高中生物学中的迷思概念

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 学生在学习科学概念之前往往在头脑中已经形成一些前概念,这些前概念是通过长期的经验积累而形成的对事物非本质的认识,有些是正确的,有些是错误的。我们把学生头脑中存在的与科学概念不一致的认识叫做"迷思概念"。例如:无籽西瓜是多倍体西瓜,这个概念学生在生活中已经建立了。在课堂教学中教师往往会在多倍体教学中以无籽西瓜为例,强调多倍体就是体细胞中有3个及以上染色体组的生物。学生在接受了染色体组和多倍体概念之后,经过自己的思考,可能会形成自己对单倍体的理解。比如认为单倍体就是体细胞中单个染色体组的生物,又比如单倍体是1个染色体组的生物,这些概念却并不是单倍体的科学概念,我们把这些学生形成的错误的前概念称为迷思概念。这些概念在学习新的科学概念时候,往往会新概念的学习造成严重的干扰,从而影响了实际的学习效果。为了达到促进学生学习和发展的目的,我们不仅仅要关注学科知识的内容,还要关注学生已有的迷思概念。例如,在美国中学化学教材《现代》教师用书中,就设有"普遍的错误概念"这样的专栏,主要向教师介绍学生在某些问题上存在的错误概念。这些信息在提醒教师在教学中应注意这些问题,并采取有效教学策略转变来学生的这些错误概念。但目前在关于生物前科学概念方面仍缺乏实证性的研究,缺少对前科学概念的实例的收集整理分析。本文旨在为一线教师提供一些高中生物学中的迷思概念,希望能对教师展开教学提供一些参考。
  一、迷思概念的形成的两个重要因素
  生物"迷思概念"的一个重要来源是日常的学习生活经验。日常生活概念对现象的解释往往是模糊的、不准确的或不一致的。而科学概念对现象的解释要求最小的不确定性,最大的精确性、一致性和最高的概括性。对日常生活概念和科学概念掌握要求的不同,导致了学生在掌握科学概念时遇到很大的认知和学习困难,这些困难就是学生产生迷思概念的重要原因。例如:生活中经常说"感冒发烧用被子捂一捂,出身汗就好了",其实从科学角度解释发烧时体温升高,这时候应该增加散热,而不应该用被子捂住。研究表明,教师也会拥有大量的自然学科领域中的迷思概念,当教师的"迷思概念"和学生的知识经验相互作用时,学生理解科学概念会变得更加困难。
  学生共同学习过程中也会形成迷思概念,这些迷思概念会经过同伴相互传播,往往形成学生迷思概念的主要原因。学生个人认知水平不同,也是造成迷思概念的重要原因。由于本身知识不足或者思维方式差异,学生对科学概念产生错误的推理或字义的联系。学生这些迷思概念会成为生物学习的障碍。如果得不到及时纠正,将影响学生对生物学新知识学习,进而使学生觉得生物难学。
  二、高中生物迷思概念的常见类型举例
  (一)细胞水平上存在许多迷思概念。
  例如:有部分学生认为只有植物具有细胞壁,其他生物不具有这种结构。形成这种概念的主要原因是初中生物的学习,对细胞壁结构在细菌和真菌中也存在这一点没有系统学习。因此造成对细胞壁结构只存在植物细胞中的片面认识。这种迷思概念在学习质壁分离概念时会造成很大的学习干扰,学生会认为只有植物细胞才会有质壁分离现象。在学习用CaCl2处理细菌细胞的原因时也无法正确理解。又如:学生学习了植物细胞吸水和失水现象,知道细胞吸水后会细胞会膨大,在分析植物气孔的保卫细胞吸水和失水与气孔开放和关闭的关系时,很多学生认为保卫细胞吸水气孔关闭,保卫细胞失水气孔开放。这个错误结论在于学生的一种错误推理,认为细胞吸水胀大就把气孔堵住了。同时也反映出学生无法将分散的知识综合运用,如果學生能联系植物缺水,蒸腾作用减弱,气孔关闭的知识,在结合保卫细胞控制气孔开放的知识,就不会有这种错误推理了。再如很多学生认为未受精的鸡蛋是多个细胞组成的,理由是细胞应该很小,肉眼应该看不见。造成学生这一理解主要受个人传统经验影响,并且当教师指明鸡蛋的蛋黄是作为一个肉眼可见大细胞这个观点时,很多学生还是难以接受。可见,学生已有的迷思概念是顽固的,在新概念的学习中教师应对这些迷思概念给予充分重视。
  (二)个体水平上也存在许多迷思概念。
  例如:学生在"植物新陈代谢"时对"食物"的表述,学生普遍认为植物的"食物"是从外界接受的任何东西,像水、矿物质、空气,因此在描画"食物链"、"食物网"时,也将无机环境与植物的关系也表达在内,这说明学生将日常用语中的食物(指可以充饥的东西)简单迁移使用,导致错误发生。又如:在学习植物激素调节时候,很多学生认为赤霉素是一种抗生素,认为乙烯是工业生产的化学药品,很惊异植物也能合成,这些迷思概念大多是来自学生的日常生活经验,还有来自学科间的迁移。再如:很多学生认为卵巢是女性产生卵细胞的场所,所以认为受精应该在卵巢中进行,这也是学生的一种错误推理。还有,当提供学生"睾丸酮"和"催乳素"两种激素时候,许多学生认为睾丸酮只是男性才有,催乳素是孕妇特有的。这很明显是学生望文生义,形成错误理解。
  (三)现代生物科技方面中的迷思概念。
  例如:学生在学习过程中获得了滋养层细胞、滋养细胞和饲养层细胞的概念,由于没有及时比较概念之间的差异,在具体情境中就无法正确应用这些概念,在学生头脑中就形成了迷思概念。这些概念的形成原因主要是相近概念的混淆。这也提醒教师在教学中要充分重视比较相近概念,避免这些概念在学生学习过程中形成迷思概念。又如:在植物克隆的学习中,学生学习了植物细胞全能性的概念,知道细胞全能性的原因是细胞具有该种生物全套遗传物质。在学习动物克隆又有了动物细胞核具有全能性的概念。于是很多学生对全能性这个概念进行了错误推理,因为具有完整细胞核的细胞就具有全能性,所以全套遗传物质是指细胞核中的全部遗传物质,由于卵细胞等生殖细胞遗传物质只有体细胞中的一半,因此它们不具有全能性。综上所述,高中生物学中有许许多多的迷思概念,本人只是列举了很小一部分。从这些例子中我们可以看出,这些迷思概念形成的原因复杂多样。有些是学生先入为主。学生在长时间日常学习的积累中建构了自己概念,无论在情感上还是理智上都有意无意地产生了依赖感。使得这些迷思概念有极强的顽固性,甚至在他们学习了生物学概念几周后,又恢复了最初的错误概念。有些是学生在学习过程中对概念只知其一不知其二,在学习过程中进行了错误的推理,形成了迷思概念。还有些是学生用不同学科间的知识对概念进行机械替代,如化学中的酸碱平衡原理是帮助我们理解PH值稳定的基础,数学原理是帮助我们建立数学模型的基础。但学生在应用这些不同学科知识解释生物学现象时,生搬硬套,造成错误。总之,在实际的教学中,教师不能忽视迷思概念对学生学习生物科学概念的重要影响。教师如果不能充分把握学生高中生物学中的迷思概念,最终难以实现学生的概念转变。
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