生物教学革命：通过阈值概念支持学生！

生物教学革命：通过阈值概念支持学生！

2025 年 5 月 30 日，科隆大学的研究人员发表了一项关于进化和进化生物学的开创性研究。这项研究由 Jörg Großschedl 教授、Helena Aptyka 博士和 Daniela Fiedler 博士领导，旨在帮助学生对进化论有深入的科学理解。结果表明，支持性知识的传达方式对于学习至关重要。这项研究在生物教学研究所进行，题为“进化教育中的阈值概念和概念网络：实验干预研究”。该论文发表在著名期刊《科学教育》上。

该研究调查了十年级学生在生物课上关于进化主题的概念网络是如何构建的。研究人员发现，用所谓的阈值概念（例如机会和概率主题）教授学生可以建立更密集、更结构化的生物学知识。概念网络由关键概念、错误概念和阈值概念组成。

键、错误和阈值概念

关键概念包括基于科学的核心思想，例如变异、遗传和个体适应性。误解是根深蒂固的、技术上不正确的想法，例如目的论思维，它可能会促进对进化论的错误理解的发展。此外，阈值概念是具有挑战性的想法，使学习者能够实现认知突破。一个例子是理解与自然选择相关的机会和概率。

解决这些阈值概念可以显着增加概念网络的复杂性和连贯性。为了更容易地将这些概念联系起来，学生需要有针对性的教学支持。该研究的另一个方面是计划的干预研究，该研究将解决时间尺度阈值概念，以增进对微观和宏观进化的理解。

阈值概念在教育中的作用

“阈值概念”一词由 Jan Meyer 和 Ray Land 于 2005 年提出，描述了一旦理解就会从根本上改变对某个主题或现象的看法的关键概念。理解这样的概念就像一个门户，打开新的视角并极大地改变学习者思考主题的方式。这些概念往往具有变革性，可以带来不可逆转的思维变化。

在教学研究中，人们讨论了各级教育的学习者常常难以理解机会和概率等抽象概念，特别是在进化生物学的背景下。这些概念通常与较长的时间段和复杂的系统级别相关。对日常生活的误解可能会阻碍和损害对这些重要概念的理解。因此，开发教学辅助工具来支持进化课程中阈值概念的学习和应用至关重要。

总之，该研究表明解决阈值概念对于发展对生物学的扎实科学理解是多么重要。理解并正确教授这些概念对于进化生物学领域的未来教育至关重要。研究结果为现代生物学教学开辟了新的视角。