引發認知之沖突促進前概念之轉變

◎福建省莆田市石塘中學 林金茂

引發認知之沖突促進前概念之轉變

◎福建省莆田市石塘中學 林金茂

學生在學習生物科學知識之前所形成的生物前科學概念不僅影響其正確地理解新知識，還會使學生在原有基礎上產生更多的錯誤概念。因此，本文嘗試從發現學生的前概念；引發認知沖突；認知順應，實現前概念轉變三方面探討如何促進學生前概念的轉變。

前科學概念；認知沖突；認知順應；概念轉變

建構主義學習觀認為，進入課堂學習之前，學生的頭腦并非一張白紙。在日常生活中，學生通過生活實踐或學習，對生活中遇到的生物學現象會產生自己的觀點，并嘗試解釋所遇到的類似的生物現象與問題。這種在接受系統、正規的生物學知識學習之前所形成的觀念稱為生物前科學概念或生物前概念。這些前概念，一般只停留在表面上的較為膚淺的理解，基本不會深入到生物科學概念的本質，甚至更多的則完全與科學概念相矛盾，因此前概念又被稱為錯誤概念、無效概念。通常情況下，學生在學習生物科學知識之前所形成的生物前科學概念不僅會影響其正確地理解新知識，還會使學生在原有基礎上產生更多的錯誤概念。因此，發現學生可能存在的前科學概念，并促使前科學概念轉變為正確的科學概念，即概念轉變，這是生物學教學工作中的一項非常重要的任務。筆者在初中生物學教學中嘗試應用著名學者納斯鮑姆、諾維克所提出的概念轉變學習三步教學策略，取得初步成效，供同行探討。

一、發現學生的生物前概念，為概念轉變做準備

在課堂教學中，筆者發現學生存在著不少錯誤的前科學概念。如：無花果是沒有花的；一個玉米棒是一個果實；一個向日葵花盤是一朵花；龜、鱷魚等能在水中和陸地上生活，就是兩棲動物；胃是消化的主要器官；艾滋病會通過母親遺傳給子女；色盲患者看不見任何顏色等等。課堂教學之前，教師應了解學生原有的生物學知識，發現學生可能會存在的錯誤概念，進而設法利用這些錯誤概念創設教學情境，為實現概念轉變做好準備。

二、引發認知沖突，為概念轉變提供契機

心理學家費斯廷格的認知失調理論認為，認知沖突是原有認知結構與所學新知識之間無法包容的矛盾，出現認知沖突就會引起認知失調。通俗地說，就是人們都希望維持自己的觀點或信念一致性；但如果前后觀念出現不一致，即認知失調，這時人會出現心理的紊亂或不安，并設法通過重新組織或改變自己的觀點，以達到新的認知上的平衡。在實際教學過程中，運用一定的教學方法讓學生對現有的知識或前概念產生不滿、疑惑，即產生認知沖突，讓他們明確自身現有的知識或前概念無法有效地解決當前面臨的問題，并對新知識產生強烈、主動的學習欲望，帶著心中的困惑進入課堂的學習。此時是學生的前科學概念轉變為科學概念的契機。

1.利用學生的生活經驗，引發認知沖突

利用學生的生活經驗開展教學，為概念轉變做準備。如進行有關呼吸道知識學習時，結合學生對痰的錯誤認識：痰是咽、喉部產生的。其實，痰是在氣管、支氣管中產生。當把這一事實告知學生時，學生會感到十分驚訝、困惑，此時概念轉變的契機已經成熟，教師便可講解生物學道理：氣管、支氣管內表面黏膜上的纖毛不停地向喉的方向擺動，把黏液黏著的灰塵、細菌推向喉部，通過“痰”的形式，咳出體外。這樣以學生生活經驗創設教學情境，引發學生的認知沖突，使實現概念轉變顯得順理成章，學生的課堂學習效率得以提高。

2.比較生物現象與科學概念間的“不一致”，引發認知沖突

學生在進行科學概念學習之前，細心的學生會發現在生活中所看到的一些生物現象與科學概念之間存在著“不一致性”。教師在教學中可利用這個“不一致性”，巧妙設問，引發學生的認知沖突，激發學生的求知欲望，使其調整和改變原有的認知結構，實現概念轉變。如課本提到青蛙能在水中和陸地上生活，屬于兩棲動物。但細心的學生會發現，鱷魚、龜等同樣可在水中和陸地上生活的動物卻不屬于兩棲動物而是爬行動物。學生頓時感到困惑不已。此時，教師可讓學生認真比較這兩類動物的異同之處，并思考：除了都可以在水中和陸地上生活之外，它們在各自不同生長發育時期呼吸器官是否一樣？學生通過認真比較，便會找到自身前概念與科學概念間的差異和矛盾，并形成新的科學觀點，明確兩棲類動物指的是幼體生活在水中，用鰓呼吸；成體生活在水中或陸地，用肺呼吸的一類動物。

3.開展生物小實驗，引發認知沖突

在教學中開展生物小實驗，根據實驗現象中進行設問，引發學生的認知沖突，為概念的轉變做鋪墊。如進行人體呼吸知識學習時，利用澄清石灰水遇到二氧化碳變渾濁的原理，讓學生親自驗證通過往澄清石灰水中吹氣后的現象，證明人體呼出的氣體中含有較多的二氧化碳。有些學生看到此現象后認為人體呼吸時吸入的氣體全是氧氣，呼出的氣體全是二氧化碳。這時教師設問：如果呼出氣體全是二氧化碳，那全班同學在教室里，尤其是門窗全關閉時怎么還能呆上一節課甚至更久？此時，教師通過數據說明：人體吸入的空氣中氮氣、氧氣、二氧化碳、其他成分所占比例分別為78%、21%、0.03%、0.97%；而呼出的氣體中氧氣、二氧化碳含量分別降到16%和增加到4%；讓學生明確呼出的氣體并非全是二氧化碳，只是其含量增多。

4.利用頭腦風暴，引發認知沖突

根據奧斯本的頭腦風暴法，在進行新的科學概念教學時，教師可提供問題情境，讓學生進行交流，充分暴露出不同的觀點；然后與其他人共同探討，大膽質疑不同觀點，產生不同觀點間的對立、碰撞，此時學生出現認知沖突，并設法解決這些沖突，最終接受、形成新的正確的科學概念。如介紹女性艾滋病感染者所生育的子女感染艾滋病的幾率較大時，有些學生認為艾滋病能由母親遺傳給子女，而有些學生通過電視、報紙等媒體得知艾滋病并不會遺傳。這樣學生就會發現自己的見解與他人不同，進而質疑自己原有的觀念，出現認知沖突；然后與別人進行探討，通過“頭腦風暴”，最后明確母嬰傳播是可能由于胎兒在子宮內或者在分娩過程中感染HIV病毒，或者出生后嬰兒通過母親母乳喂養感染HIV病毒而成為艾滋病感染者。

三、通過認知順應，實現前科學概念轉變

建構主義認為，學習并不僅僅需要信息的輸入、加工、存儲、提取，更要讓原有認知結構與新的外在信息產生沖突，且相互作用，最后建立新的認知結構。學生改變原有認知結構必須經過認知順應。所謂順應是指學生已有的認知結構與新的外在信息產生沖突，引發原有的認知結構發生調整和改變，從而建立新的認知結構。具體來說，學生通過順應學習，對原有的認知結構進行改變、調整、發展和重建，解決認知矛盾，形成新的科學概念，實現前科學概念的轉變。如大多數學生認為食物腐敗是食物上有細菌的緣故，經過順應學習后明確了真正原因是腐生的細菌和真菌大量繁殖導致食物腐敗。

總之，隨著基礎教育課程改革的深入推進，如何更好地發現學生頭腦中的前科學概念，并幫助他們將這些前科學概念轉變為正確的科學概念，將是教師日常教學工作需要解決的問題。

（責任編輯陳欣）