高中生物概念教学刍议：概念在认知活动中的作用

高中生物概念教学刍议概念在认知活动中的作用人类对世界的认知是从感觉开始的。

没有感觉的输入，人们的大脑就像是一个空壳。

但是，如果人类仅仅靠感觉来认识世界，那就与动物无异。

同动物相比，人类认知的高明之处就是在感觉的基础上形成概念，并且将概念作为思维的工具，通过思维认识和把握世上万物的本质和发展规律。

了解概念在认知活动中的作用，以及在人的发展中的作用，对于通过概念教学达到育人目的，具有十分重要的意义。

一、让认知摆脱感觉的局限进化赋予我们灵敏的感觉。

眼、耳、鼻、舌、皮肤，这五大感觉器官让我们获得周围世界的各种信息，及时了解外界环境的变化，从而有所趋避，在复杂多变的环境中实现生存和发展。

感觉塑造大脑。

反复触摸灵长类动物的手指会导致其大脑的相应区域不断扩展。

相反，如果剪掉老鼠的胡须，它的大脑的感觉区域就会萎缩。

［１］婴幼儿的大脑发育同样需要环境信息的刺激。

只有在各种刺激的作用下，大脑中各种神经元之间才能建立联系，形成无比复杂的神经元网络。

无论进化多么神奇，也不能造就完美无缺的适应。

感觉器官也是如此。

我们天生就有趋香避臭的本能，这是因为在大多数情况下，散发香气的东西是新鲜可食的，散发臭味的东西是腐败变质、不可食用的。

因此，根据气味选择趋避会增加生存繁衍的机会。

但是，香而有毒、臭而无毒的东西也不鲜见。

从经验教训中总结出超越人对事物直接感觉的认识，使自己的行为不再受限于感觉的指引和本能的驱使，这就是概念和基于概念的思维赋予人类的高明之处。

感觉的局限性大致有以下几个方面。

第一，我们所感觉到的往往只是事物的表面现象，而不是事物的内在本质（决定该事物是该事物而不是别的事物的关键所在），也不是现象背后的原因。

第二，我们所感觉到的往往只是个别的事物，而不是事物之间的关系。

一种感觉只反映来自事物局部的信息，多种感觉经过综合，才能反映事物的整体属性。

第三，我们所感觉到的只是事物的现在，而不是它的过去和将来。

即时看到动植物的化石，也是看到了化石的现在，并不是看到了远古的生物。

之所以会认为看到了远古的生物，是思维推测的功劳。

第四，我们所感觉到的只是事物给我们的感觉，即感官获得的信息在大脑皮层感觉中枢引起的电的、化学的变化，而不是事物本身。

我们在夜晚看到满天星斗，其实只是看到遥远的星体发出的光，如果某星体与地球之间的距离是两亿光年，那么我们看到的就只是这个星体两亿年前发出的光。

白天五颜六色的花朵，黑暗中即使看到它们的轮廓，也看不出它们的颜色，这不是花卉自身发生了变化，而是从花朵反射到我们瞳孔中的光线发生了变化。

所谓颜色不过是视网膜上视锥细胞受到的光线刺激，转换成电信号传导到大脑视觉中枢，所引起的感觉反应。

面对同样的光信号，色盲者与视觉正常者产生的视觉差异很大，昆虫与人类产生的视觉差异就更大了。

第五，感觉有时是不准确的，有时甚至产生错觉。

天空飞过的飞机要比你看到的样子大很多，水中看似弯曲的船桨其实并未弯曲。

你站在铁轨旁远望，看到两条钢轨在远处越来越靠近，其实它们总是平行的。

图１两个带正、反向箭头的线段看起来左长右短，其实是一样长的。

图１视错觉举例第六，感觉是有阈限的，进化赋予人类的感觉能力基本上遵循够用即可的原则。

我们的夜视能力远不如猫，因为我们不需要在夜间捕食动物。

我们的嗅觉远不如狗，因为我们的祖先主要不是靠嗅觉追踪猎物。

我们看不见紫外线、红外线，听不见超声波、次声波，这实际上也减少了感觉世界的纷乱嘈杂，让我们的注意力集中于更需要注意的信息。

蝙蝠和海豚用来回声定位的超声波，对它们来说，是赖以生存的利器，对人类来说，则是无须感觉的信息。

望远镜、显微镜、红外照相机等工具，大大延伸了我们的感官，这是文明发展的需要，不是动物性生存的需要，而这一切的发明，都来自感觉之上的思维。

最后，我想引用一本专著上的精彩论述，来总结感觉的局限：“我们的感觉会在三个主要方面欺骗我们的大脑：由于生理的局限，我们看到的是表面的现象；由于风俗的围栏，我们看到的是习以为常的现象；由于语言知识的蒙蔽，我们看到的是笼统之现象。

”［１］概念让我们的思维建立在感觉基础上，又让我们的思维摆脱感觉的局限。

它让我们通过现象看本质，通过局部看整体，通过个别看联系，通过现在推测过去预测未来。

它让我们对事物的认知不断逼近事物本身，对世界的认知不断突破感官的生理阈限而扩大范围。

二、赋予人们类化事物的能力当婴儿被第一次抱到车水马龙的大街上时，他一定会感到眼前一片混乱嘈杂。

刘姥姥第一次进大观园时，也同样感到各种景致、事物目不暇接。

不懂外语的人听外国人讲话，总是会觉得话语急促不清，与噪音无异。

对事物感到茫茫然一片模糊混乱，原因就是对它们的特征和意义缺少了解。

一旦了解了事物的特征和意义，就会根据特征或意义将事物分类，于是形成各种层次的概念，再遇到未曾照面的事物，只要它跟已有的概念相吻合，我们就不觉得它陌生，内心也不会出现失衡的状态。

如果头脑中有了交通工具的概念，看到大街上大大小小、各式各样的四个轮子、两个轮子的东西，就会意识到无非交通工具而已，进而了解自行车和机动车各行其道，秩序井然；如果头脑中有了上行道、下行道、交通信号灯的概念，混乱嘈杂的感觉就会得以消除。

世界上的各种事物并不是分好类、贴上标签摆放在那里的。

人们建立概念的过程，实际上就是在头脑中对事物类化的过程，概念赋予人们类化事物的能力。

超市中食品往往和其他商品分区域摆放，食品区域水果、蔬菜、肉类等又分成各个小区域摆放，这其实就是人们头脑中类化事物能力的外显，给消费者提供了极大的方便。

如果没有食品、水果、蔬菜、肉类等概念，这一切是无法做到的。

概念可以帮助我们简化世界［２］，减少世界的复杂性。

就像仅用“调料”二字，而不是用印有各种调料的巨幅图片，作为超市中导购调料的指示牌，能够大大节省超市的空间一样，“三角形”概念就代表所有形状和大小的三角形，“苹果”概念就代表红的、青的、黄的、烟台的、新疆的、进口的等各式各样的苹果。

一个概念就能代表整个一类事物，我们平时的思维使用这些浓缩了同类所有个体共同特征的概念就够了，而不用记忆每一个个体的特征，这就大大节省了大脑的空间，也大大节省了我们的脑力。

当然，有时我们也对某个具体事物的细节或独特性特别感兴趣，不过，通常情况下，知道它是哪一类事物也就够了。

我们事先已经知道概念适用于大量的事物，那么，就不必再花费力气去认识同类事物中其他事物是什么了［３］。

概念能减少世界在我们心目中的混乱程度，使万千事物在我们的头脑中成为组织化、秩序化的存在，而不是一团团信息的乱麻。

它使我们在生活中对相似的物体或事件进行分类，让生活简单、方便并且易于理解。

三、提高思考的力量概念是思维的基本形式之一，也被称为思维的细胞，或逻辑思维的基本材料和工具。

逻辑思维的基本形式还有判断和推理。

论证是在判断和推理的基础上进行的，它是较为复杂的逻辑思维形式。

首先，概念是判断的工具。

没有概念就无从判断，没有正确的概念就无法作出正确的判断。

我在北京读书和工作数十年，北京人问我是不是北京人时，我说不是，因为我的籍贯不是北京。

去外地出差时，当地人说你们北京人如何如何，我一般不会声明我不是北京人。

如果没有北京人的概念，自然无法判断一个人是不是北京人。

有了北京人的概念，才可以判断一个人是不是北京人。

人们头脑中关于北京人的概念有差别，对同一个人是不是北京人的判断也就不一样。

可见，概念确实是判断的工具。

根据已有的一个或一些判断，推出新的判断的过程叫作推理。

你是安徽人，他也是安徽人，因此，你们两位是老乡。

“因此”前边是两个判断，“因此”后边是新的判断。

这一推理过程用到了两个概念：“安徽人”和“老乡”。

当然，老乡的概念也是因情境而异的。

两个安徽人在北京相遇，彼此都认为是遇见了老乡；在安徽当地，比如在合肥，两个安徽人就不一定互认老乡了，来自同一个市或县的人才互认老乡。

可见，概念也是推理的工具。

根据论据，通过推理，来断定论题的真实性的过程叫作论证。

论题就是有待证明真伪的判断，论据是断定论题是否成立所根据的判断，将论题与论据联系起来断定论题是否成立要靠推理。

可见，论证离不开判断和推理，自然也就离不开概念。

概念是逻辑思维的基础。

当我们身处一个新的情境中时，概念能促进对新情境或新事物的推测，进而帮助我们迅速适应环境，或者作出适当的反应。

当我们学习一个新概念时，我们把它与某些性质相关联。

然后，当我们遇到一个新的例子时，我们就能利用关联特征的知识来作出假设和推论。

例如，设想你正在荷兰旅游，一派田园风光让你陶醉的同时，你看到一头奶牛在低头吃草，你就会推测自己正在路过一个牧场，或者附近还有一家奶牛厂。

你买了一盆以前不认识的花，回家后马上想到要把它放在光亮处，要给它浇水，因为你头脑中与此相关的概念是所有的花卉植物都需要阳光和水。

当你来到北美，看到树林中溜达出来的火鸡时，尽管你以前没见过这种动物，从它们两只足、有羽毛等特征你也能认定它们是鸟类；从它们的身形步态还可推测它们是跟雉鸡差不多的鸟类。

概念能把我们的理解力从一种事物扩展和延伸到另一种事物上，帮助我们认识未知的事物，使我们已经感知的尚不完备的知识得到补充。

概念使我们容易将所知的事物联系起来思考，并且将已有知识进行整合。

比如，我们有了公牛、母牛、牛犊的概念，就了解了它们的区别与联系，并且将它们整合进牛的概念中。

这样的联系和整合，又有助于形成长时记忆。

在大多数情境中，整合的知识比片断的知识更有用。

当我们在头脑中整合我们所知的事物时，我们更可能作出超越我们所知的特定事物的推论。

此外，组织化的信息比起未组织的信息更易于回忆（提取）［４］，而各个层级的概念就起到组织信息的作用。

概念还可以让我们将不同认知领域的事物联系起来，创造出新事物。

莱特兄弟“用了四个旧概念（风扇叶、自行车链、汽油引擎和翅膀）‘创造出了飞机’。

爱迪生用了三个旧观念（玻璃容器、真空和导线）创造了电灯”［１］。

许多交叉学科就是将一个学科的概念、原理和方法应用于另一个学科的研究而形成的。

新事物不可能凭空产生，它们无非是旧事物的改造、拆解、重新组合。

要创造出新事物，首先要在头脑中产生新概念，而新概念通常是在旧概念的基础上，经过组合、加工等智力操作过程形成的。

四、支撑思想交流的准确性“概念使我们的知识标准化。

”［３］如果在我们的知识体系中，“米”是可长可短的，“克”是可重可轻的，那我们就无法进行长度和质量的测量；如果不同人说的“米”都不一样长，“克”都不一样重，那就无法进行交易活动。

概念一经确定之后，它在相当长一段时间内是稳定的，其内涵和外延一般是固定不变的，这样逻辑思维和人际交流才能进行下去。

如果随着认识的深入，概念有所更新，就要尽快让人们都知道概念更新的情况，以便大家都在新的意义上使用概念。

能够用语言特别是表达概念的词语来交流思想，传承文化，是人类社会由野蛮走向文明的前提。