費艷麗
[摘 要]現代認知心理學家和教學法專家普遍認為：一個人要想理解某一新的科學概念，必須使這一新概念與頭腦中已有概念結合在一起，用新的圖示代替頭腦中原有的與新概念相矛盾的舊概念。這一觀點是當代所有理科教育研究的發展動力之一。文章試運用認知心理學知識並結合實例詳細分析學生的生物學「直覺」對生物學概念教學的影響。
[關鍵詞]直覺;認知心理學;建構主義
[中圖分類號] G633.91 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-6058（2021）17-0087-02
一、教育心理學理論背景
當代認知心理學把概念定義為「符號所代表的具有共同典型屬性的對象、事件、情景或性質」，認為概念是不斷發展的。隨著知識結構的不斷完善，學生對概念的理解也會出現從具體水平向抽象水平的發展，從不科學的甚至錯誤的日常概念向科學概念的發展。當代的認知建構主義理論認為，學習過程是原有的認知結構與從環境中接收到的感覺信息相互作用、主動建構信息意義的過程，所以學習者先前的知識、經驗、思維方式，即所謂的「直覺」，對個體的學習過程影響極大。
二、「直覺」對概念教學的影響
我們必須承認，學生不可避免地會帶著許多生物學「直覺」進入課堂，當然，並不是說學生的生物學「直覺」一定是錯誤的，相反，學生正確的「直覺」會幫助他們理解生物學中難度較大的概念知識。但是如果學生的「直覺」不符合真實情況，或他們的「直覺」是錯誤的，就必然會影響到他們的正常學習，在他們頭腦中形成錯誤的概念。
當這些由於「直覺」而形成的錯誤概念以作業或考試的形式反覆反饋給教師時，教師往往對學生重複所犯的錯誤感到驚訝，甚至不能相信。比如，在生物課中教師給學生介紹培育無籽西瓜和無籽番茄的原理和區別，但是很多學生總是無法理解和辨識;又如，學生學習了孟德爾的分離定律和自由組合定律後，很容易把分離定律和自由組合定律的實質與性狀分離現象弄混。
在這裡，教師就沒有考慮到學生先前形成的「直覺」對當前作業的影響，都認為這是學生對新概念記憶不牢固或沒有全部理解的緣故，因而在其後對新概念又施以大量重複。其結果當然不會理想，只要學生一遇到實際問題，就又會犯同樣的錯誤。
這就啟示我們，在生物學教學中應該重視學生的「直覺」，了解學生的知識、經驗狀況及思維習慣，特別要了解學生「直覺」中那些不全面的甚至錯誤的概念。因為學生「直覺」中的錯誤概念會妨礙學生正確認識和理解相關的新概念，以致形成新的錯誤概念。因而，對教師而言，如何發現學生頭腦中那些不全面的甚至錯誤的概念，採用何種教學方法幫助學生正確對待他們的生物學「直覺」，是一個迫切需要解決的問題。
三、在教學中正確對待學生的「直覺」
有關「改變直覺」的研究已提出了許多模型，這些理論大多源自於建構主義的思想。建構主義強調，學習是學習者主動建構意義的過程，它既是對新信息的意義建構，同時又包含了對原有經驗的改造和重組，所以錯誤的糾正是學習過程中必不可少的一步。
那麼，究竟怎樣做才能利用學生的正確「直覺」，矯正學生的錯誤「直覺」呢？對此，不同的心理學家已提出了不同的解決方案。我們可以借鑑並應用於生物學概念教學。
1. 三步教學策略
納斯鮑姆、諾維克經過實驗提出了以下「三步教學策略」。
（1）揭示學生的「直覺」
要想發現學生的「直覺」或者說了解他們頭腦中已形成的概念，最好的辦法就是進行提問。教師提出的問題要有針對性，重點放在能充分顯示出學生對生物學概念的理解和應用情況。例如，在比較無籽西瓜和無籽番茄時，教師可設計以下問題串：①你們認為植物果實中的種子是怎麼形成的？②怎樣阻止種子的形成？③種子對植物果實的發育有什麼作用？④怎樣讓沒有種子的果實正常發育？⑤你所採用的阻止種子形成的方法是否為可遺傳變異？通過一系列提問，不僅挖掘了學生的「直覺」，讓學生用已有的知識辨識無籽西瓜與無籽番茄的區別，而且藉助學生的「直覺」輕鬆地將問題引到培育無籽果實的產生方式上，拓寬了學生的思路，提高了學生對知識的應用能力。這樣的教學，比直接教給學生無籽西瓜和無籽番茄的產生原理，強調它們的區別，效果要好得多。
（2）引發認知衝突
根據波斯納提出的觀念改變模型，對當前的概念不滿意是產生觀念改變的關鍵因素，因此利用引發認知衝突的方法來促進觀念改變，對於糾正學生的錯誤「直覺」是一種尤其有效的教學策略。
①通過合作學習中的討論和對話引發認知衝突，使學生超越自己的認識，看到與自己不同的見解，看到事物的其他側面，從而形成對事物更加豐富的理解。
②教師通過精選例題，使學生在已有知識經驗和新問題之間產生認知衝突，完善和拓寬學生的思維。例如，學生在學習了基因的自由組合定律後知道了基因型為AABB和aabb（或AAbb和aaBB）的兩純合親本雜交（兩對基因分別位於兩對同源染色體上），可得到F1為AaBb的雙雜合個體。F1代自交，在F2代出現9∶3∶3∶1的性狀分離比。此時出示例題1：某植物的花色由兩對自由組合的基因決定。顯性基因A和B同時存在時，植株開紫花，其他情況開白花。則AaBb的雙雜合個體自交，後代紫花和白花的性狀分離比為多少？ 教師給予學生充分的時間思考後，提示：Aa、Bb兩對等位基因位於兩對同源染色體上，遵循自由組合定律，故AaBb自交後代出現9A_B_∶3A_bb∶3aaB_∶1aabb，其中9A_B_表現為紫花，3A_bb、3aaB_和1aabb都表現為白花，故答案為9∶7。
（3）鼓勵認知順應
在引發學生認知衝突，引起學生的糾正慾望後，教師應給學生提供同化新概念的支持和幫助，使學生得以重新組織自己對情境中的問題所持有的觀念。最好的方法是教師採用精心選擇的平行或遞進問題，給學生充分的練習，以加強學生對新概念的掌握和應用。如在講解了例題1後，教師可以提問：①該植物的基因型為AaBb，個體測交後代的表現型及比例為多少？②若在其他生物體內，由兩對基因（可以自由組合）控制的性狀，雙雜合子自交和測交還有哪些性狀分離比？通過這一系列的認知順應，學生對自由組合定律的認識就不僅僅停留在教材給出的9∶3∶3∶1的性狀分離比上了，此時教師再適當地給予總結，指出孟德爾的分離定律和自由組合定律揭示的是生物有性生殖產生配子時基因進入配子的分配方式，即親代產生的配子的種類和比例。而子代的性狀分離現象不僅取決於親代產生的配子種類和比例，還取決於配子的受精機會、受精卵的存活率以及基因型對表現型的決定方式等。
2.利用類比法將「直覺」中的概念形象化
根據建構主義的觀點，個體即將獲得的新概念與已有概念之間的相似性非常重要。在生物學教學中，教師往往要對一些無法直接觀察到的事物做出解釋。這時，如果把要學習的新概念與學生先前所熟悉的概念進行類比，就可促進學生對新概念的理解。比如，在學習孟德爾遺傳定律的細胞學基礎時，學生還沒有清晰的基因概念，因此無法直接理解基因與染色體的具體關係，此時教師可以巧妙地應用乘客與汽車來類比基因與染色體的關係，學生就能牢固的掌握了。
當然，類比是一把雙刃利劍。對於一些並不是很精確的類比，如果誇大了它們的作用，反而會建構不科學的甚至錯誤的概念。這就要求教師在運用類比時，應考慮到類比的優點與不足，儘量使用學生比較熟悉的事物做類比，避免不恰當的類比。
3. 用實驗糾正錯誤觀念
生物學是一門實驗科學，因此在生物概念的教學中，教師可以非常方便地運用實驗來糾正學生不完善的「直覺」。例如，在學習光合作用以前，大部分學生認為葉綠體中只含有葉綠素，但親手操作了「葉綠體中色素的提取和分離」實驗後，學生就會清楚地知道，葉綠體中不僅藏著2種不同顏色的葉綠素，還有兩種類胡蘿蔔素。
總之，在教學過程中，教師應當注意在對概念下定義時，必須以豐富的感性材料為基礎。對於具體概念，其定義可以在演示直觀材料的時候提出，也可以在喚起相應記憶時提出。而抽象概念的教學必須以感性經驗為基礎。而且，當發現學生的錯誤概念時，教師應當能夠判斷這些錯誤概念是針對哪些情境下的哪些表面特徵，或者能夠找出學生在邏輯推理上的錯誤。教師除了向學生講授正確的概念之外，還要幫助學生認識到原有「直覺」的錯誤之處，或通過課堂討論的形式，或採用一定量的練習來強化正確概念，逐步使學生在思想上以正確概念取代錯誤概念。
在整個教學過程中，教師都不能把學生看作知識的消極接受者，應鼓勵他們發表自己對教學內容的認識，善於利用學生的「直覺」，以進一步提高教學質量。
[ 參 考 文 獻 ]
[1] 吳慶麟.認知教學心理學[M].上海：上海科學技術出版社，2000.
[2] 張慶林.當代認知心理學在教學中的應用[M].重慶：西南師範大學出版社，1995.
[3] 皮連生，王小明，王映學.現代認知學習心理學[M].北京：警官教育出版社，1998.
[4] 馬文習.生物學課堂生成的教學預設[J].生物學教學，2013（1）：44-45.
（責任編輯 黃春香）
[摘 要]現代認知心理學家和教學法專家普遍認為：一個人要想理解某一新的科學概念，必須使這一新概念與頭腦中已有概念結合在一起，用新的圖示代替頭腦中原有的與新概念相矛盾的舊概念。這一觀點是當代所有理科教育研究的發展動力之一。文章試運用認知心理學知識並結合實例詳細分析學生的生物學「直覺」對生物學概念教學的影響。
[關鍵詞]直覺;認知心理學;建構主義
[中圖分類號] G633.91 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-6058（2021）17-0087-02
一、教育心理學理論背景
當代認知心理學把概念定義為「符號所代表的具有共同典型屬性的對象、事件、情景或性質」，認為概念是不斷發展的。隨著知識結構的不斷完善，學生對概念的理解也會出現從具體水平向抽象水平的發展，從不科學的甚至錯誤的日常概念向科學概念的發展。當代的認知建構主義理論認為，學習過程是原有的認知結構與從環境中接收到的感覺信息相互作用、主動建構信息意義的過程，所以學習者先前的知識、經驗、思維方式，即所謂的「直覺」，對個體的學習過程影響極大。
二、「直覺」對概念教學的影響
我們必須承認，學生不可避免地會帶著許多生物學「直覺」進入課堂，當然，並不是說學生的生物學「直覺」一定是錯誤的，相反，學生正確的「直覺」會幫助他們理解生物學中難度較大的概念知識。但是如果學生的「直覺」不符合真實情況，或他們的「直覺」是錯誤的，就必然會影響到他們的正常學習，在他們頭腦中形成錯誤的概念。
當這些由於「直覺」而形成的錯誤概念以作業或考試的形式反覆反饋給教師時，教師往往對學生重複所犯的錯誤感到驚訝，甚至不能相信。比如，在生物課中教師給學生介紹培育無籽西瓜和無籽番茄的原理和區別，但是很多學生總是無法理解和辨識;又如，學生學習了孟德爾的分離定律和自由組合定律後，很容易把分離定律和自由組合定律的實質與性狀分離現象弄混。
在這裡，教師就沒有考慮到學生先前形成的「直覺」對當前作業的影響，都認為這是學生對新概念記憶不牢固或沒有全部理解的緣故，因而在其後對新概念又施以大量重複。其結果當然不會理想，只要學生一遇到實際問題，就又會犯同樣的錯誤。
這就啟示我們，在生物學教學中應該重視學生的「直覺」，了解學生的知識、經驗狀況及思維習慣，特別要了解學生「直覺」中那些不全面的甚至錯誤的概念。因為學生「直覺」中的錯誤概念會妨礙學生正確認識和理解相關的新概念，以致形成新的錯誤概念。因而，對教師而言，如何發現學生頭腦中那些不全面的甚至錯誤的概念，採用何種教學方法幫助學生正確對待他們的生物學「直覺」，是一個迫切需要解決的問題。
三、在教學中正確對待學生的「直覺」
有關「改變直覺」的研究已提出了許多模型，這些理論大多源自於建構主義的思想。建構主義強調，學習是學習者主動建構意義的過程，它既是對新信息的意義建構，同時又包含了對原有經驗的改造和重組，所以錯誤的糾正是學習過程中必不可少的一步。
那麼，究竟怎樣做才能利用學生的正確「直覺」，矯正學生的錯誤「直覺」呢？對此，不同的心理學家已提出了不同的解決方案。我們可以借鑑並應用於生物學概念教學。
1. 三步教學策略
納斯鮑姆、諾維克經過實驗提出了以下「三步教學策略」。
（1）揭示學生的「直覺」
要想發現學生的「直覺」或者說了解他們頭腦中已形成的概念，最好的辦法就是進行提問。教師提出的問題要有針對性，重點放在能充分顯示出學生對生物學概念的理解和應用情況。例如，在比較無籽西瓜和無籽番茄時，教師可設計以下問題串：①你們認為植物果實中的種子是怎麼形成的？②怎樣阻止種子的形成？③種子對植物果實的發育有什麼作用？④怎樣讓沒有種子的果實正常發育？⑤你所採用的阻止種子形成的方法是否為可遺傳變異？通過一系列提問，不僅挖掘了學生的「直覺」，讓學生用已有的知識辨識無籽西瓜與無籽番茄的區別，而且藉助學生的「直覺」輕鬆地將問題引到培育無籽果實的產生方式上，拓寬了學生的思路，提高了學生對知識的應用能力。這樣的教學，比直接教給學生無籽西瓜和無籽番茄的產生原理，強調它們的區別，效果要好得多。
（2）引發認知衝突
根據波斯納提出的觀念改變模型，對當前的概念不滿意是產生觀念改變的關鍵因素，因此利用引發認知衝突的方法來促進觀念改變，對於糾正學生的錯誤「直覺」是一種尤其有效的教學策略。
①通過合作學習中的討論和對話引發認知衝突，使學生超越自己的認識，看到與自己不同的見解，看到事物的其他側面，從而形成對事物更加豐富的理解。
②教師通過精選例題，使學生在已有知識經驗和新問題之間產生認知衝突，完善和拓寬學生的思維。例如，學生在學習了基因的自由組合定律後知道了基因型為AABB和aabb（或AAbb和aaBB）的兩純合親本雜交（兩對基因分別位於兩對同源染色體上），可得到F1為AaBb的雙雜合個體。F1代自交，在F2代出現9∶3∶3∶1的性狀分離比。此時出示例題1：某植物的花色由兩對自由組合的基因決定。顯性基因A和B同時存在時，植株開紫花，其他情況開白花。則AaBb的雙雜合個體自交，後代紫花和白花的性狀分離比為多少？ 教師給予學生充分的時間思考後，提示：Aa、Bb兩對等位基因位於兩對同源染色體上，遵循自由組合定律，故AaBb自交後代出現9A_B_∶3A_bb∶3aaB_∶1aabb，其中9A_B_表現為紫花，3A_bb、3aaB_和1aabb都表現為白花，故答案為9∶7。
（3）鼓勵認知順應
在引發學生認知衝突，引起學生的糾正慾望後，教師應給學生提供同化新概念的支持和幫助，使學生得以重新組織自己對情境中的問題所持有的觀念。最好的方法是教師採用精心選擇的平行或遞進問題，給學生充分的練習，以加強學生對新概念的掌握和應用。如在講解了例題1後，教師可以提問：①該植物的基因型為AaBb，個體測交後代的表現型及比例為多少？②若在其他生物體內，由兩對基因（可以自由組合）控制的性狀，雙雜合子自交和測交還有哪些性狀分離比？通過這一系列的認知順應，學生對自由組合定律的認識就不僅僅停留在教材給出的9∶3∶3∶1的性狀分離比上了，此時教師再適當地給予總結，指出孟德爾的分離定律和自由組合定律揭示的是生物有性生殖產生配子時基因進入配子的分配方式，即親代產生的配子的種類和比例。而子代的性狀分離現象不僅取決於親代產生的配子種類和比例，還取決於配子的受精機會、受精卵的存活率以及基因型對表現型的決定方式等。
2.利用類比法將「直覺」中的概念形象化
根據建構主義的觀點，個體即將獲得的新概念與已有概念之間的相似性非常重要。在生物學教學中，教師往往要對一些無法直接觀察到的事物做出解釋。這時，如果把要學習的新概念與學生先前所熟悉的概念進行類比，就可促進學生對新概念的理解。比如，在學習孟德爾遺傳定律的細胞學基礎時，學生還沒有清晰的基因概念，因此無法直接理解基因與染色體的具體關係，此時教師可以巧妙地應用乘客與汽車來類比基因與染色體的關係，學生就能牢固的掌握了。
當然，類比是一把雙刃利劍。對於一些並不是很精確的類比，如果誇大了它們的作用，反而會建構不科學的甚至錯誤的概念。這就要求教師在運用類比時，應考慮到類比的優點與不足，儘量使用學生比較熟悉的事物做類比，避免不恰當的類比。
3. 用實驗糾正錯誤觀念
生物學是一門實驗科學，因此在生物概念的教學中，教師可以非常方便地運用實驗來糾正學生不完善的「直覺」。例如，在學習光合作用以前，大部分學生認為葉綠體中只含有葉綠素，但親手操作了「葉綠體中色素的提取和分離」實驗後，學生就會清楚地知道，葉綠體中不僅藏著2種不同顏色的葉綠素，還有兩種類胡蘿蔔素。
總之，在教學過程中，教師應當注意在對概念下定義時，必須以豐富的感性材料為基礎。對於具體概念，其定義可以在演示直觀材料的時候提出，也可以在喚起相應記憶時提出。而抽象概念的教學必須以感性經驗為基礎。而且，當發現學生的錯誤概念時，教師應當能夠判斷這些錯誤概念是針對哪些情境下的哪些表面特徵，或者能夠找出學生在邏輯推理上的錯誤。教師除了向學生講授正確的概念之外，還要幫助學生認識到原有「直覺」的錯誤之處，或通過課堂討論的形式，或採用一定量的練習來強化正確概念，逐步使學生在思想上以正確概念取代錯誤概念。
在整個教學過程中，教師都不能把學生看作知識的消極接受者，應鼓勵他們發表自己對教學內容的認識，善於利用學生的「直覺」，以進一步提高教學質量。
[ 參 考 文 獻 ]
[1] 吳慶麟.認知教學心理學[M].上海：上海科學技術出版社，2000.
[2] 張慶林.當代認知心理學在教學中的應用[M].重慶：西南師範大學出版社，1995.
[3] 皮連生，王小明，王映學.現代認知學習心理學[M].北京：警官教育出版社，1998.
[4] 馬文習.生物學課堂生成的教學預設[J].生物學教學，2013（1）：44-45.
（責任編輯 黃春香）
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