“認知沖突”在高中生物概念教學中的運用

裴志剛+王重力

摘 要 呈現課堂教學在認知沖突的產生——解決——再產生——再解決的循環之中遞進，教師巧妙地設置懸念性沖突、階梯性沖突、發散性沖突以及陷阱性沖突四個方面來激發學生的探究欲望，發展了學生思維，培養了探究能力，實現生物課堂教學的實效。

關鍵詞 認知沖突 高中生物 概念教學 思維

中圖分類號 G633.91 文獻標志碼 A

所謂沖突式教學，就是指在課堂教學中教師有意識地組織學生把各自的理解表述出來，并由小組聚在一起討論，甚至促其產生一定的沖突，以此使學生澄清認識，加深對所學知識的理解，并有效激發他們的求知欲和學習主動性。其教學的核心就是心理學上的認知沖突。從心理學角度分析，認知沖突是指人們意識到認知結構與外在信息或者認知結構各個成分之間存在矛盾的一種知覺狀態。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。遷移到課堂教學中來，認知沖突是連結學生固有經驗與新知識的通道，是認知結構更新的一個必要前提。伴隨著認知沖突的產生，學生的思維開始興奮，學習的積極性增強，思維活動也處在最佳狀態。這種狀態既是教師和學生、學生和學生，甚至是課程資源和學生心理交流的接觸點、共振點，也是教與學的共同機遇，是一個有效的教學契機。

高中生物課程目標中將學生生物各種能力的考查做了要求：在學習基礎知識的同時，更注重學生分析、解決問題能力的培養。筆者在生物課堂教學中適時適度地引發學生產生認知沖突， 注重學生生疑、析疑、釋疑能力的培養，能夠有效地激發學生的求知欲，優化課堂教學結構，提高課堂教學效能。

1 懸念性沖突，激發學生概念探究欲望

北宋哲學家張載指出：“在可疑而不疑者，不曾學，學則須疑。”教師只會“解惑”是很不夠的，更重要的是會“布惑”。這里的“布惑”就是設置懸念性認知沖突，并以此激發學生探討問題的興趣，使由難變易的教學過程再起波瀾。

如在教學生態系統信息傳遞時，教師設置了一個故事引入：1904年，法國昆蟲學家法布爾做了一個實驗：在一個風雨交加的夜晚，他把一只雌天蠶蛾扣在一只紗籠中，而這只紗籠是放在被一片叢林包圍著的黑屋里的。盡管風嘯雨驟，還是引誘了40多只雄蛾穿過風雨前來交尾。第二天夜晚，他又在雌蛾周圍灑了樟腦丸和汽油，仍不能阻止雄蛾尋找雌蛾。那么，這是什么物質在起作用呢？這一問題造就了學生認知的懸念性沖突，緊緊地抓住了學生。這時，教師給學生留下思考的余地，使學生處于積極的思維狀態。最后教師點破“性外激素”，使學生形成深刻的記憶。

2 階梯性沖突，挖掘概念學習的思維深度

思維是從問題開始的，創設情境的問題應該能喚起學生的求知欲、期待欲，讓學生自己去積極探索。同時教師要依據學生現有的知識水平、認知規律，善于利用各種課程資源，設置多個問題情境，引發階梯性的認知沖突，循序漸進，層層深入，把學生巧妙地引入教學情境。成功的階梯性問題情境能有效地調動學生積極思維，激發學生學習動機，主動去探索新知識。

例如：在學習“細胞呼吸”一節內容時，筆者設計以下一組階梯性問題：（1） 蘋果儲存久了，會有什么氣味散發出來？（2） 劇烈運動后，四肢骨胳肌往往會產生什么樣的感覺？（3） 釀酒時為什么要密封？（4） 水淹時高等植物能進行無氧呼吸，為什么水退后有些不能成活？（5） 水稻等植物的根又為什么能比較長時間在水中生存？（6） 水生生物進行有氧呼吸，還是無氧呼吸？這些問題都源自于學生的生活，學生都有一定的感性認識，但又似懂非懂，屬于認知過程中的階梯性沖突。教師及時抓住學生的興奮點，引導學生由淺入深，由現象到本質，使學生積極主動探求新知，完善知識體系，促進學生探索新知識的能力向縱深處發展。

3 發散性沖突，拓展概念教學的思維寬度

法國生物學家貝爾納說過：“妨礙學習的最大障礙，并不是未知的東西，而是已知的東西。”學生在學習的過程中或多或少會受已有知識的干擾，也就是思維定式的影響。如果教師能在教學中創設一些發散性的問題，與學生已有知識之間產生沖突，這些沖突就是發散性沖突。師生、生生一起解決了這些沖突，獲得了新知的同時，學生思維的寬度也就得到了拓展。

例如：高三復習“細胞分裂”這個重要概念的教學時，筆者先給出一張以細胞分裂為中心的知識圖式（圖1），引發學生產生一系列從中心點輻射出去的發散性沖突。師生一起探討分析這些沖突并解決這些沖突，從而使學生能夠通過中心知識點這一紐帶將相關知識點通過發散性思維聯系起來，讓不同章節的知識有機結合，有利于學生在學習過程中找出自己在某些知識上的盲點，深入了解知識之間的內在聯系。那么，學生在遇到問題時，就能從各個方面搜集有效的信息來解決問題，最終實現課標的終極目標：培養生物科學素養，提高學生分析問題，解決問題的能力。

4 陷阱性沖突，培養概念教學的思維縝密度

“陷阱”是指干擾信息、迷惑條件或設置的思維障礙、思維歧路等。當日常用詞與生物學概念用詞相同時，由于日常用詞的“先入為主”，往往導致學生對概念的理解停留在日常用詞層面而落入陷阱。這里的日常用詞也可以說是學生重建新的科學概念前的前（樸素）概念。教師可以巧妙設置陷阱性認知沖突，來達到促進這樣構建準確的概念。

在生態系統概念學習時，有捕食、排泄、共生和競爭既是生物學專用詞，也是日常用語，但兩種情況下的含義差異頗大。如，玉米不能過度密植，目的是減少玉米植株間的競爭，以提高產量;雌雄螳螂交配后，雌螳螂吃掉雄螳螂，這屬于捕食關系。這里的競爭和捕食都是日常用語，但從生物學角度來考量又都是錯誤的，競爭和捕食都指的是生物物種之間的關系，而不是同種生物之間的關系。教師在教學中適當設置些許陷阱不僅不是耍心計，而是構建正確概念、培養學生縝密思維的需要。