例析生物学迷思概念转变的教学策略

熊有威

（常州市北郊高级中学 江苏常州 213031）

生物学概念是构建生物学完整知识体系的重要基础，深刻理解和灵活运用生物学概念是学生提高生物学学科核心素养的必要前提。近年来，生物学“新课标、新教材、新高考”对核心概念的重视度逐渐突显，由概念的内涵所延伸出来的学科价值将逐渐渗透学科教育质量评价。因此，教师在教学中要重视概念教学，帮助学生深入理解知识，理清概念之间的区别与联系，形成完整的知识网络架构。学生在课堂上的学习过程往往无法探寻到生物学概念的本源，易出现不科学或有偏差的认知而不自知，从而阻碍了对新知识的理解。这些非科学的观念或想法称为迷思概念。如果教师在课堂上不能引导学生追溯科学概念的本源，就会使学生混淆科学概念与迷思概念，阻碍学生对科学概念的理解。下文以2019年人教版生物学教材中的“细胞呼吸的原理和应用”一节为例，追根溯源，理清概念认知过程中的“迷思”规避策略，为“三新”背景下的生物教学提供教学参考。

1 追根溯源，析因释疑

通过“细胞呼吸的原理和应用”一节的课堂反馈结果来看，学生的迷思概念主要集中在如图1所示的几个方面：①细胞呼吸的概念；②有氧呼吸的概念及过程；③无氧呼吸的概念及过程；④有氧与无氧呼吸的区别；⑤不同生物的细胞呼吸方式；⑥细胞呼吸原理的应用。通过课堂追问，教师发现学生对概念的认知障碍主要集中在以下方面：①生活经验和前阶段学习的影响；②主观臆断；③片面理解概念。实际生活中的通俗描述往往与教材上的规范描述相悖，容易在概念认知的学习过程中造成学生思维上的冲突。“元认知”表明学习新知识的时候伴随着已有认知的解构，学生前阶段学习必然影响着新概念的学习。细胞呼吸的类型和过程复杂，学生学习的过程中缺乏深度思考，容易通过主观臆断的惯性思维造成概念的迷思。学生对某一概念的理解往往需要在“大概念”体系中进行，需要思考其与其他概念的区别与关联性，片面地理解某一概念也会触发迷思。教师在实际教学过程要能够引导学生突破以上几个方面的思维惯性。

图1 高中学生细胞呼吸认知障碍析因图

2 抽丝剥茧，洞察本源

生物学概念往往都有其本源的科学依据，即科学概念的含义、本质和所属层级。如何理清不同生物学概念所属层级，并进一步挖掘概念背后所蕴藏的科学内涵至关重要。在“细胞呼吸的原理及应用”一节中，关于细胞呼吸定义和类型的知识本源贴近生活，学生造成概念“迷思”的主要原因是混淆细胞呼吸与呼吸运动，概念转变的途径是摒除生活用语而直言“细胞呼吸”的科学内涵。如何在知识之间的区别与联系中对概念进行辨析则是更深层次的思维活动，教师需要解构概念的本质再引导学生逐层、逐级地辨析知识之间的区别与联系。例如，有氧呼吸和无氧呼吸概念本源区别在于对O的需求不同，如果学生只知其然，就无法深入知识的内核，这就要求学生还要对两者的反应场所、反应条件、物质变化、能量变化以及反应式进行深入辨析（表1），探明细胞呼吸的本质，进一步理解知识之间的联系。

表1 细胞呼吸的类型及比较

3 统筹兼顾，回归体系

高中生物学新教材不同单元的编制是去独立化的，教师必须重视概念之间的内在关联。“细胞呼吸”这一概念共由8个子概念组成，分别为细胞呼吸的定义、细胞呼吸的类型、细胞呼吸的场所、有氧呼吸及其基本过程、无氧呼吸及其基本过程、不同生物细胞呼吸的方式、呼吸作用与光合作用的联系、细胞呼吸原理的应用。如图2所示的概念图将细胞呼吸相关的子概念进行了关联，为迷思概念的精准转变提供了方向。结合前期诊断出的学生认知障碍，笔者针对“细胞呼吸的原理和应用”一节，设计了“吸引—探究—解释—迁移—概念转变”教学过程，引导学生在自我诊断中完成迷思概念的成功转变。

图2 “细胞呼吸的原理及应用”一节概念图

4 自惟至熟，化解迷思

科学概念的本质探查需要以学生学习过程中的心智构架为依托，将科学术语、科学内涵等组成要素进行解构与重构，从而对一些抽象化的科学事实进行思维推演，完成概念转变。例如，“细胞呼吸”这一科学术语的概念内涵是指有机物在细胞内部经过氧化分解，产生二氧化碳和其他产物，并释放能量和产生ATP的过程（表2）。概念的延伸是该过程发生的场所及类型，特别是不同类型的生物细胞呼吸的基本过程。

表2 构建“细胞呼吸的原理与应用”一节相关概念所需的心智架构

（续表）

学生经过由表入里的知识脉络推演，便能够深入知识内核，改变原有经验性认知，进一步化解迷思。