认知访谈下初中生物错误概念的成因及对策

摘要 叙述了认知访谈能够可视化学生的思维过程，基于认知访谈的概念诊断模型能够诊断学生错误概念的成因：概念内涵缺失、概念内涵不理解、概念外延不清。并提出概念教学的对策：突出内涵清晰外延、利用直观性教学，促进概念的理解、寻找概念固着点，促进概念转变、突出辨别在概念教学中的作用、根据学情，适当完善概念。这一研究既促进教师掌握概念教学的要点，提升概念教学的能力，也帮助学生建构科学概念。

关键词 初中生物 认知访谈 概念诊断模型 错误概念

中图分类号C633. 91

文献标志码B

对于同一个概念，“教师想的”和“学生建构的”不在同一个层面上，往往是初中生物概念教学低效或无效的根本原因之一。教师如果能精准地了解学生错误概念的成因，就能为概念学习提供更有针对性的教学策略，引导学生建构科学概念，无疑是概念教学质量整体提高的关键。

认知访谈是基于认知科学的发展而形成的一种研究方法，旨在分析和揭示个体在解决问题时大脑的活动过程。教师通过认知访谈，能够了解学生在问题解决时的认知过程，或者通过学生的表现，发现学生在理解或运用知识中的错误观念或认知水平。

教师可利用如图1所示的基于认知访谈技术的概念诊断模型，对初中生物学中的错误概念进行诊断，归纳学生错误概念的成因，并有针对性地提出概念教学对策，引导学生建构科学概念。同时，在这一过程中，教师可以了解学情，积累概念教学策略，提升概念教学能力。

1 诊断错误概念成因

错误概念是学生对事物含糊的、不完善的或者是错误的理解。概念是由外延和内涵组成的有机整体，从概念的组成上来说，错误概念的表现无非是在内涵和外延两个方面，即当学生所拥有概念的内涵、外延与科学概念不尽一致时，学生拥有的概念就有可能是错误概念。所以，在了解错误概念表现类型的基础上，只要把内涵或外延作为变量，就可以精准地找出形成错误概念的成因。

基于认知访谈的概念诊断模型能够有效地检测学生对概念内涵和外延的掌握情况，了解其错误概念的成因：概念内涵缺失、概念内涵不理解、概念外延不清晰等。

1.1 概念内涵缺失

概念内涵决定着概念的存在，是概念特征的集合，是某一概念之所以为概念的抽象概括。所以，当概念内涵因缺失而不完整時，所建构的概念就是错误概念。例如，概念“由病原体（如细菌、病毒、寄生虫等）引起的、能在人与人之间或人与动物之间传播的疾病叫做传染病”（划线为概念内涵，此概念有3个内涵）。当缺失其中任何一个，“概念”的意义就发生变化。利用概念诊断模型发现一部分学生建构此概念时，往往缺少了“能在人与动物之间传播”这一内涵，缩小概念适用的范围，即“传染病只是指由病原体引起的，能在人与人之间传播的疾病”。当用此错误概念判断传染病时，就会出现误判，如认为禽流感、血吸虫病等不是传染病。又如，器官的概念“器官是由不同的组织、按照一定的次序形成具有一定功能的结构称为器官（3个内涵）”。利用概念诊断模型，发现学生往往缺少“一定的次序”和“具有一定功能的结构”两个内涵，建构的概念也就是不科学的，是错误概念。

1.2 概念内涵不理解

概念内涵是概念的本质所在，决定着对概念的正确理解。在概念的建构中，如果对概念内涵不理解或理解错误，也会形成错误概念。这一现象在教学中是比较常见的。例如，关于两栖动物的概念，利用概念诊断模型，发现学生的错误概念是：既能生活中水中，又能生活在陆地上的动物。其实，在生活和学习中，认为蛇、乌龟、鳄鱼等是两栖动物的比比皆是，原因就是对该概念的内涵不理解或理解错误。又如，光合作用的概念是“光合作用实质上是绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物（如淀粉），并且释放氧气的过程”。访谈中，发现学生对这一概念是不理解的，主要体现在对“转化”和“储存能量的有机物（如淀粉）”的理解，特别是对“储存能量的有机物”，学生不能理解有机物（如淀粉）含有能量，进而对整个概念不理解，也就形成了错误概念。

1.3 概念外延不清

概念外延是概念的所有正例的集合，其决定着概念的适用范围和条件。当学生对概念外延不清时，就不能准确地界定概念适应的范围和条件，很容易形成错误概念。概念外延是由概念内涵决定的，所以概念外延不清的主要原因还是概念内涵的缺失或对概念内涵的不理解，具体表现为两个方面：①定义过宽，是指一个定义把本来不属于被定义概念外延的对象也包括在该概念的外延之中，也就是把概念外延扩大，放大了概念适用范围，放宽了概念适用的条件。例如，前面论述的两栖动物的错误概念：既能生活中水中，又能生活在陆地上的动物。又如，反射的错误概念：所有生物对外界或内部环境的刺激发生有规律的反应。②定义过窄，是指一个定义把本来属于被定义概念外延的对象排除在该概念的外延之外，也就是缩小概念的外延。例如，上文的传染病的错误概念：由病原体（如细菌、病毒、寄生虫等）引起的、能在人与人之间传播的疾病，把“能在人与动物之间传播”排除。还如，关于反射的错误概念，即一些学生认为概念的适用范围和条件只是人体，而把具有“中枢神经的其他动物”排除。

2 优化概念教学策略

找准原因才能对症下药。对于教师来说，转变错误概念的“药”就是最优的概念教学策略，适切的概念教学策略是避免错误概念产生的有效途径。而施用概念教学策略的场所是课堂教学，课堂教学是帮助学生转变错误概念和形成科学概念的主阵地。所以，教学中，教师要发挥主导作用，要依据学情，深入分析概念，把握概念的内涵和外延，制定最优的概念教学策略，是引导学生建构科学概念的必由之路。

2.1 突出内涵清晰外延

概念是内涵和外延的有机整合。概念教学既要突出内涵，使学生理解概念的本质，也要使学生清晰外延，明确概念适用的范围和条件。概念教学中，只有学生理解概念的内涵，清晰概念的外延才能够建构科学概念，也才能在正确地运用概念解决生活和学习中的问题。

2.1.1重视正反例结合

研究表明，正、反例的合理使用是建构概念的有效途径。正例能帮助学生归纳出概念内涵和外延;在此基础上，通过典型反例能强化学生对概念的理解，清晰概念的内涵和外延。

例如，在传染病的概念教学时，首先，教师利用资料帮助学生抽象出概念的内涵：由病原体引起、在人与人之间传播、在人与动物之间传播。这样可以使学生理解其本质。然后，利用图2所示的突出概念的内涵和清晰概念的外延，既让学生理解概念内涵是有机的整体，缺少任何一个都不能够形成完整的概念，又促进学生明白概念的外延是由概念内涵决定，并有一定的适用范围和条件。最后，在正例突出内涵和外延的基础，再利用近视、贫血等反例让概念的内涵更突出，外延更清晰，从而促进学生科学地建构传染病的概念。

2.1.2 突出辨别在概念教学中的作用

根据智慧技能层次论，概念学习以知觉辨别为先决条件，辨别是概念获得的基础，通过辨别能够促进学生对概念内涵和外延的理解，建构科学概念，避免产生错误概念。初中生物概念教学中可以利用辨别概念的方式有：概念图、表格、思维导图、生物模型、反应列式、辩论赛等。

例如，利用辩论赛对两栖动物科学概念与错误概念的辨别。教师把学生分为正反两方，正方代表的是科学概念，反方是错误概念。在教师的引导下，正反两方据理力争，在思和辨的过程中，学生逐渐清晰地理解概念的内涵，最终建构科学概念：幼体生活在水中，用鳃呼吸;成体大多生活在陆地上，也可在水中游泳，用肺呼吸，皮肤可辅助呼吸。还如，利用概念图辨别昆虫的发育类型，学生就会清楚变态发育、完全变态发育、不完全变态发育三个概念的内涵和外延。

2.2 利用直观性教学，促进概念的理解

初中学生的理解和推理能力还在逐步地形成中。他們对一些生物学现象和规律还不能很好地理解，需要借助一定的载体才能够正确的理解。直观性教学具有简洁明了，有助于对生物学现象和规律的理解。例如，学生对光合作用中“储存能量的有机物（如淀粉）”这一内涵不够理解，如果在教学中增加演示实验，即燃烧一根面条，学生就能由感性认识转化为到理性认识，理解有机物中储存有通过光合作用转化的能量，从而理解和建构科学概念。

2.3 根据学情，适当完善概念

教材编写专家往往根据不同学段学生的认知水平、知识和能力储备，对同一概念的表述是不同的，以便于学生对概念的理解和应用，这也是学习进阶的需要。例如，反射的概念在初高中的表述就有一定的差异（表1）。对比可知，初中阶段的反射概念的适用的范围是“人体”，而高中是“具有中枢神经系统的动物体或人体”。不难看出，这一变化就使得概念外延变小，但表述更科学了。

但是，在实际的教学中.初中生物教师都会对反射的概念进行补充，即把适用范围调整为“动物体或人体”，以适应课后练习和生物中考的需要，否则在学生应对解决生活或学习中的问题时就会出现错误。教学中发现，初中阶段的学生具有理解“反射是指在中枢神经系统参与下，动物体或人体对内外环境变化作出的规律性的应答”的能力基础和知识储备（义务教育阶段人教版七年级下册在介绍反射概念前就有中枢神经等相关知识的介绍）。所以，建议教材的编写要根据学情的变化而与时俱进，即当学生的知识储备和能力储备能够接受更科学的概念，教材中相应概念的呈现要尽可能地接近科学概念，学生才能更准确地把握概念的内涵和外延。

3 小结

基于认知访谈技术构建的概念诊断模型能够了解学生在建构概念过程中形成错误概念的成因，进而设计最优的概念教学策略，从而精准地开展概念教学，促进学生对概念内涵和外延的理解，建构科学的概念。

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