生物教學中如何創設認知沖突

【摘 要】當已有的知識與新知識之間存在某些差距而導致心理失衡時就產生了認知沖突。在生物課堂教學中適時適度地引發學生產生認知沖突，能夠有效地激發學生的求知欲，激發內在學習動機，優化課堂教學結構，提高課堂教學效能。

【關鍵詞】認知沖突；矛盾情境；制造陷阱

一般認為，所謂認知沖突，是指一個人原有認知結構與新知識、新情境之間無法包容的現象。也就是已有的知識和經驗與當前面臨的情境之間的沖突和差別。根據現代心理學研究表明，這種認知沖突會激起人的好奇心，較好地激發求知欲和內在的學習動機。因此，在課堂教學中設置認知沖突，可以為學生提供真實的學習背景，模擬解決實際問題的過程。如果老師過多的為學生鋪設臺階，使學生伸手就摘到果子，使學生的學習道路過于平坦，學生對所學知識就不會有深刻的體驗，就很難產生成就感，所學知識容易遺忘，更難形成學習能力。因此，教師在教學中要激起學生的認知沖突。

1.創設矛盾情境，激起認知沖突

1.1從教材中挖掘矛盾

教學中有很多地方似乎是互相矛盾的，教師如能抓住這些矛盾進行設疑，就會使學生感到迷惑或驚異，并由此產生要解決矛盾的強烈欲望，引起認知沖突。如在學習植物細胞工程中的植物組織培養時，對于細胞要離體有的同學一直記不住。我就先試著帶領大家回憶比修1學到的細胞分化，其中的一個特點便是不可逆性，那么為什么這里的細胞可以脫分化再分化呢？學生也會進入深深地思索中，是不是前后教材矛盾了呢？接著我可以再提示學生，從細胞狀態考慮，想想植物組織培養的條件，找書上關鍵的詞語。就會慢慢找到這里的植物組織培養是要把離體的細胞、組織或器官培養成完整植株。也就是說離體的細胞可以脫分化再分化，而在生物體內的細胞分化是不可逆的。學生也就會對離體印象深刻了。

1.2從生活中挖掘矛盾

新課標指出要“更加關注已有的生活經驗”，生物學又是一門與日常生活緊密聯系的學科。在平時生活中，人們由于缺乏某些科學性認識，常常會對相關生物學知識形成片面錯誤的認識和理解。因此在實際教學中要充分利用這些生活矛盾，激發學生認知沖突。

1.3解決生活中的片面認識

如在講解組成細胞的分子——糖類時，我先請同學列舉了我們生活中常見的糖類，學生無外乎舉些蔗糖、冰糖、葡萄糖等例子，緊接我就問了一個問題：“那么這些糖的味道如何呢？”學生馬上會開心地說“甜的”。但我馬上拋出問題“我們所看到的木材實際上它的組成成分主要也是糖類，那么它們甜嗎？”同學慢慢變得嚴肅，接著我繼續請同學回憶自己吃飯的感覺，“米飯的主要成分也是糖類，那當你把飯剛放到嘴巴里的時候覺得甜嗎？那么咀嚼一會后甜嗎？”因為生活中俗稱的糖都是甜的，學生馬上就會有這樣的片面認識，“糖都是甜的”，利用一系列問題引出“糖類不都是甜的”以后，就引發了學生的認知沖突，使得他們就會很認真的學習接下來的糖類的分類，激起他們學習的興趣。

1.4糾正生活中的錯誤認識

如在學習細胞器之前，學生都有這樣的生活認識：肉類越新鮮越好，所以魚、肉類宰殺后緊接著就煮熟吃比宰殺幾小時后再煮熟吃，肉質會更鮮嫩。甚至有的同學還能洋洋灑灑述說很多理由。但我就告訴大家這種說法是錯的，它就與我們細胞中的一種細胞器有關。學生發出驚奇的“啊”的聲音，那么到底哪個細胞器，就讓我們來一起學習吧。在學完之后，就請同學一起來分析其中的科學道理。學生也就明白了宰殺后的魚、肉類的蛋白質要被溶解釋放的水解酶水解后才容易被人體吸收，而這需要一定的時間，因此生活中的認識是有一定誤區的。有的同學甚至課后和我說她得回家和她媽媽講，給她媽媽也掃掃盲。

2.在新舊知識的臨界點上制造認知沖突

新舊知識的臨界點，真是已有知識和新知識的轉換處，教師抓住這些地方進行設計和提問，必能引發學生的認知沖突。

2.1利用已學過的知識作鋪墊，提出“您能解釋嗎？”。

如在講解基因在染色體上時，我把摩爾根實驗分成了兩部分展示。先投影出上半部分，學生馬上利用才學過的基因分離定律知識解釋：因為白眼基因型為aa，紅眼基因型為AA，兩者雜交產生Aa，并且得出紅眼為顯性，學生會很興奮，覺得很有成就感。接著我又投影出下半部分，學生根據Aa自交產生AA：Aa：aa=1：2：1，自然得出紅眼：白眼=3：1，。但馬上又有同學發現了為什么白眼全部是雄果蠅呢？以前學習的孟德爾的分離定律和自由組合定律對于后代的雌雄性狀比例應該是一樣的，這里為什么會和性別有關呢？認知沖突由此產生。也就從這里開始進入了這節課的難點。按照正常上課時間，講到這里時將近要20分鐘，學生的有意注意已經在減弱，通過制造認知沖突，又吸引了學生的注意力，課堂就更有效了。

2.2利用已學的方法解釋受阻或很繁瑣時，提出是否還有其他的方法呢？

如在學習基因自由組合定律時，計算AaBbCc自交產生的后代并且要求他們算出AABBCC占所有后代的比例時，學生立即就會拿第一課時學到的棋盤法進行計算，我馬上對學生的這種方法進行了肯定，但是提出如果我們在考試時間很緊張內心又很焦急的情況下，用這種方法的話萬一稍有不慎，就會有錯誤發生。學生自然就會想到肯定有簡便方法，認知沖突也就出現了，接下來我也就很自然的開始介紹分支法和乘法法則的應用了。

3.制造陷阱，暗設認知沖突

教師利用學生知識結構中的含糊點、易錯點或盲點，制造出相應的知識陷阱，引誘學生落入其中，再將學生救起或引導學生“自救”。如在講解無籽西瓜和無子番茄的時候，我先請同學做了兩道判斷題：①無籽西瓜為三倍體，減數分裂時聯會紊亂，所以沒有種子，所以是不可遺傳的；②無子番茄的性狀能遺傳，其原理是一定濃度的生長素能促進子房發育成果實。這兩道判斷題是同學最容易錯的，而且這兩句話也算是說到了學生內心深處，所以同學馬上告訴我都是正確的。但是我再請同學從他們的形成過程，從他們的遺傳物質角度去考慮，相互之間可以討論。慢慢的就有人開始說了，無籽西瓜是屬于多倍體育種的一個應用，它的原理是染色體變異，是屬于可遺傳變異，而無子番茄的遺傳物質并沒有發生變化，所以是不可遺傳的變異。我馬上及時的肯定了這種說法。強調了這個知識點。這種制造陷阱，暗設認知沖突的做法，對于澄清學生的錯誤認識，防止學生一錯再錯很有用。

4.變式訓練，強化認知沖突

變換問題的部分條件或設問方式，在原有的認知沖突消失后，不斷出現新的認知沖突。使學生對問題的認識不斷深化，思維水平不斷提高。

原題：能正確表示胰蛋白酶對底物的分解速度和溫度的關系是（ ）

學生很快就有了答案，有的選B，有的選C，接著我也請學生開始展開辯論，大家馬上就會發現胰蛋白酶的最適溫度為37℃，與B項的最適溫度25℃度是不符合的。而C項中在0～30℃的過程中隨著溫度升高，酶活性增強，底物分解速率逐漸加快。

變式：下圖能正確表示人體內的胰蛋白酶對底物分解速度和環境溫度的關系的是（ ）

學生開始選C，但事實答案為A。又產生了認知沖突，于是我提醒他們重點比較題干，重新讀題，學生馬上發現下面這題強調了人體內的胰蛋白酶。也就想到了人是恒溫動物，體溫不隨環境溫度變化而變化，故要選A。當我宣布答案時，同時我也看到有的同學臉上露出了喜悅之色。通過這樣的變式訓練，學生的認知沖突不斷得以強化，在解決認知沖突的過程中，思維不斷升級，也把學生的學習積極性充分調動起來，不僅能使學生對基本概念的內涵理解到位，而且通過概念的外延，挖掘知識之間的內在聯系，提高了學生的知識遷移能力，教學效果也會更好。

【參考文獻】

[1]張年逢 生物學教學 2009年（第34卷）第12期 17-18

[2]宋漢萍、崔鴻 生物學教學 2009年（第34卷）第1期 20-21

（作者單位：江蘇省吳江市高級中學）