俞庆育 孙锡英

摘要以学生前概念为基础，架构实验桥梁，根据学生所具前概念的特點，有针对性地采取适当的教学策略和手段来设置教学情境、设计教学思路、构建教学流程，有效推动初中生物实验教学。

关键词前概念 初中生物 生物学实验

前概念又叫前科学概念，也称为“迷思概念”或“另有概念”。苏联心理学家维果茨基称其为“自发概念”，是指学生在学习科学之前由长期的日常经验形成的对事物、现象的看法和观念。

前概念和科学概念同是来源于人们的实践活动，它们都是认识主体的产物。但是学生的生物学前概念往往是源于生活中对一般事物的直觉认识和对已学知识的拓展及联系。由于学生自身认知水平的限制和对之前所学内容理解程度不足，其所形成的前概念往往是不完整的、模糊的、甚至是错误的。这样的前概念对学生形成和理解科学概念造成了极大的困难。

初中学生思维能力发展快速，抽象逻辑能力提升明显，且学生大部分逻辑思维是依赖感性认识而形成的。因此在初中生物实验教学中，可以以学生前概念为基础来设计实验，通过实验探究和验证，将抽象内容直观化，完整片面概念、厘清模糊概念、纠正错误概念，从而变前概念为科学概念。

1利用“错误前概念”创设矛盾，激发实验欲望

错误的前概念是常见的一种前概念类型，主要是学生受认知水平的局限、生活经验的误导和凭直觉感性对日常现象从表面进行臆断，不经过逻辑推理和科学分析得出的结果。比如鸟都能飞（能飞的都是鸟），植物只进行光合作用释放氧气、不需要消耗氧气等。

学生的错误前概念和科学概念相互冲突。利用错误前概念创设矛盾是激发学生的探究欲望、推进实验的有效手段。新概念的形成中以认知冲突和解决冲突为基础的教学策略，有学者称为修正认知结构的概念转变技术。如纳斯伯姆和诺威克提出的教学策略——矛盾事件：让学生尝试解释一事件，引起概念冲突，发现矛盾事件。

例如苏科版教材八年级“植物的生长发育”中“观察种子的结构”实验，就可以利用学生所具备的“种子萌发长出的是芽”的前概念制造矛盾事件。教师通过播放蚕豆种子萌发前期的视频，展示种子萌发首先长出根的实情，让学生对发“芽”还是长“根”形成矛盾冲突，从而产生想探究种子结构的冲动，激发学生实验欲望，使实验开展更顺畅，使学生对胚根、胚芽的辨识也更清晰。七年级下学期探究鸟类适于飞行的特征时，教师也可通过学生“能飞的都是鸟”和“蝙蝠能飞，但不是鸟”等前概念制造矛盾冲突，进而引发学生思考，激发探究欲望。

2利用“模糊前概念”对比架桥，创设实验思路

在日常生活中，学生还会通过自身体验、与他人交流、不完整的观察学习，接触到有关生物学的现象和知识，在有意或无意中形成了一些模糊的生物学前概念。这种前概念是建立在粗糙观察和局部概括基础上所进行的抽象，并不能真实反映事物的特征和本质。

针对学生所具有的这种模糊前概念，教师可以通过利用学生理解的知识和实验来进行对比分析，架设实验思路和方法步骤，帮助学生通过实验探究或验证，建立正确的科学概念。

例如在“利用菠菜植株探究植物呼吸作用的气体变化实验”后，学生认识到：绿色植物在光照条件下进行光合作用，吸收二氧化碳、释放氧气；黑暗条件不进行光合作用时，呼吸作用吸收氧气、释放二氧化碳。但对于光照条件下植物也进行呼吸作用消耗氧气、释放二氧化碳，学生缺乏科学性的理解，植物“有光无光都能进行呼吸作用”对学生而言就是模糊前概念。此时，教师就可以引导学生通过分析、比较探究光合作用和呼吸作用气体变化的实验思路，尝试植物体（或细胞）在光照条件且不受光合作用影响下对气体的变化进行探究。（学生通过思考讨论提出利用基本不进行光合作用的根、萌发的种子等器官代替植物体实施实验，这样就可以在光照条件下直接探究植物体的呼吸作用）通过精心设计实验、实施实验，学生就能真正认识到植物体光照条件下也在进行呼吸作用，只是呼吸作用弱于光合作用，所以植物体总体体现从环境中吸收二氧化碳、释放氧气的现象。

3利用“正确前概念”铺垫探究，构建实验框架

建构主义学习论认为，学习是个体主动建构知识的过程，新概念的形成是基于前概念的主动建构，是在前概念的基础上形成、拓展、验证和修改的持续过程。

正确的前概念对于教学活动具有积极的促进作用，会使学生的学习活动更顺畅、知识理解更容易。在生物学实验教学中，学生的正确前概念主要包括实验设计的基本原则和思路，以及一些关联性知识。实验探究时，教师应充分发挥学生的学习主体性，诱导学生利用具备的实验技能和相关知识储备，构建实验框架，积极有效地展开实验探究。

例如，苏科版八下“验证光合作用吸收二氧化碳”的实验，实验设计前就应引导学生应用之前掌握的实验设计原则、植物呼吸作用对气体变化的探究实验设计思路等前概念，一步步诱导学生进行实验计划制定。学生在遵循单一变量原则和对照原则的基础上，结合探究植物呼吸对气体变化的实验装置，就会想到利用透明的广口瓶、塑料袋等密闭材料作为实验器具，设置有无绿色植物和有无光照的实验对照，这样实验的基本框架就基本搭建完成。教师适当引导点拨，为了使植物光合作用吸收二氧化碳效果更明显可见，可先向装置中充入等量二氧化碳，最后通过检测对比装置中二氧化碳剩余情况教师提供具体检测方法（BTB溶液检测），学生通过自我修正和完善，制定完整的实验计划，切实有效地开展实验探究。利用正确前概念进行教学铺垫能积极有效地发展学生的实验设计、探究能力和综合素养。

综上所述，学生的前概念种类多样、各有特点。教师要充分认识到前概念的重要性，关注学生所具有的前概念的特点，有针对性地采取适当的教学策略和手段来设置教学情境、设计教学思路、构建教学流程，有效推动初中生物实验教学。使前概念成为“垫脚石”，架构实验桥梁，帮助学生构建科学概念。通过实验，纠正、补充、完善学生的认知，促进学生科学概念的构建，促进教学效率的提升。