张方正 贾习儒 任杨柳
（许昌市魏都区许昌高级中学 河南许昌 461000）
摘要 人教版必修一作为整个高中生物学学习的基础之一，包含生物学最基础的重要概念，而在进行高中生物学习之前，学习者在日常生活中积累了大量的生物学相关的看法和认知，其中一些是错误的、不完整的观念，即前概念，这些前概念会对日后学习科学概念产生负面影响；研究和分析前概念形成的过程和原因，有利于学习者生物学学习的顺利进行。
关键词 高中生物学；概念转变；前科学挂念；核心概念；分子与细胞
自2011年《义务教育生物学课程标准》再次修订，概念教学逐步得到落实。生物学概念教学是围绕着生物学概念展开的教学活动，在生物学概念的学习之前，学生根据已有的经验和想法形成的与科学概念相悖或者不同的规则和观念，易于科学概念混淆，导致了其学习生物学知识的障碍，因此研究学生的前科学概念，引导学生利用生物学前概念进行概念的转换具有重要意义。
1.相关术语
1.1前科学概念
大量研究表明，人们在接受正确的教育之前，对一些科学现象和过程早已有了自己的观点，而这些观点中有的是正确的，有的是错误的，在学习过程中很难转变，如果不及时加以纠正和补充，则会对学习者以后的学习产生很大的负面影响。早期研究中，对前科学概念的称呼有很多：比如错误概念、朴素概念、发展中概念、儿童概念、个人构想、教育前观念、相异概念等等，对于这些先前概念的命名并没有统一，目前广泛使用的有 3 个术语：迷思概念（错误概念）、相异概念和前科学概念（简称“前概念”）。
1.2概念转变
概念转变是“个体在学习过程中在前概念的基础上不断地对所学概念进行有意义的切割、契合，同时又不断完成对前概念的超越和克服，达到科学概念的积极建构的过程。”在高中生物学学习的过程中，学生的前科学概念被科学概念代替的过程，就是概念转变。
皮亚杰认知学习理论认为，主体和客体通过认知建立联系，随着经历的积累，人的认知结构也在不断的发生变化，当人们利用原有的知识和经验去解决新遇到的问题时，会尝试将新事物加入到原有的认知结构中去，当原有的认知无法解决新事物时，学习者需要调整原有的认知结构，构建新的认知结构。有些概念可以较容易地被纳入到学生已有的认知结构中，有些概念难以同化，会干扰学生对新知识的构建，教师要通过引导帮助学生解决认知上的冲突以获得科学概念。
2.《分子与细胞》在生物学教学中的地位和作用
2.1课程标准要求
《课程标准》（2017年版2020年修订）明确指出，《分子与细胞》属于高中生物学课程中的必修部分，必修课程是现代生物学的核心内容，它面向全体学生，包含有生物学最基本的重要概念；必修课程包括两个模块的四个大概念，其中《分子与细胞》占了一半。同时，课标指出，“在教学过程中，教师还必须注意学生头脑中已有的前概念，特别是那些与科学概念相抵触的错误概念。课堂教学活动要帮助学生消除错误概念，建立科学概念。”
2.2核心概念列举
在《分子与细胞》中核心概念23个，占必修课程23/（23+32），占有较大比例，其核心概念如下：第一章原核生物和真核生物，第三章有细胞器、生物膜和生物膜系统，第四章有渗透作用、原生质层、自由扩散、协助扩散和主动运输，第五章有光合作用、光照强度、呼吸作用、有氧呼吸和无氧呼吸，第六章有有丝分裂、细胞全能性、细胞分化、细胞衰老和细胞凋亡。
3.《分子与细胞》中学生的前科学概念
必修一概念的学习在整个高中阶段的生物学习过程中有着不可或缺的作用，且学生是学习的主题，研究必修一课本中前概念的现状以及成因分析是一线教育工作者迫切需要重视和解决的问题，下面列举说明《分子与细胞》在生物学教学中的地位和作用：
王飞等以安顺市区两所高中学校为对象的调查研究表明，接近三分之一的学生不能够区分“呼吸作用”与“呼吸活动”；接近百分之三十的学习者对于有氧呼吸的条件判定存在误区，他们认为进行有氧呼吸必须要具备细胞结构或者线粒体，否则无法进行有氧呼吸，同时，近五分之一的学生误以为原核生物没有线粒体，只能进行无氧呼吸；另外，大部分学习者对于兼性厌氧生物的理解不准确。
Finley等以高中科学教师为对象调查了哪些科学主题对于学习者来说是重要和难理解的，要求教师按照重要性和难度分别对55个生物学主题进行打分，结果显示光合作用主题的重要性排在第一位；光合作用主题涵盖大量的概念性内容，光合作用主题的前概念易发生在下列核心概念中： 光合作用的生理学结构、光合作用与能量、作为一种化学反应的光合作用、光合作用与自养生物、光合作用与呼吸作用的关系、光合作用在生态系统中的功能等。
细胞的生命历程相关概念中，绝大多数学生在细胞凋亡与细胞坏死的区别、有丝分裂的过程都存在迷思概念。有研究指出，学生在该部分内容的学习中存在着较多的迷思概念，“细胞的生命历程”各个主题中迷思概念程度由高到低依次为细胞凋亡、细胞增殖、细胞生长、细胞衰老、细胞分化。其中，细胞增殖主题的概念包括细胞增殖的方式、细胞增殖的意义、有丝分裂过程、细胞周期共 4 个概念，这部分内容较抽象，特别是有丝分裂的过程。
学生在《分子与细胞》的概念学习之前具有较多的前科学概念，这对于其日后学习科学概念具有一定的负面影响，程度不一，这时教师的及时引导具有十分重要的作用。
4.前科学概念成因分析
早期人的心理认知水平有限，在探知和适应周围环境时，不能正确概括和归纳周围事物和现象的本质，在这个过程中获得的感知有些是正确的，有些是片面的，甚至是错误的。生物学是研究生物的结构功能、发生和发展规律以及生物与周围环境的关系等的科学，我们从现实生活中获得的一些经验，对于日后生物学知识的学习会产生很大的影响，从某一方面讲，学生学习生物学概念的难易程度也会受到其所积累的生活经验的影响，是因为学生在现实生活中所积累的丰富的生物学科方面的感知也不全是正确的。另外，学生在学习过程中会产生知识的负迁移。
5.结语
《分子与细胞》所涉及的知识为细胞水平上的内容，学生进入高中生物的学习自此由表象到抽象，而必修一是初高中知识链接的关键部分。学生在学习科学概念之前所具有的前科学概念在其概念转换的过程中起了很大的作用，教师在教学过程中应转变传统的知识灌输模式，基于对学生前概念的研究和分析，引导学生构建正确的科学概念。
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