都是鸟吗”“免疫力愈强对人体愈好吗”等问题，通过生生之间、师生之间的相互交流和讨论，使学生认识到自己原有概念的不足，引发认识冲突，并通过讨论从不同角度改进自己的经验和认识，转变自己不正确的观点，逐步实现对概念全面、准确地理解。
计算机模拟法。计算机模拟法以其形象直观的特点有助于错误概念的矫治。研究显示，学生在学习细胞的有丝分裂、光合作用、呼吸作用、荠菜胚的发育等有关微观的、暂时观察不到的现象，抽象的理论，需要长时间才能完成的生理过程及变化等内容时普遍存在困难，而计算机模拟可突破时间、空间和微观、宏观的限制，以视频、动画等直观地效果，使学生看得透彻，听得明白，有效地减少了对知识的错误理解。另外用计算机演示那些没有演示实验或不容易做的实验、或由于学校条件限制而无法进行的生物实验，如氨基酸、蛋白质的合成的模拟实验，也是帮助学生正确理解生物学知识的有效措施。
总之，灌输式教学或简单的结论式教学，不可能使学生真正地理解科学概念，学生可能记住和接受了科学概念的定义，但并不意味着彻底放弃原有的错误概念。生物学教学是为了促进学生从旧观念向新观念的转变，在教学中应重视学生已有知识经验，强调在教学中创设情景，引发学生的认知冲突，积极主动的建构新知识的意义，建立新旧知识的联系，彻底转变学生头脑中的错误的、模糊的已有观念，才能使学生真正理解科学概念的内涵。