相异构想转化促进生命科学概念转变文本的方法

董 晶

(上海市复兴高级中学 200434)

近年来，概念转变文本作为相异构想转化研究成果应用于教学实践的一种方式，正逐渐引起教师的注意。概念转变文本是一段事先写好的教学文本，能挑战学生的相异构想，使其对原有概念感到不满意，从而接受更易理解、更合理和更有效的新概念。国内关于学生相异构想转化的研究起步比较晚，目前我国主要着眼于概念图、类比等教学策略的开发，较少关注概念转变文本的研究。

1 概念转变文本的编写

多数教师编写的文本包括5个环节。例如，在进行光合作用相关概念的教学实证研究时，编写如下文本：

1.1 设置思考题 ①哪些生物细胞可以进行光合作用？②所有植物细胞都含有叶绿素吗?其作用是什么？③在秋天和冬天里，植物的叶片变黄，还有叶绿素吗？植物还生长吗？

1.2 展示相异构想 很多学生都知道绿色植物可以进行光合作用，然而却没有正确理解“光合作用是指绿色植物通过叶绿体”这句话，并且忽略绿色植物中那些没有叶绿体的细胞。学生对光合色素的概念存在相异构想，认为叶片发黄，就没有叶绿素，不能吸收光能，无法进行光合作用，所以在秋天和冬天的时候没看出植物生长。

1.3 解释相异构想的不合理 绿色植物可以进行光合作用，这是正确的。如果植物中的所有细胞都能进行光合作用，那么植物的其他生理功能，如吸收水分和无机盐、保护和支持以及生殖等功能如何高效完成？

1.4 展示科学概念 光合作用主要是通过叶片中的叶肉细胞进行的，而叶肉细胞能完成此功能主要依靠细胞器中的叶绿体。植物除了叶肉细胞还有很多其他的细胞。叶绿素存在于叶绿体中，但叶绿体中的色素除了叶绿素还有其他种类。当叶片衰老或环境条件不良时(如干旱、高温和寒冷等)叶片呈现类胡萝卜素的颜色。

1.5 提供新的情境 图片展示以下细胞或者结构并提问：水稻根尖细胞、蚕豆叶气孔保卫细胞、番茄果肉细胞、紫色洋葱外表皮细胞，以及幼嫩的茎能进行光合作用吗？为何秋天银杏叶会变黄？

2 概念转变文本的使用

2.1 文本使用的主要步骤 在使用文本过程中主要按4个步骤进行：

(1)创设情境，激活学生自身的相异构想 教师充分利用思考题展开教学。

例如，在对“同源器官”这一概念进行概念转变为文本的教学的时候，将事先编写好的文本在一开始就发给学生，要求学生阅读教材完成文本中的思考题：什么是同源器官？哪些器官属于同源器官，人的手和蝙蝠的翼手是不是同源器官？

(2)阅读文本中呈现的相异构想 通过文本呈现的描述性证据，结合讨论、类比等方法，让学生深入认识已有概念是不科学的，以此对已有概念产生不满。

例如，很多学生认为人的手和蝙蝠的翼手是同源器官；还有一些学生对鲸鱼的鳍足和马的前肢是同源器官无法做出判断。在这一阶段由于学生的知识有限，学生无法正确解释文本中的问题，学生的前概念得以激活，相异构想被显露出来。学生在教师的引导下开展讨论。在讨论过程中，教师观察、记录学生的回答是否科学，再将一些典型的想法运用到课堂讨论上。

(3)提供科学性的概念和解释 教师通过语言讲授、视频或概念图等教学方法让学生感受新概念的可理解性和合理性。

例如，通过课件中解释龟的前肢、人的上肢、马的前肢、鸟的翅、蝙蝠的翼手和海豹的前肢的形态和功能，让学生理解这些器官形态功能的差异。在文本中还通过图片比较呈现手和上肢的差异。通过阅读，让学生不仅了解学习过程中存在很多的相异构想，还明白相异构想出现的原因。接着，学生会阅读文本中的科学概念。为了使新概念具有可理解性和合理性，文本中出现相应的理由、情境和实例来解释科学概念合理的原因。例如，该文本解释了“同源器官”的定义，并结合例子具体说明“发生上具有共同来源”。在这个过程中，教师起到引导、强调的辅助作用。

(4)体会新概念的有效性 引导并鼓励学生将新概念应用到其他情境中，解释新的实例或问题。在这个环节可以帮助学生感受新学知识的有效性，进一步加强学生对同源器官概念的理解。

2.2 文本使用的差异性 不同教师在文本使用过程中存在差异，主要体现在使用过程的第一个步骤——创设情境，激活学生自身的相异构想。

有的文本在展示相异构想之前，要求学生必须对思考题先进行预测和小组讨论。例如，在进行“一种密码子对应一种氨基酸”的教学实证研究时，首先要求学生独立阅读文本中的思考题“一种氨基酸是否只对应一个密码子？”“每个密码子都对应一种氨基酸吗”，时间大约是5 min[1]。然后学生分组将自己的想法进行讨论，之后再在教师的引导下开展班级讨论，达到激活相异构想的目的。 有的文本则要求学生独立对思考题进行预测，不进行讨论交流。

例如,在进行光合作用教学时首先借助文本中的光合作用习题引发学生的预测，然后要求学生将独立思考得到的答案,填写在文本提供的空白区域内，此过程中无需学生进行讨论。

3 概念转变文本的反思

3.1 相异构想普遍存在 学生的相异构想超越了年龄、能力、性别和文化界限，是普遍存在的。在学习的过程中会出现大量的相异构想，有时甚至让教师觉得匪夷所思。在进行概念转变教学时，教师必须事先考虑学生脑海中普遍的相异构想，才能抓准教学的重点和难点。教师应该灵活运用文献、访谈、问卷和二段式测试等多种方式探查学生脑海里的相异构想。

3.2 要充分关注概念转变文本的教学策略 概念转变文本在编写时要求展示相异构想并解释相异构想的不合理，加强相异构想与科学概念的辨析比较，其教学重点不仅有科学概念的建构，更看重相异构想的激活、呈现和解构。在进行概念转变文本的教学时，教师是以学生为主体，在利用文本的同时结合课堂讨论、视频等辅助手段促使学生真正解构相异构想，为新概念的完全接受提供可能性。在教学实践中，只有充分关注概念转变文本的各种教学策略，才有可能实现概念的真正转变。