《核心素养背景下初中生物学迷思概念转变的实践研究》

课题研究方案

一、课题研究背景

  2011年，教育部颁布的《义务教育生物学课程标准》指出：“在教学过程中，教师必须注意到学生头脑中已有的概念，特别是那些与科学概念相抵触的错误概念，帮助学生消除错误概念，建立科学概念”。2014年,教育部出台的《关于全面深化课程改革,落实立德树人根本任务的意见》中,正式提出了“核心素养”这一概念,引起教育专家和教育工作者的极大关注。2017年，教育部发布的《普通高中生物课程标准》课程内容中，多次强调概念是形成核心素养的基础。因此,以培养学生生物学核心素养为基础发展初中生物学概念教学是十分有必要的。

作为老师，我们常常抱怨：有些概念反复讲了很多遍，为什么学生就不能理解，老是弄错呢？或者有些概念学生能用精确的语言准确的表述出来，但一做题目就错误百出。为什么存在这样的现象？教学实践表明，影响学生科学概念的学习是由于学生受到头脑中已有概念的困扰。学生进入课堂学习之前，头脑中并不是一张白纸，他们已经对日常生活中的某些现象或事物有了一定的自我认识和了解。但由于受到个人认知能力、社会文化差异以及教师教学方式等影响，学生产生的认识和看法往往是片面的、不完善的、甚至是错误的，故而形成了一些隐蔽的、复杂的、顽固的迷思概念。这些迷思概念对学生学习新知识，形成科学概念构建完整的知识体系造成了影响，同时，随着迷思概念的不断增多，学生对生物学习产生畏惧和厌学心理，以至于生物教学效果欠佳。因此，关注迷思概念并进行有针对性的转变研究是十分有必要的。

二、国内外同一研究领域现状与研究的价值

课题研究现状：

有关迷思概念的大规模研究开始于二十世纪70年代中期，20世纪80年代中期开始，研究转向理论层面，人们开始关注关注研究迷思概念转变策略，利用具体教学活动，获得了一些概念转变策略的方法与成果。1982年，波斯纳（Posener）等教授，在《science education》杂志联名发表了《科学概念的顺应：建立概念转变理论》一文，在科学教育界引起轰动。在这篇文章中，他们首次提出了概念转变模型（Conceptual Change Model,CCM），大大推动了概念转变的研究与教学。

我国关于迷思概念的研究起步较晚。自20 世纪80年代建构主义学习理论引入我国后，许多学者对建构主义学习进行研究，概念掌握与发展研究成为热点。科学教育研究者也越来越关注“学生已有知识经验”，到80年代末后开始出现“迷思概念”的研究。

总的来说，国内外的科学教育学家越来越注重迷思概念的研究，主要表现在以下三个方面：第一，学生对生活现象和问题所拥有的个人概念和认识的研究；第二，学生的个人认识和迷思概念的类型、形成原因以及对于科学学习的积极与消极的影响等的理论分析和研究；第三，在科学教学中概念转变的有效教学策略和方法的研究。

综上所述，新课程重视学生的知识构建过程，体现学生在学习中的主体地位，作为一线教师在教学中应注重研究学生头脑中存在的迷思概念，并采取有效的教学策略去转变这些迷思概念，从而提高教学有效性，切实提高学生的科学素养。

课题研究价值：

1.迷思概念转变是科学教育进阶的体现

概念是科学教育的基础，是学科知识体系的基石。学生的认知发展要建立在一定的概念基础上。由于学生在学习新的科学概念之前往往已经对一些前概念有感性的认识，而这些认识是碎片化、纯经验性的，距离科学概念仍然有一定的距离，因此科学教育的一个很重要的目的就是促进迷思概念向科学概念的转变。

2.迷思概念转变是核心素养发展的基础

为了落实“立德树人”的教育目标，教育界逐步对学生提出了更进一步的要求，不仅是对知识的掌握，更需要有实际解决问题的能力。这就要求学生对所学知识不仅是要知其然，还要知其所以然，要明白来龙去脉，知道如何去获取相关信息，并与已有知识相互整合，构建自己的知识体系，从而更有效地解决问题。因此，帮助学生转变迷思概念，形成科学概念是发展学生核心素养的重头戏。

3.迷思概念转变是课堂教学决策的实证

学生的认知发展过程是复杂、连续的过程，是科学概念和迷思概念博弈的过程。在不同的学习情境下，学生的认知可能会沿着不同的方向发展，这个过程有可能会在科学概念和迷思概念间徘徊反复。因此，迷思概念可以为教师课堂教学提供不同的情境支持，帮助教师选择那些对学生发展最重要的知识和技能作为标记，并以这些标记来侦测学生的学习进展情况等，使教师的教学决策和行为更有针对性，从而提高教学实施的效果。

三、课题基本概念及界定

核心素养：“核心素养”概念来于西方，英文词是“Key Competencies”。“Key”在英语中有“关键的”、“必不可少的”等含义。“Competencies”也可以直译为“能力”，但从它所包含的内容看，译成“素养”更为恰当。简言之，“核心素养”就是“关键素养”。“核心素养”指学生应具备的适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力，突出强调个人修养、社会关爱、家国情怀，更加注重自主发展、合作参与、创新实践。

迷思概念：对于“迷思概念”（misconception）一词，国内外学者有很多不同的解释。早起国外学者Dawson认为：在学习过程中，当学生面对以前从未学习过的内容时，往往不当的教学方式也容易导致学习知识上的缺陷、困惑与误解，而这些因素常常造成所谓认知上的“迷思概念”。台湾学者余民宁认为“迷思概念”是指学生在学习科学概念之前与正统科学知识不符的概念。虽然国内外对“迷思概念”的界定各不相同，但每种解释的核心指迷思概念是学生在正式学习前在日常生活经验中获得的有别于科学的观点或概念。

概念转变：指个体在学习过程中对现有的理解，解释作出的改造，最终转变为科学概念的积极的建构过程，概念转变过程是个体发生从片面的概念转变为完善的概念，从错误的概念转变为科学的概念。

初中生物学迷思概念转变的实践研究：本课题研究旨在《普通高中生物课程标准（2017年版）》、《义务教育生物学课程标准（2011年版）》理念的基础上，调查初中学生在生物学课程学习中产生或存在的迷思概念以及影响初中学生形成生物学迷思概念的因素。以教学实践为视角，从学科素养、教学方式、教学活动、内容设置及对学生的评价方式等进行教学设计和实施，并确定选择概念转变策略，及时给予恰当的指导，让学生弄清概念的本质含义，加深对知识的理解，让迷思概念的转变过程成为学生核心素养形成和发展的过程。

四、课题理论依据

1.有意义学习理论

美国心理学家奥苏贝尔提出有意义学习理论。有意义学习指的是学习者头脑中已存在的观念和认知在遇到新概念时，两者之间建立联系的过程。原有知识对学生是非常重要的，它是学生学习新概念的基础。这就要求教师应弄清学生的已有认知结构和新概念之间的联系点，同时也要强调新概念对学习者的意义，促进学习者进行主动的有意义学习。  

2.建构主义学习理论

建构主义学习论认为，学习是个体主动建构知识的过程，新概念的形成是基于前概念的主动建构，是在前概念的基础上形成、拓展、验证和修改的持续过程。学生在学习科学概念之前，头脑并非是一块白板，而是通过日常的生活经验形成了对不同事物的看法。这就要求教师在这些经验的基础上指导学生探索知识，解决问题，通过经验与知识之间反复双向的相互作用，建构起更加全面、丰富、深层次的科学概念。

3.认知发展学习理论

皮亚杰认为人的认知发展是一种建构的过程，是在个体与环境相互作用过程中，通过同化、顺应和平衡的过程，实现认知的发展。同化是指主体用原有的图式处理所遇到的问题，即将新事物吸纳到原有的认知结构体系中去，获得暂时的平衡；但是主体面对外界环境时若只用同化方式来处理的话，适应环境的这种平衡可能会有影响，如果主体发现不能用原有图式去解释变化时，这种暂时的平衡就被打破了，如果这时主体及时调整原有的图式，在调整中达到新的平衡点，这一过程就是顺应。这就要求教师在开展课堂教学时应以学生为行为主体，在教学前找准学生的已有认知结构基础，合理创设情境，了解学生的知识背景，合理引发认知冲突并引导学生进行知识的同化和顺应，最终解决认知冲突，进而获得科学概念。

五、课题研究目标、内容（或子课题设计）

课题研究目标：在教学中发现，学生在初中生物的概念学习中存在很多迷思概念而目前国内关于初中生物迷思概念的研究并不多，对于概念教学，由于生物概念比较抽象、理解的难度大，所以概念教学一直是个教学难点。所以，希望通过本课题的研究，充实高中化学迷思概念方面的参考资料，可以为中学化学教材编写提供一定依据，有利于改变教师的教学方式和学生的学习方式，并找到转变迷思概念的有效教学策略，从而在教学中实现迷思概念向科学概念的转变。

1.研读初中生物和高中生物课程标准，明确基于学生核心素养发展的课程要求，调查和分析初中学生在生物学课程学习中产生或存在的迷思概念以及影响初中学生形成生物学迷思概念的原因。

2.在掌握迷思概念及其成因的基础上，从学科素养、教学方式、教学活动、内容设置及对学生的评价方式等进行实践研究。同时，制定针对性的概念转变个案研究，选择满足学生学习需求的概念转变策略，促进学生弄清概念的本质含义，加深对知识的理解，让迷思概念的转变过程成为学生核心素养形成、发展的过程。

3.通过本课题的研究，使包括但不局限于本课题组的教师树立以发展学生核心素养为宗旨的教学理念，改变教与学的观念和方式，深化对科学概念的认识和理解，从而进一步提升教师的教育教学的水平和能力。

子课题设计：

子课题一: 基于学生核心素养发展的初中生物学迷思概念的调查与分析

本子课题通过问卷调查、实地调研、师生访谈等方式，经过分析、归类，得出初中学生产生或存在的迷思概念以及影响初中学生形成生物学迷思概念的原因。这对于教师明确教学目标、优化教学方法，具有十分重要的指导意义。

子课题二: 基于学生核心素养发展的初中生物学迷思概念转变的实践研究

迷思概念的转变与课堂教学实践密不可分。本子课题研究将基于学生核心素养的发展，以课堂教学为抓手，以核心概念为主线，在了解学生头脑中迷思概念的基础上，从学科素养、教学方式、教学活动、内容设置及对学生的评价方式等进行实践研究，帮助学生转变迷思概念，建立科学概念。

子课题三：基于学生核心素养发展的初中生物学迷思概念转变的范式构建

从教学实践的视角，在子课题二研究的基础上，积累一定数量的案例和实证，构建基于学生核心素养发展的初中生物学迷思概念转变的实施策略和路径支持，亦可为优化初中生物概念教学提供借鉴思路。

六、课题研究思路、过程

课题研究思路：

以《义务教育生物学课程标准》为指导，以提升学生核心素养为目标指向，以苏科版初中生物教材中科学概念为依据，开展多种形式的培训、专题研讨和观摩活动，不断提高教师自身的专业素养。在此基础上，通过理论—实践—反思—再理论—再实践—再反思的反复研究，积极探索适合基于学生核心素养提升的初中生物学迷思概念转变的实施策略和实证支持。

课题研究过程：

（1）前期准备阶段（2021.9—2021.12）：

主要工作有：① 确定主课题，分解子课题，完成申报工作；② 组建课题组，明确分工职责；③ 建立健全学习交流制度；④ 制定课题研究方案及子课题工作计划。

（2）研究实施阶段（2022.1—2023.12）：

理念先导，专家引领，促进教师转变教育观念，确立适合新课程的学习观、教学观与课程观，为课题研究的全面实施阶段。

（3）结题鉴定阶段：（2024.2—2025.6）。

主要工作有：① 完成资料汇编。② 组织观摩课展示。③ 撰写结题报告。④ 邀请专家鉴定。

七、课题研究方法

1、文献研究法

在中国知网、中国期刊全文数据库在线数据库等平台中检索以“前概念”、“迷思概念”、“概念转变”等为主题的相关文献和资料。对搜集查找到的相关资料和文献等进行整理，初步了解迷思概念的国内外的研究现状和研究过程。

2、师生访谈法

访谈法就是借助对话，从被访谈者口中，记录合理公正的陈述，以这一个体来反应总体的手段。设计教师和学生两个维度的访谈提纲，探查学生迷思概念的来源及形成原因。

3、行动研究法

教师将行动和研究结合起来，以“对行动进行研究，以研究促进行动”为基本方法，反思自己的教学行为，积极探索学习进阶的教学模式，同时积极做好生物教师教学的校本培训与实践研究。

八、课题研究主要观点与可能的创新之处：

   初中生物学课程重视概念教学，既要求明确概念各要素及其关系，又关注

以课程标准为依据，从学生认知基础、心理特点和认知规律

本课题的创新性体现在：

1.从查阅的相关资料来看，有关生物课程进阶的研究不多，对于课程标准进阶来说，大部分都是进行对比，而没有深入探讨进阶的内容及其背后的原因。从研究的内容来看，对于教材的共性介绍的多，对于特点的分析较少，进阶内容的分析较少，同阶段的比较研究较多，不同阶段的研究较少，或仅就某个年级的教材进行比较分析，而对于整个初高中阶段教材进行统一分析的较少，对于初、高中的进阶研究，大多站在学习内容和学生认知规律层面思考问题，对于初、高中生物教师培养模式的系统化、进阶式研究鲜有发现。本课题的研究旨在让学生提升核心素养，很快完成从初中生物的浅层次学习到高中生物的模块专题式学习、抽象理解为主的深层次学习。

2.本课题研究对学生多元化的评价标准，引入互联网+时代的考试和评价，不再是单一的考试评价。教育工作的相关者都是评价的主体，同时也都是评价的对象。社会各阶层也将更容易通过网络介入对教育的评价，使教育工作得到更及时的监控和反馈。伴随学生成长的教育大数据，将充分体现学生的学习过程和综合素质，并为学生的职业规划和价值实现提供决策参考。

3.本课题在学校原有的基础上，进一步加强课程资源建设，充分挖掘并有效利用校内外课程资源，实现基础教育的课程目标，提高学校的教学质量和办学水平，促进学生有个性的全面发展。因地制宜地开发和利用各种课程资源，为创造性地实施高中新课程提供强有力的资源保障。以满足学校和教师的需要，满足学生多样化发展的需要，促进课程与生活、课程与社会的联系，都有重大的实践意义，同时对于学校课程建设与校本课程开发，以及教师课程意识与课程开发能力的提高，具有很大的推动作用。

4.本课题是教育部提出“核心素养”概念后对初高中生物学习进阶进行研究。首先将核心素养的要求与理念和初、高中生物学习进阶结合，具有一定的创新性。