巧用認知沖突開展初中生物學概念教學
——以“發生在肺內的氣體交換”教學為例

◎福建省福州市第十九中學　莊美玉

巧用認知沖突開展初中生物學概念教學
——以“發生在肺內的氣體交換”教學為例

◎福建省福州市第十九中學莊美玉

初中生物學教學中，選擇合適的概念，創設學習情境，誘發學生認知沖突，引導學生在分析問題、解決問題中建構概念。

認知沖突；概念；學習情境

學生學習新知識之前，頭腦中往往具備某種認知結構，往往試圖應用已有的認知結構同化新知識，一旦二者之間出現差異，就會發生認知沖突。認知沖突誘發的心理矛盾越激烈，越容易激發學生的求知欲，對新知識就越關注。教師要有意識地在初中生物學教學中，設置適宜的學習情境，誘發學生認知沖突，讓學生在解決問題中建構概念。現已人教版《生物學·七年級·下冊》“發生在肺內的氣體交換”一課教學為例，闡述如何充分應用認知沖突，開展初中生物學概念教學。

一、瞄準誘發認知沖突的概念

教師備課時需對教材進行詳細的梳理，明確把握三維教學目標，確立教學的重點與難點，這對教師理清教學思路、選擇教學方法十分重要。“發生在肺內的氣體交換”這節概念不多，但十分抽象，有的概念還涉及學生未學習的物理原理。根據教材分析以及以往的教學經驗，筆者在確立教學目標基礎上瞄準本課的教學重難點“肺與外界的氣體交換過程”“肺泡中的氧進入血液，血液中的二氧化碳進入肺泡”呼吸作用等三個概念，這三個概念對學生建構“呼吸運動”概念至關重要，且有一定難度，容易造成學生困難。

二、巧設誘發認知沖突的學習情境

1.利用“合理推論”誘發認知沖突

體驗是常用的教學手段，讓學生在親身體驗中獲得感受，進一步對感受進行分析和推理，學生將對自己的推論十分自信。但如果推論出現嚴重的破綻，將引發認知沖突。

本課的引入環節，讓學生雙手按住胸部兩側，仔細體會吸氣和呼氣時胸廓是怎樣運動的？學生認真體驗后得出“氣體進入肺，胸廓擴大是因為我吸氣，氣體排出肺，胸廓縮小是因為我呼氣”的推論。

由于學生認為“吸氣導致氣體進入肺；呼氣導致氣體排出肺”。在這種認知心理支持下，學生在體驗呼吸時“發現”伴隨著自己吸氣，胸廓擴大，呼氣時相反。對此教師設問：“晚上睡著后你們還記得要吸氣和呼氣嗎？睡著后胸廓是否還在擴大、縮小？”學生意識到不用主動去吸氣和呼氣，胸廓仍然在變化，氣體也在自主進出肺，這是怎么回事？教師的反問，誘發了學生的認知沖突，這種沖突容易導致強烈的求知欲，這對學生積極投入到新知識學習十分有益。

2.質疑問難，誘發認知沖突

日常學習和生活中，人們常常會有想當然的心理，對一些現象或規律的認同，不問出處，不論原因。例如學生對肺泡與血液氣體交換模式圖中氧和二氧化碳的路徑認為是理所當然，極少學生提出質疑。對此，教師設問：“為什么氧一定會從肺泡進入血液，二氧化碳從血液進入肺泡，難道不會反之？”教師的質疑誘發了學生的認知沖突：“是啊，為什么氧氣一定要進入血液，而不是從血液中出來？”

肺泡與血液氣體交換模式圖

本環節教學時，由于氣體的擴散原理學生還未學過，結合以往學生提出的疑問。筆者針對肺泡與血液氣體交換模式圖進行質疑問難，推翻學生想當然的心理激發學生的學習興趣，誘發認知沖突，也有利于培養學生的質疑精神。

3.發現錯誤前概念，誘發認知沖突

前概念往往來自于生活經驗或其他媒體途徑中的誤解或斷章取義，具有隱蔽性和頑固性等特點。利用前概念易于引發學生的認知沖突。

一直以來，學生對呼吸運動和呼吸作用的概念混淆不清，張冠李戴。本課的小結環節，教師利用氧的途徑：“外界鼻→咽→喉→氣管→支氣管→肺→血液”，提出“氧氣進入血液后，是不是完成了呼吸作用？”一部分學生表示認同，對此，教師馬上反問：“這么說血液是氧的目的地？人體呼吸作用是在血液中進行了？”反問讓這些學生感到混亂，陷入認知沖突中…

利用錯誤前概念誘發學生的認知沖突，能給學生留下更深刻的印象，在此基礎上通過概念比較，有利于正確概念的形成。

三、應用認知沖突教學手段的建議

1.概念的把握

將認知沖突引入教學，合理利用有助于提高課堂教學效率，應用不當則可能擾亂學生的思維，使簡單問題復雜化，甚至拔高了學習難度。因此，引入認知沖突是否合適，需要對學生所學概念進行甄別，一般看起來似是而非的概念、容易想當然的內容或受錯誤前概念影響較大等概念教學，適合應用認知沖突。對此，教師要深入鉆研教材，對容易引發認知沖突的概念做到心中有數。

2.學習情境的設置

由于認知沖突源于學生已有的認知與新知識之間的矛盾，且產生的沖突力度與求知欲成正比，為此，設置誘發認知沖突的情境顯得尤為重要。

不同的概念需要創設個性化的情境，可以通過問題、實驗、觀察、推理以及錯誤前概念等創設學習情境。學習情境的創設盡量從學生已有的知識和生活經驗出發，源于學生熟悉的學習、生活的情境更能激發認知沖突。

3.發揮教師的引導作用

通過學習情境成功誘發認知沖突后，教師不能任由學生陷入矛盾困惑的泥淖中，必須充分發揮教師的引導作用，應用適宜的教學手段，促進學生在分析問題、解決問題中主動建構知識。

總之，認知沖突是一種良好的教學資源，它不僅能激發學生的學習熱情，使學生具有主動學習的愿望，同時它還是提高學生分析問題、解決問題能力以及知識建構能力的良好途徑，學生對利用認知沖突建構的概念往往理解和掌握更加深刻。

（責任編輯：陳欣）