認(rèn)知沖突理論對生物教學(xué)的啟示

認(rèn)知沖突是指人們意識到認(rèn)知結(jié)構(gòu)與外在信息或者認(rèn)知結(jié)構(gòu)各個成分之間存在矛盾的一種知覺狀態(tài)。當(dāng)已有的知識與新知識之間存在某些差距而導(dǎo)致心理失衡時就產(chǎn)生了認(rèn)知沖突。在生物課堂教學(xué)中適時適度地引發(fā)學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知沖突，能夠有效地激發(fā)學(xué)生的求知欲，優(yōu)化課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)，提高課堂教學(xué)效能。

一、認(rèn)知沖突的成因

人們原有認(rèn)知圖式與新感受到的事物之間具有對立性矛盾時就會產(chǎn)生認(rèn)知沖突。Puaget認(rèn)為，人類智力功能的運作是由同化、順應(yīng)以及平衡所建立的圖式來完成。當(dāng)學(xué)生認(rèn)知處于平衡狀態(tài)時，在遇到新異刺激的情況下，就會意識到認(rèn)知沖突，在心理上產(chǎn)生不平衡。根據(jù)Piaget的觀點，學(xué)生在出現(xiàn)認(rèn)知不平衡狀態(tài)時，會采用同化或順應(yīng)的方式獲得認(rèn)知的平衡。以已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)解釋新情境就是同化。學(xué)生改變原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，來適應(yīng)新的需要就是順應(yīng)。順應(yīng)是一種智力結(jié)構(gòu)發(fā)生本質(zhì)變化的過程。

當(dāng)學(xué)生經(jīng)歷認(rèn)知沖突時，他們采用同化或順應(yīng)的過程來建構(gòu)其認(rèn)知結(jié)構(gòu)，學(xué)習(xí)便發(fā)生了。但是，沖突不應(yīng)該太大，因為那樣并不會激發(fā)平衡的發(fā)生。認(rèn)知沖突是學(xué)生產(chǎn)生學(xué)習(xí)需要的誘因，是學(xué)生原有知識經(jīng)驗與新學(xué)習(xí)任務(wù)之間的矛盾沖突。心理學(xué)認(rèn)為，學(xué)生在學(xué)習(xí)新知識之前，頭腦中已經(jīng)具有了某種認(rèn)知圖式，并試圖以原有認(rèn)知圖式來同化新知識，如果新舊知識出現(xiàn)差異，就會在認(rèn)知心理上產(chǎn)生認(rèn)知沖突。認(rèn)知沖突會激發(fā)學(xué)生的求知欲和探究心向，激活學(xué)生的思維。因此，在課堂上，有必要創(chuàng)設(shè)認(rèn)知沖突情境，幫助學(xué)生形成解決問題的內(nèi)部動機(jī)。在這種“沖突…平衡…再沖突…再平衡”的矛盾運動過程中，能使學(xué)生意識到?jīng)_突，并積極地解決認(rèn)知沖突。

二、認(rèn)知沖突過程的模型

Lee與Kwon在2001年提出的認(rèn)知沖突模型，可以用來解釋學(xué)生在學(xué)習(xí)科學(xué)時認(rèn)知發(fā)生轉(zhuǎn)變的情況。這個模型分成三個階段：預(yù)備階段、沖突階段與解決階段。學(xué)生在預(yù)備階段存在一種對于周圍事物的認(rèn)識，在沖突階段學(xué)生開始對于自己原先的認(rèn)知產(chǎn)生懷疑，在解決階段學(xué)生放棄自己原先的認(rèn)知。在這個模型中。學(xué)生認(rèn)知沖突過程的發(fā)生有三種情況：①意識到不平衡狀態(tài)；②表現(xiàn)出對解決認(rèn)知沖突的興趣或焦慮；③對于沖突的再評估。當(dāng)學(xué)生意識到與他們原先認(rèn)知不能夠調(diào)和的時候，就會表現(xiàn)出對沖突情境的興趣。與此同時，他們會重新評估認(rèn)知沖突以達(dá)到平衡狀態(tài)。

認(rèn)知沖突過程的模型包括四個心理因素，即意識到不平衡狀態(tài)、興趣、焦慮以及對認(rèn)知的再評估。在一個積極的認(rèn)知沖突解決的過程中，學(xué)生會意識到明顯的異常、表現(xiàn)出強(qiáng)烈的興趣、適當(dāng)?shù)慕箲]以及重新評估認(rèn)知沖突。認(rèn)知沖突過程的模型基于兩個基本假設(shè)：①學(xué)生不同的個性特征與不同的學(xué)習(xí)環(huán)境會影響認(rèn)知沖突過程的解決；②認(rèn)知沖突過程的因素強(qiáng)烈影響相應(yīng)的反應(yīng)行為。對學(xué)習(xí)者有影響的相關(guān)變量包括：以前的知識、動機(jī)與興趣、認(rèn)識論信念、學(xué)習(xí)策略同認(rèn)知的結(jié)合以及推理能力。教學(xué)時的環(huán)境變量包括：同伴的作用以及教師與學(xué)生的關(guān)系。

三、認(rèn)知沖突對于生物教學(xué)的啟示

生物學(xué)教師了解認(rèn)知沖突成因以及認(rèn)知沖突的過程模型，有助于在教學(xué)中創(chuàng)設(shè)具有探究價值的問題情境，使學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知沖突，把學(xué)生引入自主探究的氛圍中。引導(dǎo)學(xué)生在情境中體驗，在探究中發(fā)現(xiàn)，從而提高生物課堂教學(xué)的有效性。

1．了解學(xué)生的前概念，設(shè)置認(rèn)知沖突情境，進(jìn)行概念轉(zhuǎn)變

前科學(xué)概念即前概念，又叫日常概念，指未經(jīng)專門教學(xué)，在同其他人進(jìn)行日常交際以及積累個人經(jīng)驗的過程中掌握的概念。如果沒有及時將學(xué)生的生物學(xué)前概念轉(zhuǎn)變?yōu)樯飳W(xué)科學(xué)概念，這些概念將長存于學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中，影響著學(xué)生對生物學(xué)現(xiàn)象的認(rèn)知。前概念的存在意味著學(xué)生接受的信息不夠全面。如，認(rèn)為植物的莖都位于地上部分，根則位于地下部分，認(rèn)為黃鱔與蛇都是爬行動物，鯨是魚類，把肉質(zhì)可食的果皮叫做果實，動脈內(nèi)流的一定是動脈血，靜脈內(nèi)流的一定是靜脈血，等等。這就涉及到這樣的一個事實：在進(jìn)行學(xué)習(xí)以前，學(xué)生的頭腦不應(yīng)該被看成一個“空的容器”或“一塊白板”。恰恰相反，學(xué)生對于自然現(xiàn)象有自己樸素的認(rèn)識。從這個意義上來說，在進(jìn)行生物學(xué)教學(xué)時，教師應(yīng)了解學(xué)生的前概念，設(shè)置認(rèn)知沖突情境進(jìn)行概念轉(zhuǎn)變。

就認(rèn)識論方面來說，建構(gòu)主義的教學(xué)觀認(rèn)為，一個前概念要發(fā)生順應(yīng)需要滿足四個條件：對現(xiàn)有概念的不滿；新概念的可理解性；新概念的合理性；新概念的有效性。認(rèn)知心理學(xué)和科學(xué)哲學(xué)現(xiàn)代研究的一個重要結(jié)論就是，對于已有的概念的錯誤認(rèn)識往往不足以造成相應(yīng)的改變。因為，如果沒有適當(dāng)?shù)奶娲铮藗兙腿匀豢赡軐τ谝训玫降腻e誤性或不足之處持容忍的態(tài)度。因此，設(shè)置認(rèn)知沖突情境進(jìn)行概念轉(zhuǎn)變在教學(xué)當(dāng)中具有重要的作用。

2、利用認(rèn)知沖突，保持學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性

沒有認(rèn)知沖突的學(xué)習(xí)過程，學(xué)生對所學(xué)知識就不會有深刻的印象，所學(xué)知識也容易遺忘。在教學(xué)中合理設(shè)置認(rèn)知沖突，可以形成懸念，引起學(xué)生的注意。使學(xué)生明確學(xué)習(xí)任務(wù)，確定學(xué)習(xí)方向。當(dāng)學(xué)習(xí)者發(fā)現(xiàn)不能用已有的知識來解釋問題或發(fā)現(xiàn)新知識與頭腦中已有知識相悖時，就會產(chǎn)生認(rèn)知失衡。人有保持認(rèn)知平衡的傾向。所以，認(rèn)知失衡就會產(chǎn)生認(rèn)知需要的內(nèi)在驅(qū)動力與探究的愿望。因此，認(rèn)知沖突的設(shè)置可以激發(fā)學(xué)生的認(rèn)知，發(fā)展學(xué)生的思維能力。

教師在生物學(xué)課堂教學(xué)中，要努力在學(xué)生頭腦中引發(fā)必要的認(rèn)知沖突。這就要求教師營造出使學(xué)生清楚地意識到其原有的認(rèn)知不能夠解釋所面對的事實。如果學(xué)生對于原有的認(rèn)知不感到懷疑，他們就不會輕易地放棄原有的認(rèn)知。在一定的矛盾情境中，學(xué)生在認(rèn)知上會產(chǎn)生沖突，從而也就可以促進(jìn)學(xué)生對自己原有的認(rèn)知進(jìn)行自覺的反思、批判。

3、利用認(rèn)知沖突，促進(jìn)有效教學(xué)

在學(xué)習(xí)過程中，當(dāng)新的信息與學(xué)生原有的認(rèn)知圖式不相匹配時，就會出現(xiàn)認(rèn)知沖突，學(xué)生會產(chǎn)生力求解決沖突的欲望。一般地說，學(xué)習(xí)的材料不應(yīng)該立即被同化，但是，也不至于太難，使學(xué)生無法順應(yīng)。如在“根與莖”的教學(xué)中，學(xué)生對于地下根與地下莖的認(rèn)知有困難。通常植物的莖位于地面上，但是，有些植物的莖位于地下，而且與一些根很相似，很難辨認(rèn)。如馬鈴薯和甘薯很相像，但前者卻是地下變態(tài)莖。教師可以通過嗍件或者實物的形式設(shè)置問題沖突情境，在此基礎(chǔ)上指出根與莖的根本區(qū)別在于莖有節(jié)而根無節(jié)。凡是莖，無論是位于地上還是地下都可以找到節(jié)。節(jié)是植物莖上著生葉與分枝的部分。有些節(jié)不明顯，如馬鈴薯。馬鈴薯有許多牙眼，其實，牙眼就是節(jié)。

學(xué)生在學(xué)習(xí)科學(xué)的過程中，要面對兩個世界：生活世界和科學(xué)世界。當(dāng)學(xué)生原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)不能同化新的知識時，或者學(xué)生在應(yīng)用已有的知識與經(jīng)驗不能解決面臨的問題時，他們便在心理上產(chǎn)生認(rèn)知沖突。因此，教師在教學(xué)時應(yīng)該了解學(xué)生對于要學(xué)習(xí)的內(nèi)容有那些前認(rèn)知，這些對于學(xué)習(xí)新知識有什么潛在的障礙，教師要針對性地設(shè)置認(rèn)知沖突情境。在適宜的認(rèn)知沖突情境中，會激發(fā)學(xué)生的思維，使學(xué)生樂于學(xué)習(xí)，主動參與探究，渴望解決沖突。這也有助于有效教學(xué)的落實。

4、利用學(xué)生共同體，促進(jìn)認(rèn)知沖突的解決

學(xué)生之間的相互交流可以使他們接觸到更多的信息，可以對比自己的觀點形成新的認(rèn)識。具有不同生活背景的學(xué)生，在知識結(jié)構(gòu)和思維方式方面具有異質(zhì)性和互補(bǔ)性。因此，可以通過設(shè)置引發(fā)學(xué)生認(rèn)知沖突的問題，在師生、生生之間展開對話。在某種程度上彌補(bǔ)單個學(xué)生經(jīng)驗的不足和視野的局限，大大豐富學(xué)生的經(jīng)驗和認(rèn)知。同時，可以充分發(fā)揮學(xué)生的主體性，有效地利用學(xué)生的差異資源以及課堂上生成的資源。學(xué)生的認(rèn)知水平會在學(xué)生間的討論中不斷地提高，相關(guān)認(rèn)知沖突不斷得到解決，形成正確的科學(xué)認(rèn)知。如，教師提出問題：攜帶病原體的動物是傳染源還是生物媒介?讓學(xué)生討論，進(jìn)行并行學(xué)習(xí)。在此基礎(chǔ)之上，教師要說明，根據(jù)攜帶病原體的動物在傳染病流行中的具體表現(xiàn)，可將動物分成可受感染的動物和不受感染的動物。前者是傳染源后者是生物媒介。這樣，能夠提高教學(xué)的有效性。

學(xué)生可以提出相異的解釋以及多種可能的意義，再通過來自教師以及學(xué)生之間的反饋提高認(rèn)知水平。如，教師提出：水通常是由高處流向低處，但植物體中的水為什么能夠由低向高流?糞是代謝的終產(chǎn)物嗎?無子西瓜如何繁殖下一代?學(xué)生在課堂上回答問題時，即使是一個錯誤的回答也會對其他同學(xué)的進(jìn)一步思考提供思路。因此，不完全正確的回答甚至是錯誤的回答在課堂上也發(fā)揮著一定的作用。這就意味著，解決認(rèn)知沖突的過程是合作性的，而不僅僅是個體性的。

(責(zé)任編輯 孫曉雯)