发展学生生物学核心素养是中学生物教学的宗旨，生物学概念的理解和应用是实现学生生物学核心素养发展的关键，《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》中把“内容聚焦大概念”作为生物学课程的基本理念，而大概念的构建是由下位的科学概念群聚合而成的。学生学习的科学概念往往需要与其自身已有的概念相链接，才能有固着点和生长点，而学生在受自身已有概念的影响下，学习新的概念容易产生认知偏差，这种偏差使学生新学的概念成为迷思概念。概念是演绎知识和逻辑推理的起点，因此迷思概念将严重阻碍学生对科学概念的进一步学习和理解，这将为学生学习带来负面影响。迷思概念具有经验性、隐蔽性和顽固性等特点，教师在课堂教学中难以发现，即使发现，传统的教学方式也难以改变，这就要求课堂教学中要采用针对性的教学策略，将学生思维外显，从而有效发现并转变迷思概念。

 一、思维外显型教学策略模型的指导理论

我国台湾学者将英文“misconception”翻译为迷思概念，本研究结合众多学者的观点，将迷思概念定义为学生基于生活经验、现象等学习，在头脑中存在一定基础的概念，这些概念与科学概念具有一定的认知偏差。当前，国际主流的概念转变理论主要有基于认识论、本体论、朴素理论等概念转变理论。以Posner等人为代表的学者基于认识论提出概念转变有“同化”和“顺应”两种类型，“同化”是指运用已有概念来解释新现象，“顺应”是对概念进行重构，从而实现概念的根本转变，要完成“顺应”需要学习者对旧概念不满，而新概念具有可理解性和合理性，最后学习者通过知识和信念与新概念达成一致，从而实现新概念的有效性。本研究选取基于本体论的“顺应”概念转变理论作为概念转变的指导理论。

 二、思维外显型教学策略模型的构建

概念教学的目标是使学生形成科学概念，而迷思概念阻碍科学概念的形成，由此通过创设情境问题，让学生在解答问题中外显迷思概念，对学生回答的具有群体性的迷思概念进行活动设计，使学生在完成探究活动中引发认知冲突，从而产生对原有知识的不满，通过对现象本源的深入辨析，使学生认同新概念的合理性，利用新知识的补充和举例论证来增强学生对新概念的信心，最终实现新概念的有效性，即可用新概念来解决情境问题，这也就是新概念的迁移和应用。

基于概念转变理论“顺应”策略构建以创设情境问题、开展探究活动、解释实验现象、迁移概念成果为教学主轴，以“阐述主张、探究辨析、科学解释、迁移应用”为思维主线的思维外显型教学策略模型（见图1）。教学活动中动为主轴，疑为主线，构成了学生在活动中激活思维、外显思维、碰撞思维和发展思维的过程，在思维的发展之下促进科学概念的形成。

 三、思维外显型教学策略模型的应用

在教学设计中，对于糖尿病患者能否饮用无糖饮料这一问题，基于解决生活实践问题的主线使问题情境化、知识结构化、情境生活化，以生物学和化学学科视角关注无糖饮料是否含有糖类。通过实践探究，共同解决糖尿病患者是否能饮用无糖饮料这一问题。教学设计思路（见图2）。

1.创设情境，外显迷思概念

迷思概念具有隐蔽性、经验性、顽固性等特点。在传统课堂教学中，迷思概念的隐蔽性导致教师难以察觉，学生概念的迷思表达容易受到忽视。迷思概念的经验性，要求新概念的教学需建立在学生已有经验的基础上进行，而学生迷思概念的形成又与学生的生活学习经验密切相关，在教学中若缺少与迷思概念相关的生活情境，则迷思概念就难以被激发。迷思概念的顽固性，导致迷思概念的转变显得尤为困难，教师需要在教学过程中使用具有针对性的教学策略。根据迷思概念的特点，在教学中设置一个真实的生活场景，激活学生的迷思概念，提出一个挑战性的问题，并要求学生阐述自己的主张来外显迷思概念，由此用情境来激发，用表达来外显，使教师更为全面地掌握学生的迷思概念认知情况，为迷思概念的转变做好了铺垫。

为了深入还原学生真实的生活场景，课前对授课班级56名学生进行了以无糖饮料是否含有糖的调查，调查利用开放式选择题进行，调查结果显示（表1），91%的学生喝过无糖饮料，86%的学生认为无糖饮料有糖，认为无糖饮料含有糖的学生中把饮料有甜味作为判断依据的学生占85%，有11%的学生认为无糖饮料有糖的原因是来自于对饮料宣传的不信任，认为商家是虚假宣传。由此可见，虽然学生已经学习了糖类的相关知识，但是当学生遇到具体情境时，个人经验再次主导了学生的思维和判断，Vosniadou等人的研究支持了这一推断，他们认为学生在概念内化过程中容易受到个人经验、学科知识不足、个人信念等因素的影响，具有迷思性的旧概念容易占上风，新概念难以替代。因此，课堂教学中创设一个来源于学生生活的真实情境对于外显学生的迷思概念具有重要意义。

波斯纳的经典概念转变理论指出，完成概念的转变需要经历对旧概念的质疑、新概念的可理解性、新概念的合理性、新概念的有效性四个过程。引发认知冲突是学生实现对旧概念不满的有效途径，在探究辨析的过程中，寻求证据支持可为概念转变创造有利条件。

在案例中，通过让学生对比普通雪碧和无糖雪碧配料表的差异，以发现有糖和无糖雪碧的区别，围绕有挑战性的问题，如“无糖饮料中是否有白砂糖，白砂糖如何来检验”，引发学生进一步探究辨析，由此通过学习任务单分组实验来完成糖的鉴定实验（见图3）。学生通过实验探究，为迷思概念的转变提供证据支持。实验中的难点：学生已有的知识是还原糖可用斐林试剂来鉴定，而白砂糖的鉴定需要教师提供化学方法，这里也体现了跨学科教学的重要性，实验原理（见图4）。

3.科学解释，概念的解离与重构

概念的解离不是对立的选择，也不是正误的简单判断，而是基于证据将迷思概念分解成科学部分与非科学部分，经过推理将科学概念建构在迷思概念的科学部分之上，从而实现科学概念的重构。科学解释遵循证据，在迷思概念科学部分之上对非科学部分进行修正和纠偏，从而使新的解释对旧的概念完成替代。

学生通过实验发现，无糖饮料不含糖，那么有学生认为无糖饮料有糖显然不成立，对于“糖是甜的、甜的食品是糖”这一概念的迷思，教师让学生查阅资料了解哪些糖是甜的，哪些糖不是甜的。除过糖之外，还有哪些物质可以提供甜味？生活中代替糖的甜味剂有哪些？或者通过这些问题的探索，使学生找到糖与甜的共同部分和差异部分，这些共同部分正是学生生活经验中所了解到的“有甜味的糖”，而差异部分是学生未经科学辨析而简单推论得到的错误认识。概念的解离，可将“糖是甜的，甜味食品是含糖”的非科学部分分离出来，通过甜味剂的引入，对无糖饮料是甜的作出科学解释，从而实现甜的食品不一定是糖的概念重构，当然随着化学学习的深入，学生可进一步从分子的角度更加深刻地认识物质间的差异。

4.迁移应用，科学概念的活化

迷思概念具有顽固性等特点，即使建立科学概念，如若科学概念的迁移应用不够，随着时间推移，学生很可能会再次使用迷思概念来解释问题，因此面对复杂的生活情境，新概念更大化地迁移与应用将使学生从思辨中跳出原有的知识结构和个人经验，用对新概念的认识和解释问题的本质，不断对新概念进行巩固。

概念的迁移应用包含知识的迁移应用和方法的迁移应用，在生活中常常会遇到无糖月饼、无糖饼干等食品，且宣传语显示糖尿病患者可以放心食用，对于这一情况，我们让学生用糖的科学概念进行探究辨析，也可用还原糖的鉴定方法进行鉴定，除此之外，我们也可以将概念迁移到新的情境中，如给糖尿病患者提供饮食建议、给肥胖人士设计食谱、给低血糖人群提供快速补糖的清单等实践练习。

四、研究展望

关于迷思概念的诊断，以访谈、多项选择测试、质性文本分析等方法在国际上日趋成熟，但关于中学生物学具体主题的诊断工具数量还比较少，因此中学生物学迷思概念诊断工具的开发很有必要。在概念转变理论的框架下，认知冲突可以有效激活和发展学生的思维，但认知冲突的水平过高或过低，都会制约学生的思维发展，那么如何创设合理的情境问题，定位学生的思维水平，引发恰当的认知冲突，还需要我们进一步深入的研究。

基金项目：2022年度山东省“十四五”山东智顷数位学习科学规划课题“深度学习视域下中学生物项目式学习课程设计与应用研究”，No.SGH22Q140。

作者单位   山东省商洛中学

责任编辑：张言