例談認知沖突策略在生物學課堂教學中的運用

林澤歡

(廣東省佛山市南海中學 528211)

建構主義認為：學習要以學生為中心，從學生經驗出發，通過認知沖突的生成、師生之間的互動等，鼓勵學生進行反省和思考，從而主動建構知識。認知沖突是一個人已建立的認知結構與當前面臨的學習情境之間暫時的矛盾與沖突，是已有知識和經驗與新知識之間存在某種差距而導致的心理失衡。基于建構主義的認知沖突策略強調讓學生在思考與反省、溝通與協作中主動學習，培養學生敢于質疑、不迷信權威的批判精神，重視學生科學方法、科學態度和科學精神的培養。

1 課前預設，設置認知沖突

根據教學生成性理念，理想的教學是產生認知沖突而非消滅認知沖突的活動過程。認知沖突有助于激發學生的自主意識和自主能力。由于教學是一個有目的、有計劃的活動，教學預設是必要的，教師可以在備課過程中，自覺“預設”各種可能的教學認知沖突。

1.1 在新舊知識的矛盾處設置沖突 例如，在“減數分裂”教學中，由于學生已經學習了有絲分裂，知道有絲分裂親子代細胞中染色體數目保持不變，教師可先通過“精子和卵細胞的形成是不是體細胞(染色體數=2N)有絲分裂的結果呢？”這一問題創設情境，假設體細胞(2N)有絲分裂形成精子(2N)和卵細胞(2N)，則精卵結合，受精卵的染色體數目為4N，由此發育而來的個體的體細胞染色體數目也為4N，但這與事實矛盾，借此引發學生的認知沖突。此時推翻假設，學生通過精卵結合得到2N染色體數的受精卵即可推導出精子和卵細胞的染色體數目發生減半(N)，它們肯定不是通過有絲分裂形成，而是另一種分裂方式，該過程可由學生自主建構得出。教師再適時指出這種分裂方式叫減數分裂，其分裂結果是子代細胞中的染色體數目比親代細胞的減少一半。

1.2 故意出錯，引發認知沖突 例如，在“植物生長素的發現”教學中，筆者在講解達爾文“探究胚芽鞘的感光部位”這一實驗時，沒有直接給出實驗結果，而是讓學生觀察達爾文對兩組實驗的設置(1組用錫箔紙把胚芽鞘尖端罩上，2組用錫箔紙把胚芽鞘尖端以下的伸長區罩上)并預測兩組實驗可能出現的結果和結論，將其寫在學案上。學案僅提示可能出現兩種情況，但因為實驗結果未知，可能出現的情況并不止兩種，學生在討論中便陷入矛盾，很多學生一直糾結于應該填哪兩種情況呢？最后大部分學生選擇了以下兩種：①若1組直立生長，2組彎曲生長，說明尖端是感光部位；②若1組彎曲生長，2組直立生長，說明伸長區是感光部位。雖然學生作出了選擇，但已有的知識經驗似乎在告訴他們并不只有這兩種，因此學生心生疑問，急欲尋求得到答案。此時，教師可鼓勵學生大膽質疑，給予學生充分思考、發言的空間，學生即可跳出學案設定的束縛，化解矛盾，順利糾錯從而得到正確答案。而故意出錯的教學設計，使得學生從矛盾到質疑再到糾錯，逐步構建出更深刻準確的知識認知。

2 在師生互動中發現問題，制造認知沖突

知識的生成離不開學生積極的心智建構，必須以學生的主體參與為前提條件。因此，教學過程雖然可以預設，但課前預設只能解決學生一定的認知沖突，無法解決全部。教學更應是一個開放的過程，這樣才能創造、接納“生成”。

2.1 抓住與眾不同的聲音 由于不同學生的知識經驗水平和層次不同，思考問題的角度和深度不同，因此提出的問題也會不同，這就要求教師在與學生互動過程中，善于發現課堂上與眾不同的聲音，提高學生的課堂參與度和關注度，打造高效課堂。

例如，在“分離定律的遺傳概率計算問題”教學中的一道練習題：一對黑色豚鼠生了一白、一黑兩只小豚鼠，若這對豚鼠再生兩只小豚鼠，一只為黑色、一只為白色的概率是( )

A. 1/4 B. 3/8 C. 3/16 D. 7/16

解題過程中，大部分學生的答案是3/16,而有一名學生卻選擇3/8。到底哪個答案才是正確的呢？這名學生提供了其解題思路：先分析得出豚鼠兩只后代的性狀表現可能為一只黑色一只白色；兩只都是黑色；兩只都是白色三種情況，分別計算得出生兩只都是黑色的概率(3/4×3/4=9/16)和生兩只都是白色的概率(1/4×1/4=1/16)，因此一只黑色一只白色的概率為1-9/16-1/16=3/8。這樣的思路是筆者未曾想到的，因此筆者及時調整授課安排，讓學生比較兩種解題思路，小組討論思考：為什么會得到兩個不同的答案？問題出在哪里？該處理充分激發了學生的求知欲望，在求勝心理的驅使下，他們表現了極高的熱情，思維也在討論中發生碰撞，最終學生自己分析得出計算后代豚鼠“一只為黑色，一只為白色”應考慮順序問題，即可以是先生黑鼠后生白鼠(概率=3/16)，也可以是先生白鼠后生黑鼠(概率=3/16)，相加得3/8。由此可見，教師可以通過師生互動，利用課堂生成性問題，制造沖突，把問題留給學生自己解決，讓學生自主構建知識。

2.2 引導學生小組合作討論 教學中，對于圖表、資料等問題的解決，往往需要進行認真解讀，再結合已有的知識經驗進行分析才能得出完整答案。

在此過程中，學生以小組合作方式，通過對話、溝通，提出不同看法以刺激個體反省思考，在質疑辯論的過程中，以各種不同的方法解決問題、澄清疑問，而教師只充當引導者的身份，較符合“以學習者為中心，把課堂還給學生”的理念。