【正文】

浅谈摈弃初中生物学错误前概念的教学策略

 

——《发生在肺内的气体交换》一节教学案例分析

 

福建省厦门市第二外国语学校 陈秀花

 

  【摘 要】 在生物学课堂教学过程中，学生的错误前概念往往会影响科学概念的形成。本文结合教学案例，采用解读图表、演示模型、实验探究、挖掘联系，加强辨析等教学手段，试图阐述初中生物教学中教师如何帮助学生有效地摈弃错误前概念，并在教学中采用谈话法、讲授法、演示法、实验法等教学方法，建构科学概念的策略。
　　【关键词】 摈弃；错误前概念；科学概念；教学策略
 
　　生物学概念是中学生物学科知识的主要组成部分,对概念的掌握和运用是生物学教学过程的核心问题。前概念是学生系统学习生物学知识前，头脑中对该知识所形成的想法。也就是说学生对自然现象的认识早在他们进入学校接受正规课程学习之前就已经存在了，并在这些认识的基础上形成了自己的思维体系。前概念中有些是对客观世界的正确反映的朴素观念，也有一些与科学观念不一致甚至相悖的错误观念，称为“错误前概念”。 本文以人教版七年级下册《发生在肺内的气体交换》一课为案例，采用解读图表、演示模型、实验探究、观察图示、挖掘联系，加强辨析等教学手段，帮助学生纠正错误前概念，从而促进学生理解、掌握生物学科学概念。
　　一、解读图表，归纳比较
　　图表以其鲜明的直观性，强烈的系统性,高度的概括性及独特的能力培养作用和形象生动的表达能力在生物学教学中有着其他教学手段无法比拟的优势，是取得良好教学效果的一种有效手段。在教学中适时合理地应用图表教学，可以激发学生的学习兴趣，方便归纳、比较，提高学生的学习效率，培养学生思维能力，提高生物整体教学质量。教师要指导学生仔细看图，领会图表的意思，依据图表来叙述其所表示的内容，练习“看图说话”。在《发生在肺内的气体交换》一节教学过程中，学生往往因从众而产生 “呼吸时吸进氧气，呼出二氧化碳”或者“人体呼出的气体中二氧化碳含量高于氧气含量” 等较为错误的前概念。要纠正这种因从众、习惯性的、根深蒂固的错误前概念，不是一句话就能解决的，因此，我采用解读图表，归纳比较的方法帮助学生较彻底地纠正错误前概念。教学过程中，教师抓住时机，先提出这样的问题：同学们我们平时说的“呼吸时吸进氧气，呼出二氧化碳“这句话对不对？学生回答：“对，平时大家都是这样讲的。”这时，教师接着用多媒体课件展示表一，引导学生认真看表一中的项目和数据，并提问：“同学们吸进去的气体成分有哪些？”学生对照表一，就可以得到：吸进的气体有氮气、氧气、二氧化碳、水等多种成分。教师归纳点评，吸进的气体成分，有多种，不止氧气一种；同样，呼出的气体显然也不止二氧化碳一种气体；接着把呼出的气体中氧气和二氧化碳的含量加上如表一所示的重点号，并引导学生进行观察、比较，学生就能清楚地得出呼出气体中氧气含量仍比二氧化碳的含量高出许多。通过图表的形式，将知识间的包含关系简洁直观地展现出来，并引导学生观察、分析、归纳、比较，让学生彻底摈弃错误前概念，促进学生对“呼吸时吸进和呼出的气体都是混合物，且呼出的气体中氧气含量比吸进时减少，二氧化碳比吸进时增多”等概念的掌握。

 

　　二、演示模型，形象直观
　　在生物学教学过程中，对于复杂的对象、过程，学生难以理解，又是平面图形所无法展现的空间位置关系，所以我采用自制模型进行演示，可以帮助学生形象、具体、逼真地揭示客观对象的形态、特征和本质，又达到化抽象为具体的目的，从而帮助学生更直观、更深刻地理解复杂的原理，从而纠正错误前概念。本节中针对学生存在“吸气后导致胸廓扩大”的错误前概念，在突破本节的重难点“肺与外界的气体交换”时，引导学生思考：胸廓的变化与呼吸有什么关系？是由于胸廓扩大导致吸气，还是因为吸气后使胸廓扩大？然后再演示“模拟膈肌的运动和肺容积的变化实验”，学生非常专注地观察老师的演示，当“膈肌”下降时，“胸廓”的上下径显然变长，表示胸廓扩大，这时气球鼓起，表示的是外界气体进入肺——吸气，并积极地思考刚才老师提出的问题。通过模型演示，更形象、直观地理解是胸廓扩大才导致吸气，而不是吸气后才导致胸廓扩大的，从而很好地纠正了“吸气后导致胸廓扩大”的错误前概念。
　　三、实验探究，亲身体验
　　想要直接把正确的概念告诉学生便能消除错误前概念的影响，这是不可能的。众多心理学表明，学生对自己形成的前概念的转变是很缓慢的，很难在一个有限的时间里彻底消除。即使在学习中被纠正过，也很容易形成反复。前概念来源于学生的生活体验，让学生在实践中去修正错误前概念是帮助他们获得科学知识的有效办法，符合学生的认知规律。学生因缺少有关知识的储备，而产生：容积越大、气体压力越大，容积越小、压力越小的错误前概念。为了帮助学生更好地理解气体压力与容积大小的关系问题，我给每个活动小组发了一个去掉针头的注射器，引导学生亲自动手操作：将注射器的活塞拉出一部分，用手指堵住针孔，用力推或者用力拉，然后放开推拉活塞的手，观察活塞的运动方向，由此归纳出气体与压力容积的关系，消除错误前概念。至此，学生豁然开朗，胸腔容积扩大时，肺扩张，肺内气体压力降低，外界气体进入肺，既吸气。反之则为呼气，很好地突破“气体是如何进出肺”这个难点。
　　四、挖掘联系，加强辨析
　　学生掌握的概念是分散的，没有纳入系统，就容易受旧知识的影响而形成错误前概念。教学中教师应注重挖掘概念之间的联系，合理引导，加强辨析，帮助学生正确理解概念的内涵和外延，使知识条理化、系统化，摈弃错误前概念，促进科学概念的教学。面对学生头脑中存在的“呼吸即是呼吸作用”的错误前概念，为了彻底帮助学生纠正这个错误前概念，结合学生在本节 “想一想，议一议”中了解到的“呼出的气体与吸入的气体相比，二氧化碳含量增加，氧气含量减少，”的基础，进一步引导学生思考：含量增加的气体成分是哪里来的，含量减少的气体成分到哪里去了？”然后采取回顾已有知识，挖掘内在联系，加强辨析的措施进行突破与纠正。
　　教师首先引导学生回顾七上所学 “呼吸作用”内容，在导学案中填出呼吸作用的公式：有机物+              →+             + 能量。
　　接着，引导学生正确区分呼吸和呼吸作用这两个概念。呼吸就是本节中所体会到的呼气和吸气，也称为呼吸运动；而“呼吸作用”则是（概念，七上所学）：细胞利用氧，将有机物分解成二氧化碳和水，并且将储存在有机物中的能量释放出来，供给生命活动需要的生理过程。
　　最后，引导学生认识箭头左边的物质相当于加工原料，会一直消耗掉，箭头右边的物质相当于加工成的产品，会增加，而生物的呼吸作用是每时每刻都发生的，因此，氧气不断消耗掉，二氧化碳不断生成。这样，呼出气体中增加的气体成分二氧化碳是从组织细胞的呼吸作用产生的，含量减少的气体成分氧气被组织细胞用于分解有机物。
　　这样，在辨析概念与概念之间关联的基础上，寻求出“二氧化碳含量增加，氧气含量减少”之原因的同时，又有效地纠正了学生“呼吸”等同于“呼吸作用”的错误前概念。
　　总之，初中生生物错误前概念是异常活跃、范围广泛的，对初中生学习生物学知识产生负面影响，但初中生生物学错误前概念又是可以矫正的。在实际的生物教学中，教师如何设置一定的情境让学生的错误前概念充分暴露或者意识自己的错误前概念，形成认知冲突，然后设计出相应的解决方案。这样的教学才能做到有的放矢，击中学生认识的误区，提高科学概念教学的效率。
　　参考文献：
　　[1] 教育部《生物课程标准》
　　[2]《生物学》义务教育课程标准实验教科书七年级下册
　　[3]《教师教学用书》义务教育课程标准实验教科书生物学七年级下册
　　[4] 游隆信. 生物学概念的教学策略.《生物学教学》. 第5期，2005
　　[5] 黎文艺.浅谈运用图在生物教学中的作用.《教材与教学》.2011