从概念转化的本体论视角分析单倍体迷思概念

牛波

摘 要 单倍体概念是理解生物染色体变异和育种等生物概念的基础概念。由于概念表征的原因，导致学生存在很多类型迷思概念。本文从概念转化的本体论视角分析教科书有关单倍体概念的不同表征方式及与单倍体有关迷思概念，结合教学实践给出单倍体概念表征的理想范式，对改变学生单倍体迷思概念大有裨益。

关键词 迷思概念 迷思概念类型 单倍体 二倍体

Abstract The concept of haploid is a basic concept to understand biological concepts such as biological chromosome variation and breeding. Due to the reasons of conceptual representation， there are many types of misconceptions. This article from the concept of ontology into different representations of concepts from the perspective of textbook analysis on haploid and haploid related misconceptions， the ideal paradigm combined with teaching practice are haploid concept representation， to change the students' misconceptions of haploid be of great advantage.

Keywords misconception； types of misconceptions； haploid； diploid

1 介绍

概念转化科学教育的一个热门研究领域，始于上个世纪80年代的改变概念运动。概念转化最有影响的理论是Posner等（1982）①提出的概念转化理论，该理论概述了概念转化需要满足四个条件，指出概念转化时学生持有的教学前概念地位必须下降，科学概念的地位必须上升，这样学习才会发生。这个理论是从认识论视角提出的概念转化理论，除此以外还可以从本体论和情感与社会的视角分析概念转化。本体论视角看概念转化，认为概念转化是本体改变（Chi，1992；Chi et al，1994）。②根据Monk（1995），③本体是指简单的事情，有关“自然及世界上的事情”，然而认识论是有关一个人知道世界是什么和怎样。根据概念本质的认识论假定，Chi（1992）提出自然世界的三个基本本体分类，后又经过修订，分别是物质（物体）、过程和心智状态。据此，Chi（1992）将概念转化分为两种：在一个本体类别内的渐进的概念转化和跨越本体类别的激进的概念转化。提出科学学习的困难在于第二种类型的概念转化。Chi（1994）解释学生在学习某个科学概念当涉及到激进的概念转化时，通常表现出严峻的困难，它需要将概念从一个本体类别重新分配到其他类别。如从“物质”到“过程”。学生通常会将一个概念思考成“物质”而不是思考成“过程”。因为他们更熟悉以物质为基础的概念（图1）。

Treagust （1996）④指出在教师在教细胞膜的流动镶嵌模型时，要以改变学生的本体观为目的，要将学生的细胞膜的静态结构观转变为更多的过程导向的膜动态结构观。要将基因是从亲代传给子代的被动粒子（物质本体），转变为基因是能控制性状的主动粒子（过程本体）。

2 从本体论的视角分析单倍体概念

“体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体，叫做单倍体”（haploid）（人教版，2007）。⑤这个概念如果依据Chi的观点，是强调单倍体概念的“物质”本体，“由配子发育而来，体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体，叫做单倍体”，这个概念更强调单倍体概念的“过程”本体，单倍体怎样来的，强调了“过程”。与正确理解单倍体概念有关的概念如“二倍体”，强调“物质”本体的概念是“体细胞中含有两个染色体组的个体叫做二倍体（人教版，2007）”；强调过程本体的概念是“由受精卵发育而来的个体，体细胞中含有两个染色体组的个体叫做二倍体（人教版，2015）”（见表1）。⑥

教科书对二倍体的定义发生了改变，从“物质”本体转向“过程”本体来定义二倍体概念，但对单倍体的定义没有改变。如此，单倍体有关的迷思概念形成与基于物质本体的定义密切相关。

3 單倍体常见迷思概念及类型分析

3.1 与单倍体有关的迷思概念

通过教学积累，发现与单倍体有关的常见迷思概念有如下：（1）体细胞中含有两个染色体组的个体就是二倍体。（2）用秋水仙素处理单倍体植株后得到的一定是二倍体。（3）基因型是aaaBBBCcc的植物一定是单倍体。（4）含有奇数染色体的个体一定是单倍体。（5）在自然条件下，单倍体生物只见于植物中，动物中不存在单倍体。（6）单倍体的体细胞中只有一个染色体组。（7）含有两个染色体组的生物体，一定不是单倍体。（8）单倍体生物的细胞中染色体组数不可能为偶数

3.2 迷思概念的类型

Treagust（1995）⑦指出迷思概念形成的原因有化约型、语言直觉型和逻辑推理型。

（1）化约型。运用不适当的原理来解释现象，对于概念的解释有张冠李戴的情形。学生因为将A的概念原理用来解释B的现象及事实因而产生的迷思概念，我们称为“化约型”。如“用有氧呼吸过程的知识解释光合作用的过程”属于化约型迷思概念。

（2）语言直觉型。从题目或概念的文字叙述望文生义，没有从相关概念的内容及原理来解释，而是以字面日常用口语的语义去诠释题目。因为这样的不适当解释而产生的迷思概念，我们称为“语言直觉性”。如“暗反应只能在黑暗条件下进行的反应”。“单倍体是只含有一个染色提足的个体”、“单基因遗传病是有一个致病基因引起的遗传病”。endprint

（3）邏辑推理型。虽然运用了正确的原理来解释相关的现象，但是对于原理的了解不够完整，适用条件的考虑不周全，因此在推理解释现象时出现以偏概全的现象。因为这样不正确的解释而产生的迷思概念，我们称为“逻辑推理型”。如学生学习细胞学说后，认为“地球上所有生物都是由细胞构成的”。

3.3 单倍体有关的迷思概念分类

根据上述迷思概念类型划分方法，将单倍体有关的迷思概念所属迷思类型归纳如表2。

上述分析，学生对单倍体和二倍体等概念的理解从“物质”本体出发，出现了语言直觉性、化约型和逻辑推理型的迷思概念。如果从“过程”本体来理解单倍体、二倍体概念，则可以避免发生上述三种类型的迷思概念。因此建议将单倍体定义为：“由配子直接发育而来的个体，体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体”；将二倍体定义为“由受精卵发育而来，体细胞中含有两个染色体数目的个体”。

4 结论

生物几倍体的判断，不能只从“物质”本体定义概念，只看体细胞内含有多少个染色体组。关键要从“过程”本体定义单倍体概念，即看生物个体发育的起点，如果发育的起点是生殖细胞（卵细胞或花粉），则无论体细胞中有几个染色体组都叫单倍体，如果发育的起点是受精卵，其体细胞中含有几个染色体组就叫几倍体。学生习惯于从“物质”本体理解生物概念，容易产生迷思概念，针对学生的思维习惯，教师在教学中加强概念的“过程”本体分析，可以减少迷思概念产生或有助于将迷思概念转化。

注释

[1] Posner， G.J.， Strike， K.A.， Hewson， P.W.， & Gertzog， W.A. （1982）. Accommodation of a scientific conception： Toward a theory of conceptual change. Science Education， 66， 211–227.

[2] Chi， M.T.H. （1992）. Conceptual change within and across ontological categories： Examples from learning and discovery in science. In R. Giere （Ed.）， Cognitive models of science： Minnesota studies in the philosophy of science （pp. 129-186）. Minneapolis， MN： University of Minnesota Press.Chi， M.T.H.， Sl€髏ta， J.D.， & deLeeuw， N. （1994）. From things to processes： Atheory of conceptualchange for learning science concepts. Learning and Instruction， 4， 27-43.

[3] Monk， M. （1995） What do epistemology and ontology have to offer in considering progression inphysics education in： B. C. C. Tarsitani & M. Vincentini （Eds） Thinking physics for teaching（New York， Plenum Press）， 127-137.

[4] Treagust， D.F.， Harrison， A.G.， Venville， G.J.， & Dagher Z. （1996）. Using an analogical teaching approach to engender conceptual change.International Journal of Science Education，18， 213-229.

[5] 生物必修2.人民教育出版社，2007.6：87.

[6] 生物必修2.人民教育出版社，2015.7：87.

[7] Treagust， D.F（1995）Diagnostic assessment of students science knowledge. In S.M.Glynn，&R.Duit（Eds.），Learning science in the school：research reforming practice，327-346.Lawrence，NJ：Erbaum.endprint