生物学前概念的成因分析及教学对策 高中生物获二等奖论文

内容提要  本文首先提出在生物学教学中存在的前概念现象。对前概念的成因进行分析，认为日常生活经验的干扰、望文生义的曲解、由形象思维产生的错误、自然想像导致的错误、思维定势造成知识的负迁移、学习阶段的影响是形成生物学前概念的主要原因。教师应关注学生原有认识，揭示学生的前概念，采取如培养学生的逻辑思维能力，适当增加背景知识、激发学生主动学习的兴趣，重视实验教学等多种措施，纠正学生的错误前概念，并认为要消除前概念的影响，还要强化科学概念教学。

关键词   前概念  成因   教学对策  概念教学

1.问题的提出

随着社会发展，培养具有一定科学素养的公民，成为高中阶段教育的目标之一。科学教育的改革也因此受到了人们的普遍关注。生物学教育是科学教育的重要组成部分，旨在提高全民的生物科学素养。而概念是生物学教育的一个重要内容。尽管生物学是一门博大精深的自然科学，但学生在高中所学的仅仅是生物学的主干知识。高中生从高二开始学习生物学知识，但此时的他们头脑中并非一片空白，而是带着一些日常生活经验、已有生物学知识（包括初中阶段所学及课外自己所掌握的）来到课堂。这些知识有的与生物科学概念一致，有的与则不一致，甚至相互矛盾。

这种在接受正式的生物学教育之前自发、原创所形成的对各种生物学现象与生命活动规律的理解和认识，称为 “前概念”。其特点是，一是大脑中的“前概念”是潜移默化形成，带有隐蔽性，他人难以察觉，却在无形中影响着学生对生命现象的认识。如在未学习细胞结构知识之前，学生已经有了细胞的概念，但是他或许会把鸡蛋的蛋黄当作细胞核、蛋白当作细胞质来看待；二是经过长期积累和固定，表现出难以变通和纠正的顽固性。如学生可能始终以为细胞是彩色的，细胞器是五颜六色的，而不是透明的。

本文试图探讨生物学教学中“前概念”形成的原因及提出教学对策。

2.生物学学习中前概念的成因分析

    建构主义认为，科学概念的学习就是学生由前概念向科学概念的转变过程。正确的前概念可以为学习生物学概念的提供良好的基础，其正迁移作用可以成为生物学概念学习的资源和概念学习的新增长点，使学生尽快掌握新的知识概念和知识结构。如“夏天食物容易变坏”的生活经验有助于学习微生物繁殖、酶的活性与温度的关系等知识，“夏天汗多尿少”有助于理解水分平衡的知识，“吃的食物过咸会口渴多喝水”有利于学习内坏境渗透压、水分调节，冬天一到户外就会起“鸡皮疙瘩”有助于理解体温调节，“伤口化脓”使学生对免疫的知识有切身的体验。正确的前概念既能激发学生学习生物学的兴趣，也有助于迁移到新概念的习得和进行有意义的建构。

片面甚至错误的前概念会对生物学的学习造成干扰。如果在学习过程中这些错误的前概念未能及时得到纠正，就会造成对生命现象的错误认识，阻碍生物学科学概念的建构。如在学习内环境这一概念时就认为胃液是内环境中的体液，学习免疫的知识时，很自然的认为胃液的杀菌作用是人体对抗病原体的第二道防线。学习遗传方式时，遇到的诸如白化病、血友病等都是单基因遗传病，就会认为遗传病都是由致病基因引起的，所以没有致病基因就不会得遗传病，忽略“凡是由于生殖细胞或受精卵里的遗传物质发生了改变，从而使个体患疾病”这一要点。可见错误的前概念对生物学概念的学习会带来很大的障碍。

那么形成前概念的原因有哪些呢？

2.1日常生活经验的干扰

学生在日常生活中已经获得了很多对生命现象的认知。而这些来自生活经验的感性认识和看法不一定是正确的。比如人体在夏天大汗漓淋，冬天很少出汗，就误以为冬天散热量小于夏天。再如认为只有肥胖的人才会得脂肪肝等。

2.2 望文生义的曲解

生物学的专业名词术语可以对感性材料进行抽象与概括，揭示生命的本质属性和特征。但有些包含特定含义的概念仅从字面意思去理解则会产生曲解。如“等位基因”，从字面理解，以为就是指位于同源染色体相同位置的基因，忽略“控制相对性状的”。再如把细胞液理解成细胞内的液体，认为雄激素只有雄性体内才有，单倍体就是含一个染色体组，酵母菌、霉菌等真菌当作细菌等。

2.3由形象思维产生的错误

科学家除了使用抽象思维以外，也经常使用形象思维。不恰当的形象思维也会导致错误的前概念。如看到细胞有丝分裂中期“赤道板”的描述，学生会以为细胞中存在着“赤道板”这样的结构。

2.4自然想像导致的错误

学生会用自己的想像试图去解释很多生命现象。这些想像中有许多或许正是科学发现的源泉。当然有的想像是不符合科学解释的。比如在解释进化现象时，对长颈鹿的长脖子、食蚁兽的长舌等，会不自觉地想像成“用进废退”的结果。

2.5思维定势造成知识的负迁移

迁移是指一种学习对另一种学习的影响。正迁移可以对学习产生积极的促进作用，而负迁移则会对新知识的学习造成干扰、阻碍。如用特定的培养基分别可以培养动植物、微生物细胞，就认为也可以用培养基培养病毒；单倍体植株的特点是弱小，因此认为单倍体水稻“稻穗”“比较小”。

2.6 学习阶段的影响

教材编写、教学进度要考虑学生的接受程度，教学的展开是有阶段性的，但是学生很容易延续前一阶段所学的内容来理解新的知识。同源染色体的概念是在学习减数分裂时提出来的，因此学生会“顽固”地认为有丝分裂时的细胞中是不存在同源染色体的。在学习伴性遗传时提出了性染色体的概念，但是学生很难接受受精卵、体细胞中也存在着性染色体。

3.教学对策

    前概念对学生的影响是巨大的，因此正视学生的前概念，纠正错误概念，才能引导学生建构正确的生物学概念，促进教学的有效性。

3.1 关注学生原有认识，揭示学生的前概念

既然前概念对学生的思维起着潜移默化的影响，教师就有必要在教学过程中注意学生的前概念，只有揭示前概念，才能实现概念转变。

师生之间的讨论、谈话是揭示前概念的重要方法。在学习生态系统的成分时，对什么样的生物是生产者这一概念，可以做深入讨论。生产者是能进行自养的生物，主要是绿色植物。还有什么样的生物也是生产者呢？讨论中学生就明白，抓住自养这一特征，就能判断蓝细菌、光合细菌、硝化细菌等生物也是自养生物，也是生产者。有一位学生还提出了一奇怪的问题：“老师，人自己种植水稻，是生产者吗？”原来，他把劳动生产这一生产的概念带了进来，这就是前概念造成的理解障碍！

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