高中生物迷思概念成因及教学对策

黄　玮

摘要分析了“迷思概念”来源，介绍了生物概念教学理论和教学模式，矛结合教学实践总结出了“迷思概念”转变的几种教学方法。

关键词迷思概念科学概念教学对策生物学教学

中图分类号G633.91文献标识码B

1迷思概念的定义

建构主义理论认为，学生总是以已有的知识经验为基础来构建对新知识的理解，不同的学生对同一概念可能会有不同的理解，在学习中学生可能记住了科学概念的定义，但没有真正理解科学概念的实质，存在着一些模糊甚至是错误的认识。

把学生头脑中存在的与科学概念不一致的认识叫做“迷思概念”。分析学生易形成迷思概念的主要原因大致有以下几种类型。

2迷思概念的成因

2.1生活媒体因素

生物学与生活的密切联系决定了生物“迷思概念”的一个重要来源是生活经验。日常生活概念对现象的解释要求以满意为主，它允许概念的模糊、不准确或不一致。而科学概念追求的是对现象的完美解释和预测，为达到这一目标，就要求科学概念必须是最小的不确定性，最大的精确性、一致性和最高的概括性。对日常生活概念和科学概念掌握要求的不同，导致了学生在掌握科学概念时遇到很大的认知和元认知困难，这些困难就是学生产生迷思概念的重要原因。例如：很多学生认为糖都是甜的，淀粉不是甜的，所以淀粉不是糖；也有学生认为糖就是碳水化合物，但实际上鼠李糖(C₆H₁₂O₅)、脱氧核糖(C₅H₁₀O₄)等都不是碳水化合物。

学生周围的人已拥有的概念，包括社会上一些流行的说法，也会影响他们科学概念的形成。例如，受“汤文化”的影响，广东地区流行“以形补形”的说法，其核心思想就是用动物的五脏六腑来治疗人体相应器官的疾病，所以学生认为肾炎患者应该多吃猪腰子。实际上动物。肾脏胆固醇含量高，过量进食，将可能加重肾脏的负担，使肾功能进一步恶化。而且动物内脏含有大量胆固醇，如果过量摄入，会在血管壁上形成沉淀，造成血管阻塞、危及生命。

在与他人的交往中，学生会接触到大量的科学知识和经验，大众媒体也会给学生广泛的信息资料。尽管从科学的观点来看，这些知识并不总是正确的，但这些来源可能比学校科学教育有更大的影响力。例如学生读了金庸的武侠小说，看了《水浒》、《三国演义》等电视剧之后，很容易得出结论：喝酒可以驱寒。这个观点也很容易得到生活实际经验的验证：人们喝酒后由于交感神经兴奋，加速肌体的代谢，释放出能量，有热乎乎的感觉。这给学生后来学习“人体体温调节机制”带来很大的干扰。但实际上，喝酒驱寒带来的是短暂的舒服，随着血管扩张，热量会大量散失，不利于维持体温的平衡。

2.2学习环境因素

研究表明，教师拥有大量的自然学科领域中的“迷思概念”，当教师的“迷思概念”和学生的知识经验相互作用时，学生理解科学概念会变得更加困难。在教学中，有时由于教师的教学语言不够严谨或教材提供的实例的不够全面，常常导致新的“迷思概念”或强化学生原有的“迷思概念”。

例如，在学习“物质跨膜运输的实例”一节时，教材描述“植物细胞的原生质层相当于一层半透膜”，“细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜”，倘若教师此时没有强调半透膜和选择透过性膜的区别，就会有学生混淆半透膜和选择透过性膜。

2.3个人认知因素

学习者本身知识不足，产生错误推理与字义的联想、混淆与冲突。学生对生物概念、生物现象的片面或错误理解所产生的迷思概念会成为生物学习的障碍。这些迷思概念如果得不到及时纠正，将影响学生对生物学新知识的同化和顺应，甚至歪曲新知识的意义，使学生形成错误的思维，阻碍其学习生物学，进而使学生觉得生物难学。例如：单倍体是染色体变异中的一个重要概念，不少学生只从字面上理解此概念，认为单倍体细胞中只有一个染色体组，由普通小麦(六倍体)的花粉发育而成的个体为三倍体而不是单倍体。又如：对于生态系统的成分，有的学生认为所有的植物都是生产者，所有的动物都是消费者，所有的细菌都是分解者，而忽略其中特殊的成分。

研究表明，概念外表的相似性对个体的再认和回忆具有极大的干扰作用，是影响个人认知的因素之一。相似的材料很容易让学生产生混淆。因此，学习内容外表的相似性对学生生物迷思概念的增多起着不可忽视的作用。如：遗传信息和遗传密码、生殖细胞和性细胞、尿糖和糖尿病、神经纤维和神经末梢、轴突和树突、生长素和生长激素、传染病和遗传病、单倍体和单倍体基因组、基因频率和基因型频率等。

3教学对策

3.1引发认知冲突，鼓励学生的认知顺应

约瑟夫萨·S·克拉伊契克将概念转变教学设想为一种动态、循环的过程，认为这一过程主要有四部分组成：(1)学生描述他们的理解和认识；(2)重新建构理解和认识；(3)应用新的理解和认识；(4)将新的理解和认识与以前的理解和认识做比较。将上述的四个过程设计成一个教学模型如图1所示。

前面提到有的学生认为所有的植物都是生产者，所有的动物都是消费者，所有的细菌都是分解者，而忽略其中特殊的成分。这时教师就可以引发学生的认知冲突：生产者都是自养生物，菟丝子是植物，但菟丝子是不是自养呢?进一步询问：菟丝子是不是生产者呢?教师引导学生一步一步深入思考，在不同概念间建构新理解，完成认知顺应。通过多次这样引发认知冲突、完成认知顺应，学生就认识到寄生植物菟丝子是消费者，蚯蚓、蜣螂等动物是分解者，蓝细菌是生产者，从而有效形成科学概念。

3.2利用多种教学手段，帮助学生辨明概念

3.2.1调动已有知识同化理解新概念

当新的概念形成的时候，人的大脑中要把新概念同已有知识或前科学概念相比较、相联系，为新概念在大脑里已有的知识结构寻找适当的位置；新概念就被联结拼合上去成为大脑知识结构的一部分，被消化吸收，这就是同化。中学生大脑里的知识结构比较简单，同化新概念的能力不强，这就要求教师努力调动学生已有的知识，调整学生头脑中的认知结构，帮助学生加强新旧概念间的联系，同化理解新概念。如，学习“蛋白质工程”时，教师可引导学生回忆已经学习过的有关杂交育种、基因工程、中心法则及蛋白质具有复杂的空间结构等知识，就可以将已有的认知结构用于同化蛋白质工程崛起的缘由、蛋白质工程的基本原理和流程等知识，再通过一定的反馈练习，就可以进一步促进对蛋白质工程的理解。

3.2.2加强直观教学

在教学中，教师以亲身实践或以具体事物、现象的逼真描绘来激起学生的感性认识、获得生动的表象，从而促进学生对知识比较全面、比较深刻地掌握和理解的教学过程，称为直观教学。根据生物学科的

特点，直观教学可以帮助学生理解教学内容，提高教学质量，也能够有效消除“迷思概念”，使用现代教育技术就是一种很好的直观教学方式。

生物教材中许多知识是学生日常生活中无法接触或观察到的，许多微观、抽象的重点和难点问题，靠传统的教学手段很难讲清楚。这些知识往往成了教学的难点，多媒体课件可以有机统一地采用文字、声音、色彩、图片、动画、视频等方式，帮助教师化难为易、化抽象为具体、化微观为直观，让学生容易理解和掌握知识。因此多媒体教学手段的应用，可避免、减少迷思概念。例如兴奋在神经元之间传递这一段中的教学中，学生通过对电脑动画的观察，可以非常清晰地了解兴奋传递的整个过程，从而对突触、突触前膜、突触后膜、突触间隙、受体等概念形成清楚的认识。

3.2.3把握概念的外延和内涵

生物学概念具有严密的科学性，因此概念教学应让学生准确把握概念的内涵外延，消除“迷思概念”的顽固性，正确掌握概念的实质。在教学中，教师可采用下列3种解剖方式。

一是咬文嚼字理解概念。如植物激素的概念是：由植物体内产生，能从产生部位运送到作用部位，对植物的生长发育有显著影响的微量有机物。这里“影响”就包括了“促进或抑制”两层意思。

二是对概念进行要点分析。在讲解某一概念前，先分析该概念所阐述的要点有哪几个，然后根据这些要点把概念分解成几个小问题，再把这几个小问题列出，让学生根据教材对该概念加以描述找出这几个小问题的答案，提问后总结这几个要点间的联系，这样，从理论到实践，使理论进一步升华。例如“减数分裂”的概念就可以分解成以下几个小问题：(1)它是哪种细胞的分裂方式?(生殖细胞在成熟时的分裂方式)(2)细胞分裂几次?(连续分裂二次)(3)DNA复制几次?(一次)(4)最后产生几个子细胞?(4个)(5)子细胞中染色体数目有没有变化?(有，都减少一半)

三是强调关键字词，从而浓缩概念，显现概念实质。如“细胞周期”的概念，可简化为“2个完成时”(第一次分裂和第二次分裂完成时)；“减数分裂”的概念可以简化为“两次、一次、减半”(即细胞分裂两次，染色体复制一次、子细胞染色体数目减半)。又如在解释遗传的分离和自由组合两个规律的本质时，教师可指导学生抓住其纲要——“等位基因分离，非等位基因自由组合”，抓住了这两个关键词，两个基本规律的核心也就抓住了。

3.3使用图表完善学生的认知结构

3.3.1运用表格加强对比

比较图表是一种用来对材料进行比较和分类以促进学习效果的方法，它可以帮助学习者将繁杂的信息放入一个使之变得有内在联系的模式中，从而使学习变得有条理。所以教学中，建议教师可以采用比较图表，使学生有效地运用精加工策略，使迷思概念和科学概念在联系对比中，排除干扰和混淆，从而获得正确的知识。

例如，在教完呼吸作用以后，学生对光合作用和呼吸作用过程中的[H]和ATP的产生和去处存在迷思。教师可以引导学生列表如下(表1)。

又如，学生学习了细胞工程后，对植物组织培养和动物细胞培养的过程经常混淆，教师也可以引导学生完成下面表格(表2)。

3.3.2进行整理归纳

在生物学学习中，随着知识的不断积累，概念的数量也会随之增多，一些学生常常为不同概念难于区分或者概念过多难于记忆而烦恼。如果教师能够指导学生主动及时地将概念进行归纳整理、分类记忆，将会有效提高学习效果。例如，在学习“基因的分离规律”时，所涉及的概念就很多，利用归纳法，可将相关的概念整理如图2所示。

总之，生物“迷思概念”转变的教学要求教师首先要弄清楚学生已有的前科学概念，并提供具体的具有说服力的科学事实，使学生认识到自己原有概念的不足，产生认知上的冲突，采用科学的教学方法，使学生实现对科学概念的全面、准确的理解。

3.3.3构建知识概念图，注重概念间的联系

虽然新的知识系统已经形成，但整个概念改变的过程还没有完成，学生还要知道如何运用新的知识系统，并在此基础上作出解释、推论和预测，这样才算完成整个的概念改变过程。了解学生迷思概念的转变情况，并根据反馈信息进一步设计方案促进其转变是学生迷思概念转变不可或缺的环节。教师引导学生学生编制概念图以促进学生及时反馈是一种比较好的方法。

在教学中，概念图可以作为识别学生对知识的错误理解、知识欠缺和错误概念的工具和作为评价学生知识理解的工具。如果对概念不理解，概念间关系不清晰，学生是很难将这些概念组织成层次清晰、关联准确的概念图的。经常制作概念图一方面促使学生将所学知识结构化，另一方面促使学生深入思考和学习。学生对同一组概念制作的概念图，有一个逐步准确的过程，这个过程是深度学习的过程。概念图可以准确地反映学生相关概念的认知结构和理解程度。