熊有威

（常州市北郊高級(jí)中學(xué) 江蘇常州 213031）

生物學(xué)概念是構(gòu)建生物學(xué)完整知識(shí)體系的重要基礎(chǔ)，深刻理解和靈活運(yùn)用生物學(xué)概念是學(xué)生提高生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的必要前提。近年來(lái)，生物學(xué)“新課標(biāo)、新教材、新高考”對(duì)核心概念的重視度逐漸突顯，由概念的內(nèi)涵所延伸出來(lái)的學(xué)科價(jià)值將逐漸滲透學(xué)科教育質(zhì)量評(píng)價(jià)。因此，教師在教學(xué)中要重視概念教學(xué)，幫助學(xué)生深入理解知識(shí)，理清概念之間的區(qū)別與聯(lián)系，形成完整的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。學(xué)生在課堂上的學(xué)習(xí)過(guò)程往往無(wú)法探尋到生物學(xué)概念的本源，易出現(xiàn)不科學(xué)或有偏差的認(rèn)知而不自知，從而阻礙了對(duì)新知識(shí)的理解。這些非科學(xué)的觀念或想法稱為迷思概念。如果教師在課堂上不能引導(dǎo)學(xué)生追溯科學(xué)概念的本源，就會(huì)使學(xué)生混淆科學(xué)概念與迷思概念，阻礙學(xué)生對(duì)科學(xué)概念的理解。下文以2019年人教版生物學(xué)教材中的“細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用”一節(jié)為例，追根溯源，理清概念認(rèn)知過(guò)程中的“迷思”規(guī)避策略，為“三新”背景下的生物教學(xué)提供教學(xué)參考。

1 追根溯源，析因釋疑

通過(guò)“細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用”一節(jié)的課堂反饋結(jié)果來(lái)看，學(xué)生的迷思概念主要集中在如圖1所示的幾個(gè)方面：①細(xì)胞呼吸的概念；②有氧呼吸的概念及過(guò)程；③無(wú)氧呼吸的概念及過(guò)程；④有氧與無(wú)氧呼吸的區(qū)別；⑤不同生物的細(xì)胞呼吸方式；⑥細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用。通過(guò)課堂追問(wèn)，教師發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)概念的認(rèn)知障礙主要集中在以下方面：①生活經(jīng)驗(yàn)和前階段學(xué)習(xí)的影響；②主觀臆斷；③片面理解概念。實(shí)際生活中的通俗描述往往與教材上的規(guī)范描述相悖，容易在概念認(rèn)知的學(xué)習(xí)過(guò)程中造成學(xué)生思維上的沖突?！霸J(rèn)知”表明學(xué)習(xí)新知識(shí)的時(shí)候伴隨著已有認(rèn)知的解構(gòu)，學(xué)生前階段學(xué)習(xí)必然影響著新概念的學(xué)習(xí)。細(xì)胞呼吸的類型和過(guò)程復(fù)雜，學(xué)生學(xué)習(xí)的過(guò)程中缺乏深度思考，容易通過(guò)主觀臆斷的慣性思維造成概念的迷思。學(xué)生對(duì)某一概念的理解往往需要在“大概念”體系中進(jìn)行，需要思考其與其他概念的區(qū)別與關(guān)聯(lián)性，片面地理解某一概念也會(huì)觸發(fā)迷思。教師在實(shí)際教學(xué)過(guò)程要能夠引導(dǎo)學(xué)生突破以上幾個(gè)方面的思維慣性。

圖1 高中學(xué)生細(xì)胞呼吸認(rèn)知障礙析因圖

2 抽絲剝繭，洞察本源

生物學(xué)概念往往都有其本源的科學(xué)依據(jù)，即科學(xué)概念的含義、本質(zhì)和所屬層級(jí)。如何理清不同生物學(xué)概念所屬層級(jí)，并進(jìn)一步挖掘概念背后所蘊(yùn)藏的科學(xué)內(nèi)涵至關(guān)重要。在“細(xì)胞呼吸的原理及應(yīng)用”一節(jié)中，關(guān)于細(xì)胞呼吸定義和類型的知識(shí)本源貼近生活，學(xué)生造成概念“迷思”的主要原因是混淆細(xì)胞呼吸與呼吸運(yùn)動(dòng)，概念轉(zhuǎn)變的途徑是摒除生活用語(yǔ)而直言“細(xì)胞呼吸”的科學(xué)內(nèi)涵。如何在知識(shí)之間的區(qū)別與聯(lián)系中對(duì)概念進(jìn)行辨析則是更深層次的思維活動(dòng)，教師需要解構(gòu)概念的本質(zhì)再引導(dǎo)學(xué)生逐層、逐級(jí)地辨析知識(shí)之間的區(qū)別與聯(lián)系。例如，有氧呼吸和無(wú)氧呼吸概念本源區(qū)別在于對(duì)O的需求不同，如果學(xué)生只知其然，就無(wú)法深入知識(shí)的內(nèi)核，這就要求學(xué)生還要對(duì)兩者的反應(yīng)場(chǎng)所、反應(yīng)條件、物質(zhì)變化、能量變化以及反應(yīng)式進(jìn)行深入辨析（表1），探明細(xì)胞呼吸的本質(zhì)，進(jìn)一步理解知識(shí)之間的聯(lián)系。

表1 細(xì)胞呼吸的類型及比較

3 統(tǒng)籌兼顧，回歸體系

高中生物學(xué)新教材不同單元的編制是去獨(dú)立化的，教師必須重視概念之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)?！凹?xì)胞呼吸”這一概念共由8個(gè)子概念組成，分別為細(xì)胞呼吸的定義、細(xì)胞呼吸的類型、細(xì)胞呼吸的場(chǎng)所、有氧呼吸及其基本過(guò)程、無(wú)氧呼吸及其基本過(guò)程、不同生物細(xì)胞呼吸的方式、呼吸作用與光合作用的聯(lián)系、細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用。如圖2所示的概念圖將細(xì)胞呼吸相關(guān)的子概念進(jìn)行了關(guān)聯(lián)，為迷思概念的精準(zhǔn)轉(zhuǎn)變提供了方向。結(jié)合前期診斷出的學(xué)生認(rèn)知障礙，筆者針對(duì)“細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用”一節(jié)，設(shè)計(jì)了“吸引—探究—解釋—遷移—概念轉(zhuǎn)變”教學(xué)過(guò)程，引導(dǎo)學(xué)生在自我診斷中完成迷思概念的成功轉(zhuǎn)變。

圖2 “細(xì)胞呼吸的原理及應(yīng)用”一節(jié)概念圖

4 自惟至熟，化解迷思

科學(xué)概念的本質(zhì)探查需要以學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中的心智構(gòu)架為依托，將科學(xué)術(shù)語(yǔ)、科學(xué)內(nèi)涵等組成要素進(jìn)行解構(gòu)與重構(gòu)，從而對(duì)一些抽象化的科學(xué)事實(shí)進(jìn)行思維推演，完成概念轉(zhuǎn)變。例如，“細(xì)胞呼吸”這一科學(xué)術(shù)語(yǔ)的概念內(nèi)涵是指有機(jī)物在細(xì)胞內(nèi)部經(jīng)過(guò)氧化分解，產(chǎn)生二氧化碳和其他產(chǎn)物，并釋放能量和產(chǎn)生ATP的過(guò)程（表2）。概念的延伸是該過(guò)程發(fā)生的場(chǎng)所及類型，特別是不同類型的生物細(xì)胞呼吸的基本過(guò)程。

表2 構(gòu)建“細(xì)胞呼吸的原理與應(yīng)用”一節(jié)相關(guān)概念所需的心智架構(gòu)

（續(xù)表）

學(xué)生經(jīng)過(guò)由表入里的知識(shí)脈絡(luò)推演，便能夠深入知識(shí)內(nèi)核，改變?cè)薪?jīng)驗(yàn)性認(rèn)知，進(jìn)一步化解迷思。