摘要：前概念是学生在接受正式科学教育前，基于生活经验形成的对自然现象的理解，其中大量存在与科学概念相悖的迷思概念。这些前概念具有顽固性，严重影响着高中生对生物学新知识的同化与顺应。本文聚焦于概念图这一有效的认知工具，深入探讨其作为诊断与改善高中生生物学前概念的双重功能。论文首先剖析前概念对生物学学习的深层影响，继而系统阐述运用概念图进行诊断与教学干预的完整流程与实践策略，最后论证该实践对学生概念转变与科学思维发展的核心价值。旨在构建一个以概念图为枢纽，集诊断、教学、评价于一体的概念教学模式，为促进高中生物学深度教学提供有效路径。

关键词：概念图；前概念；迷思概念；概念转变；高中生物；诊断与教学

引言

建构主义学习理论深刻揭示，学习者并非带着空白的头脑进入课堂，而是基于日常观察与体验，形成了大量关于世界如何运作的朴素理论，这些即为“前概念”。在生物学领域，这一现象尤为显著。从“植物从土壤中获取大部分食物”到“呼吸就是吸气呼气的运动”，这些普遍存在的前概念往往与科学概念体系存在尖锐矛盾。由于其源于切身经验且长期存在，前概念表现出极强的顽固性，会成为学生理解科学概念的“认知锚点”，导致新知识被曲解或排斥。传统的教学方法若忽视对其的诊断与干预，极易导致学生陷入“表面学习”的困境——能够背诵科学定义，却在深层理解与实际问题解决时退回前概念的窠臼。

一、前概念：生物学深度教学的隐蔽壁垒与转化契机

前概念的存在，对高中生物学教学构成了多维度、深层次的挑战，准确认识其特性与影响，是实施有效教学的前提。

（一）前概念的来源与顽固性

高中生生物学前概念主要来源于三个方面：一是直接的感官经验，如根据“汗水蒸发会冷”的经验，认为“体温调节就是通过出汗散热”；二是语言的泛化与隐喻，如将生物学中的“能量”与生活中的“精力”混为一谈，或将“自然选择”理解为“生物有意识地去适应”；三是先前知识的片面推论，如学习了光合作用产生氧气，便认为植物在白天只进行光合作用。

（二）前概念对科学概念建构的干扰机制

当科学教学触及学生原有的前概念时，会引发认知冲突。如果教学未能有效化解这一冲突，学生通常会采取几种应对策略：其一是“机械记忆”，将科学概念与个人观念隔离，在不同情境下切换使用；其二是“曲解同化”，强行将新信息纳入原有错误框架，如将“基因是遗传的基本单位”理解为“一个基因控制一个性状，且性状与基因一一对应”；其三是“拒绝接受”，固守原有观念。

（三）前概念作为教学起点的积极价值

尽管前概念带来挑战，但它也指明了教学的精准起点。学生的错误并非教学的障碍，恰恰是开启教学的最佳契机。探测到的前概念揭示了学生的真实思维路径，为教师设计针对性教学策略、创设有效认知冲突提供了最直接的依据。承认并直面前概念，意味着教学从知识的单向传递，转向对学生认知结构的关切与重塑，这是实现深度教学的根本转向。

二、概念图策略：诊断与改善前概念的实践框架

概念图以其结构化的表征方式，为系统性地诊断和改善前概念提供了一个强大而实用的操作框架。

（一）作为诊断工具：透视内在认知结构

在单元教学开始前，教师可提供一个包含核心概念（如“光合作用”、“叶绿体”、“二氧化碳”、“水”、“有机物”、“氧气”、“能量”等）的列表，要求学生自主构建概念图。在此过程中，学生的迷思概念会暴露无遗。例如，学生可能将“光”与“有机物”直接连接，并标注“制造”，却忽略了“二氧化碳”这一关键原料；或者将“能量”直接连接到“有机物”上，标注“储存为”，但无法清晰表述光能如何转化为化学能的过程。通过对概念图中连接词、连线方向、概念层级结构和交叉连接的细致分析，教师能够精准定位学生普遍存在的认知断层与错误连接，从而实现对学情的“可视化诊断”，超越传统测试仅能判断对错而无法揭示思维过程的局限。

（二）作为教学干预工具：引导概念转变与整合

在诊断之后，概念图直接转化为强大的教学干预工具。首先，教师可以展示具有典型迷思概念的概念图，引导学生进行小组讨论与批判性评价，从而引发强烈的认知冲突。其次，教师引导学生通过合作学习，对存在问题的概念图进行修改、完善和重构。在这一过程中，学生需要为自己的连接和命题寻找科学证据，进行逻辑论证，这本身就是一种深刻的元认知活动。例如，在重构“光合作用”概念图时，学生必须厘清“光能”与“ATP”、“[H]”等中间能量载体和还原剂的关系，从而建立起从“光能”到“活跃化学能”再到“稳定化学能”的完整能量转换链条。

（三）作为评价与反思工具：追踪概念发展轨迹

在教学单元结束后，让学生再次绘制概念图，并与教学前的初稿进行对比。这种前后对比，能够清晰、直观地展示学生概念体系的演变与发展。学生通过自我反思，能够亲身体验到自己认知结构的成长，从而获得巨大的学习成就感。对教师而言，这不仅是评估教学效果的有力证据，也为后续教学的改进提供了持续的信息反馈。概念图由此成为一个贯穿教学始终的形成性评价工具，推动教学与评价的深度融合。

三、价值与展望：迈向以概念理解为导向的生物教学

运用概念图策略诊断与改善前概念的实践，其价值远超对单一迷思概念的纠正，它代表着教学理念的深层变革。

（一）促进学生实现真正的概念转变

该策略的核心价值在于推动学生经历从“迷思”到“科学”的概念转变。这并非简单的概念替换，而是一个通过认知冲突、解构与重构而实现的认知结构根本性重组。当学生通过亲手构建和修正概念图，将零散的概念整合成一个相互关联、逻辑自洽的网络时，科学概念才真正被内化，具备了迁移和解决问题的能力。

（二）培育学生的科学思维与元认知能力

绘制和评价概念图的过程，是高级思维活动的演练场。它要求学生进行分析、综合、评价与创造，极大地锻炼了批判性思维与系统思维能力。同时，学生需要不断反思自己的理解，监控自己的认知过程，这对其元认知能力的培养至关重要，使其成为能够自我监控、自我调节的终身学习者。

（三）推动教师教学范式的专业化转型

这一实践要求教师从“知识的传授者”转变为“概念发展的促进者”和“认知结构的设计师”。教师需要深入分析学科核心概念，预设学生可能存在的认知障碍，并设计以概念图为核心的学习活动。这无疑对教师的学科教学知识（PCK）提出了更高要求，但也极大地促进了教师的专业成长，推动课堂教学走向更精细、更科学、更以学生为中心的新范式。

结论

总之，前概念是生物学教学中不容忽视的客观存在，而概念图策略为实现其诊断与改善提供了一条行之有效的路径。它将学生内隐的思维结构可视化，使教学干预有的放矢，使概念转变有迹可循。通过将概念图系统地融入教学的前、中、后各个环节，我们能够构建一个以概念理解为核心、以思维发展为导向的高中生物学教学新样态。未来，我们应进一步探索概念图与数字化工具的结合，以及在不同生物学主题教学中的差异化应用策略，持续深化这一实践，为全面提升学生的生物学核心素养贡献力量。

参考文献：

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