大概念统摄下的高中生物学概念探针的应用

范怡竹

高中生物学概念教学存在诸多困难，例如学生难以把抽象的概念具体化、概念的掌握与应用脱节、相近概念混淆不清等，而且在概念教学中学生往往处于被动的接受的状态。概念探针的应用可以了解每个学生头脑中的前概念掌握和理解情况，使学生的前概念主动转变成科学概念。然而概念探针的制定必须立足于学科大概念，因为2019年人教版高中生物学教材（以下简称“新教材”）每个模块内容都聚焦大概念，都在大概念统摄下形成重要概念。教师围绕重要概念组织并开展教学活动，想要形成重要概念还得完成其下设的次位概念的教学，教材的章节教学的主要任务就是完成次位概念的获得。笔者尝试在大概念的统摄下应用概念探针在章节复习课前去查明学生的前概念，实时评估学生的概念掌握状况，及时修正自己的教学和学生的学习策略。

一、概念探针简介

概念探针（Formative Assessment Probes）英文名称直译为形成性评价探针。概念探针是形成性评价的工具之一，是一种能将教师的概念教学与对学生概念掌握的评价串联起来的工具。概念教学的核心是学生概念的形成，而学生概念的形成实质上是思维培养的过程。那么，如何解析概念的形成呢？首先，找出支撑重要概念建构的次位概念，然后应用概念探针检测学生对次位概念的认知和理解存在哪些歧义，对次位概念的表达存在哪些偏差，次位概念间的关系哪些是混乱的，哪些次位概念是模糊不清的，即应用概念探针查明学生次位概念的前概念是怎样的。在教学实践中概念探针的应用一般安排在教学前期和教学中段进行。

二、概念探针的应用实例

以新教材必修1“分子与细胞”模块第4章“细胞的物质输入和输出”的复习课为例，笔者来介绍一下高中生物学复习课中概念探针的使用。

1.本章概念体系

新教材必修1“分子与细胞”模块选择了生物学中最基本的两个大概念：细胞是生物体结构与生命活动的基本单位和细胞的生存需要能量和营养物质，并通过分裂实现增殖。第4章“细胞的物质输入和输出”就是阐述细胞生存所需要的营养物质如何进出细胞。活细胞是一个开放的系统，每时每刻都与环境进行着物质交换，但物质进出细胞看不见也摸不着，加之本章概念较多，有的概念较抽象，重要概念突出，物质进出细胞的实例较多、机制复杂，学生掌握难度大。而且本章与老教材相比内容变化比较大，如增加了载体蛋白和通道蛋白的比较，增大篇幅介绍胞吞、胞吐的过程等。建立本章概念体系是制定概念探针的重要依据，本章概念体系建立如图1：

2.以大概念为统摄，设计概念探针

“以细胞的生存需要营养物质”这个大概念为统摄，本次概念探针，笔者设定了五个探针，针对主动运输、协助扩散、自由扩散、胞吞胞吐、细胞膜的选择透过性等次位概念进行辨析。每个探针至少包括两个层次的问题，设置4-6个易混淆的观点作为干扰项，要求学生对干扰项进行辨析并解释自己的想法。

3.概念探针使用实例

本次探针采用课前学案，学生完成五个次位概念的概念探针。采用的概念探针如表1：

三、探测结果分析

概念探针的检测反映出，学生的多数观点正确，对多数干扰项掌握情况较好，但探针3关于“主动运输”这个次位概念的观点，学生完成情况最差，主要问题是大部分学生虽然概念辨析正确，但是在解释自己观点时暴露出对此概念的误解，而且思维跳跃，逻辑混乱，难以找到最本质的理由。例如干扰项“B.主动运输都需要ATP提供能量”，多数学生知道是错误的，但是由于教材中主动运输示意图，明确注明，ATP为物质逆浓度梯度运输提供能量，而物质浓度势能、电势能等教材没有介绍，造成学生理解上的困难。多数学生不能将探针了中的F干扰项，作为主动运输不是只能利用ATP提供能量的实例。通过概念探针的检测，教师不仅可以了解学生对于每个探针的观点是否正确，更应关注学生怎样解释自己的观点。

本次概念探针的探查结果，还反映出教学过程中采用比较的方式进行概念的对比，有利于学生对各个概念的理解。本组探针检测的都是同一章节的概念，探查范围相对较窄，学生的思维较连贯，判断的正确率会有所提高。

四、教学反思

1.概念探针符合新课标的要求，能有效提高概念教学的效率

在高中生物复习课中利用探针检测学生次位概念的前概念，发现学生的观点，找到学生的最近发展区。关于学生头脑中模糊概念的有效交流，既便于教学策略的适时调整，也能使教师后期开展的复习具有针对性，真正讲在学生的困惑之处，疑难所在。

2.良好的概念探针是小型教学行为的集合，能及时反馈学生的真实学习状况

良好的概念探针应在大概念的统摄下设立，教师在设计概念探针之初建立相关的概念体系，能帮助教师自身明确学习要求，厘清重要概念、次位概念间的逻辑关系。这样的概念探针才能快速确定学习状况，使学生清楚自己的、同学的还有教师的思维，为学生提供了一个能指导概念修正和提炼思维过程是否正确的反馈。同时概念探针还可以检查教师在教学中术语的使用和含义是否准确，有没有给学生带来误导。

3.概念探针可以诱发学生对概念的主动学习

概念探针可以帮助学生和教师发现错误概念，使学生在认知过程中甄别到自己的某些概念只是观点不完整或局部有错误，而不是根本不知道，这样有利于激发学生的主动学习，避免完全被动接受教师的教学。

4.概念探针存在的问题和今后的研究方向

概念教学在教学实践中教师普遍使用，但概念探针却是大多数教师感到陌生的，研究和推广概念探针的实际应用还有很多工作需要我们的努力。概念教学中使用概念探针，如何制作概念探针是关键，每个探针干扰项的设定和呈现形式及量化评分都是比较困难的工作，需要教师在实践中不断探索优化，找到符合自己教学实际的方式。怎样制作探针能探测学生头脑中模糊概念，我们很难给出一个模板，很大程度要依赖于教师的教学经验。概念探针检测出学生的前概念，通过修正、完善得出科学概念后，还可以用概念图或思维导图来反馈概念的掌握情况，是概念探针今后的一个研究方向。

综上所述，概念探针既能提高概念教学的效率，又能及时反馈学生对重要概念的真实学习状况，还可以诱发学生对次位概念的主动学習。相信在教学实践中不断完善概念探针的使用，可以纠正学生次位概念的前概念，重建重要概念，概念层层突破，逐级构建，最终形成大概念及生命观念。

◇责任编辑 邱 艳◇