初中生物学前概念分析和科学概念的建构

金尚春

(山东省聊城滨河实验学校，聊城　252000)



初中生物学前概念分析和科学概念的建构

金尚春

(山东省聊城滨河实验学校，聊城252000)

不经过专门教学, 在日常生活中通过积累经验或道听途说而获得的概念, 称为前概念．[1]前概念(包括错误概念)既是教学应当充分利用的资源，又是对学习可能构成的障碍．如何利用前概念这一教学资源建构科学概念，已经成为每一位教师要研究的课题．本文以人教社初中生物教材为例，来分析前概念的形成和科学概念的建构．

前概念科学概念建构

一、前概念举例

例1：“动物都能运动”．在日常生活中，我们观察到的动物大多都能运动，久而久之在我们的头脑中就形成了“动物都能运动”这一前概念．其实，有些动物是不能运动的．像水螅和海葵这种营固着生活的生物，就不能运动，但是它们也属于动物．它们与植物的显著区别是：细胞不具有细胞壁、叶绿体和液泡，不能像植物那样通过光合作用制造有机物，只能靠摄取食物来获得现成的有机物，从而维持生存与繁衍．

例2：“软体动物是身体柔软的动物”．受“软体动物”这一名称的影响，认为蚯蚓、水蛭、水螅、海葵等身体柔软的动物都是软体动物．实际上，蚯蚓、水蛭属于环节动物，水螅、海葵属于腔肠动物．软体动物的主要特征是：柔软的身体表面有外套膜，大多具有贝壳，运动器官是足．而蚯蚓、水蛭、水螅、海葵等动物不具有这些特征，因此不属于软体动物．

例3：“蜘蛛属于昆虫”．蜘蛛与蝗虫、菜粉蝶等形态相似，不少学生把它们都看作昆虫．其实，蜘蛛属于蛛形纲动物，蝗虫和菜粉蝶属于昆虫纲动物，由于它们的体表都有坚韧的外骨骼，身体和附肢都分节，因此属于节肢动物．

例4：“龟属于两栖动物”．由于龟、鳖、鳄等既能在水中生活，又能在陆地上生活，不少学生把它们看作两栖动物．其实，它们体表具有角质的鳞片或甲，用肺呼吸，在陆地上产卵，卵表面有坚韧的卵壳，属于爬行动物．

例5：“鲸属于鱼类，蝙蝠属于鸟类”．由于鲸生活在水中，具有鱼的体型，因此认为鲸属于鱼类；蝙蝠靠翼在空中飞行，就认为蝙蝠属于鸟类．其实，鲸和蝙蝠都靠肺呼吸，胎生哺乳，都属于哺乳动物．

例6：“鸟类都会飞”．由于在日常生活中观察到的鸟类都会飞，就形成了“鸟类都会飞”的前概念．企鹅、鸵鸟是不会飞的鸟，企鹅善于游泳，鸵鸟善于奔跑．由于学生没有见过企鹅和鸵鸟或没有认真观察过它们因此错误地认为它们不属于鸟类．

不同学生的生活阅历不同，思维方式不同，对同一事物和问题的认识不同，形成了他们独特的前概念．儿童的前概念往往隐藏在他们的潜意识里面，平时很少表现出来．[2]教师在教学前，可通过问卷调查、访谈等形式来了解学生的前概念，分析前概念形成的原因．

二、前概念的形成原因分析

1.生活经验的积累和生活阅历的有限性

如果我们每次见到的鸟都会飞，从来没有见到过不会飞的鸟，就会形成“鸟类都会飞”这一前概念．当我们见到企鹅和鸵鸟时，才知道这一前概念是错误的．日常生活中，我们见到的松树都是常绿的，直到2012年笔者在东北师范大学的校园里，见到了冬季落叶的松树，才知道“松树都是常绿的”这一前概念是错误的．

2.受概念名称的误导和他人的误导

当我们看到“软体动物”这一概念时，就会先入为主地形成“身体柔软的动物都是软体动物”这一前概念．因为蚯蚓、水蛭等动物身体柔软，就会做出“蚯蚓、水蛭属于软体动物”这一错误判断．当我们看到“两栖动物”这个名称时，也会先入为主地形成“既能在水中生活，又能在陆地生活的动物都是两栖动物”这一前概念．如果你在参观“两栖动物馆”时，看到了龟、鳖、鳄鱼等爬行动物，这一前概念就更加根深蒂固了，你在不知不觉中受到了他人的误导．还有一些概念是通过道听途说得来的，比如，大多数人都说“蜘蛛是昆虫”，受到从众心理的影响，我们就理所当然地认为蜘蛛是昆虫．

3.错误的逻辑推理造成的

当我们的手被针扎了，是先缩手还是先感觉痛？多数人认为是先感觉痛再缩手，判断的依据是因为痛才缩手．而事实上是先缩手再感觉痛．

4.外形相似和生命活动过程的复杂性造成的

如蜘蛛与蝗虫具有相似的特征，身体表面有外骨骼，身体和附肢都分节，都属于节肢动物．由于蝗虫属于昆虫，便把蜘蛛也当作昆虫．又如鲸具有鱼的体型，便把鲸看作鱼；蝙蝠与鸟体型相似，便把蝙蝠看作鸟，此类例子不胜枚举．不少学生弄不清血浆、原尿和尿液的区别，是因为对尿液的形成过程不熟悉．弄不清血液流经小肠、肺部、肾脏等器官时血液成分的变化，是因为不熟悉这些器官内的生命活动过程．

这里，既有主观原因，又有客观原因．客观原因无法改变，但主观原因是可以克服的．

三、科学概念的建构

前概念中往往包含科学的成分，但不够准确，前概念有时也是错误的．如“鲸是鱼” “植物白天进行光合作用，夜晚进行呼吸作用”“呼吸就是呼气和吸气”等．

无论是正确的概念还是错误的概念都是会迁移的．例如，当我们遇到企鹅、鸵鸟等鸟类时，会根据“鸟类都会飞”这一错误的前概念，做出“企鹅、鸵鸟不会飞，它们不是鸟”的错误判断．可见，错误的前概念会导致错误的判断，会成为学生学习的重大障碍．

那么，如何建构科学概念呢？笔者在长期的教学实践中形成了一些简单、易操作的做法．

1.反证法．有些前概念在学生的头脑里已经根深蒂固，他们一直把这些概念当成科学概念来使用．教师的首要任务是让学生认识到这些概念是不科学的．笔者采取了数学上的“反证法”，即假设学生的前概念是正确的，通过科学的推理，得到与事实不符的错误结论，则证明学生的前概念是错误的．例如，不少学生认为“视觉是在视网膜上形成的”，假设这一概念是正确的，我们知道在视网膜上形成的物像是倒像，就会得到“我们看到的人是头朝下的”这一错误结论，学生顿时幡然醒悟．

2.反例法．不少学生认为“动脉血管内流动着动脉血，静脉血管内流动着静脉血”“动脉血含营养物质多，静脉血含营养物质少”等．我们只要举出一个反例——“肺动脉里流动着静脉血，肺静脉里流动着动脉血”“从小肠里流出的静脉血中含有丰富的营养物质”，这样前概念就会被证明是错误的．

3.回归理性思维．错误的前概念多是感性思维造成的．如，不少学生认为“吸气导致胸廓扩大”，那么“究竟是吸气导致胸廓扩大，还是胸廓扩大导致吸气呢”？利用前概念提出问题，再用演示实验证明科学的结论，教学有效性会提高．膈肌收缩导致胸廓扩大，肺被动扩张，肺内气压减小，外界气体进入肺．所以，是胸廓扩大导致吸气，而“吸气导致胸廓扩大”这一前概念是错误的．又如，当我们的手被针扎了，是先缩手还是先感觉痛？学习了反射弧的结构后，才知道缩手反射的神经传导路与形成痛觉的神经传导路不同，应该是先缩手再感觉痛．要避免学生犯此类错误，我们就应引导学生回归理性思维，探究具体的生理活动过程．

4.建构概念的一般过程是：举例—形成概念—分析比较相近概念—应用和巩固概念．如学习反射的概念时，我们可以列举膝跳反射、缩手反射、呕吐反射、排尿反射等例子，通过归纳总结形成反射的概念，再与应激性这一相近概念加以比较，明确概念的内涵与外延，最后通过做一定量的练习题来应用和巩固概念．

“理论是灰色的，生命之树常青．”在教学实践中，我们要做有心人，用心去发现学生存在的错误的前概念，认真分析其形成的原因，再对症下药采取针对性措施，就一定能纠正学生头脑中的错误的前概念，形成科学思维．

[1]科学教育的框架(k-12):实践、交叉概念以及核心观念[S].美国，2011．

[2]罗莎琳德·德赖弗，埃迪特·盖内，安德烈·蒂贝尔吉安等.儿童的科学前概念[M].刘小玲，译.上海：上海科技教育出版社，2008.

(责任编辑：李珺)