創(chuàng)設(shè)認(rèn)知沖突情境 開(kāi)展生物概念教學(xué)

張祥

[摘? ?要]認(rèn)知沖突是一個(gè)重要的心理學(xué)概念，課堂教學(xué)就是要適度引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突。在生物概念教學(xué)過(guò)程中，要善于從生活經(jīng)驗(yàn)、生產(chǎn)實(shí)際、科學(xué)實(shí)驗(yàn)、科學(xué)史料、自然現(xiàn)場(chǎng)以及教師語(yǔ)言等方面創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，引發(fā)學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知沖突，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)探究、發(fā)展思維，從而培養(yǎng)學(xué)生生物學(xué)科核心素養(yǎng)。

[關(guān)鍵詞]概念教學(xué);認(rèn)知沖突;教學(xué)情境

通常，學(xué)生在學(xué)習(xí)生物課程之前，已經(jīng)具備一些關(guān)于生物科學(xué)問(wèn)題的知識(shí)或觀念，即前科學(xué)概念。這些概念是學(xué)生在自己的日常生活、實(shí)踐體驗(yàn)、人際交往等親身經(jīng)歷過(guò)程中形成的。其中有些與科學(xué)概念相悖，是錯(cuò)誤概念。當(dāng)學(xué)生在生物課堂上學(xué)習(xí)新的知識(shí)與概念時(shí)，往往與頭腦中已建立的認(rèn)知結(jié)構(gòu)產(chǎn)生沖突，從而激發(fā)好奇心和質(zhì)疑，產(chǎn)生自主探索的意識(shí)和行為，學(xué)習(xí)新知識(shí)、新概念?？梢?jiàn)，課堂教學(xué)適度引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)和探究學(xué)習(xí)的有效途徑與手段，也是生物概念教學(xué)的重要策略。

一、利用生活經(jīng)驗(yàn)引發(fā)認(rèn)知沖突

中學(xué)生具有一定的生活經(jīng)驗(yàn)，有些是正確的，有些是錯(cuò)誤的。無(wú)論經(jīng)驗(yàn)正確與否，都可以用來(lái)創(chuàng)設(shè)隱含認(rèn)知沖突的教學(xué)情境。例如學(xué)習(xí)“染色體變異”時(shí)，教師可以利用生活中常見(jiàn)的無(wú)籽水果來(lái)創(chuàng)設(shè)情境，從而使新知識(shí)與學(xué)生頭腦中已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)產(chǎn)生沖突，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并通過(guò)交流討論、教師講解，使學(xué)生建立新的正確的穩(wěn)定的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。

二、利用生產(chǎn)實(shí)際引發(fā)認(rèn)知沖突

生物科學(xué)與工業(yè)、農(nóng)業(yè)等聯(lián)系緊密，生物課應(yīng)盡量結(jié)合工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)際來(lái)創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，讓學(xué)生以生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)為背景、以問(wèn)題解決為目的開(kāi)展學(xué)習(xí)。例如，在開(kāi)展教學(xué)“基因工程及其應(yīng)用”一課時(shí)，可以借助下面的資料（配以圖片）為新課設(shè)置教學(xué)情境。

（1）蜘蛛絲是自然界最奇特的物質(zhì)之一，具有極強(qiáng)的韌度（好過(guò)鋼材）。但蜘蛛不能像家蠶那樣家養(yǎng)，而且蜘蛛有相互蠶食的習(xí)性，所以不便于大規(guī)模養(yǎng)殖。因此，科學(xué)家一直希望能找到其他生物制造蜘蛛絲的辦法。

（2）目前全球的氮肥生產(chǎn)要耗費(fèi)世界總電力的3%～4%，而施到土壤的氮肥又只有約10%能被農(nóng)作物吸收，所以容易造成土壤和水體的大面積污染。那么，能不能找到一種方法，讓農(nóng)作物自己直接固定空氣中的氮呢？這樣，就解決了耗電低效與污染的問(wèn)題。

這樣的教學(xué)情境為學(xué)生的學(xué)習(xí)設(shè)置了認(rèn)知沖突，打破了學(xué)生原來(lái)認(rèn)為不同物種間存在生殖隔離，它們的基因也不能在其他物種體內(nèi)表達(dá)的觀念，從而激發(fā)了學(xué)生的求知欲。

三、利用科學(xué)實(shí)驗(yàn)引發(fā)認(rèn)知沖突

克里克中心法則得以補(bǔ)充和修正，就是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)顯示的事實(shí)與傳統(tǒng)中心法則之間存在沖突。生物實(shí)驗(yàn)具有直觀性和情境性，非常適合用來(lái)創(chuàng)設(shè)認(rèn)知沖突情境。實(shí)驗(yàn)所展示的生命世界的神奇變化與鮮明直觀的生物現(xiàn)場(chǎng)，是學(xué)生對(duì)生物課產(chǎn)生興趣的重要源泉，它能有效地提供激起矛盾的新刺激。因此，利用生物實(shí)驗(yàn)設(shè)置認(rèn)知沖突，更容易使學(xué)生進(jìn)入學(xué)習(xí)情境。例如，在“植物蒸騰作用演示實(shí)驗(yàn)”中，當(dāng)插在紅墨水中的枝條上的葉片葉脈變紅時(shí)，可以引導(dǎo)學(xué)生思考：為什么葉脈先變紅？請(qǐng)猜測(cè)一下，紅墨水是通過(guò)莖的什么部位運(yùn)送到葉脈中？在學(xué)生作出回答后，教師再用莖橫切面來(lái)檢驗(yàn)學(xué)生的猜測(cè)是否正確。這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)，可能誘發(fā)兩次認(rèn)知沖突：前一個(gè)問(wèn)題可能引發(fā)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)之間的認(rèn)知沖突;后一個(gè)問(wèn)題可能引發(fā)學(xué)生猜測(cè)的結(jié)果與莖橫切面所顯示的實(shí)際結(jié)果之間的認(rèn)知沖突。這樣的認(rèn)知沖突創(chuàng)設(shè)，能使學(xué)生對(duì)蒸騰作用的概念產(chǎn)生更清晰的認(rèn)知與更深刻的理解。

四、利用科學(xué)史料引發(fā)認(rèn)知沖突

生物新課程加強(qiáng)了對(duì)生物科學(xué)史的挖掘。生物科學(xué)史揭示了人們思考和解決生物學(xué)問(wèn)題的思想歷程，展示了生命科學(xué)各個(gè)學(xué)科形成的歷史以及各個(gè)學(xué)科之間的聯(lián)系，講述了在知識(shí)探究過(guò)程中科學(xué)家之間的合作以及所持觀點(diǎn)之間的碰撞與論爭(zhēng)。例如，在酶的本質(zhì)探索歷程中，學(xué)生首先會(huì)初步建立“酶是活細(xì)胞產(chǎn)生”“酶具有催化作用”“酶是蛋白質(zhì)”的認(rèn)識(shí)結(jié)構(gòu);后來(lái)進(jìn)一步了解到美國(guó)科學(xué)家切赫（T.R.Cech）和奧特曼（S.Altman）發(fā)現(xiàn)少數(shù)RNA也有催化作用，這時(shí)就出現(xiàn)了認(rèn)知沖突。學(xué)生需要修改原先的認(rèn)知，建立一個(gè)新的認(rèn)知結(jié)構(gòu)：酶是由活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的一類(lèi)特殊有機(jī)物。此外，還有細(xì)胞學(xué)說(shuō)的建立、朊病毒的發(fā)現(xiàn)、生物膜結(jié)構(gòu)的揭示、光合作用的探究歷程等，都適合通過(guò)科學(xué)史料創(chuàng)設(shè)認(rèn)知沖突的教學(xué)情境。

五、利用自然現(xiàn)場(chǎng)引發(fā)認(rèn)知沖突

教師可以利用教科書(shū)或?qū)W生持有的解釋模型與不能被這種模型解釋的自然情境之間的矛盾，來(lái)創(chuàng)設(shè)認(rèn)知沖突情境。例如，“生物與環(huán)境”在初中和高中生物課程中都是重要的教學(xué)內(nèi)容。在講到生態(tài)系統(tǒng)、種群密度和生態(tài)演替等內(nèi)容時(shí)，可以選擇到自然綠地開(kāi)展教學(xué)，這樣學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)自然界遠(yuǎn)比教材所講的復(fù)雜和豐富，從而促進(jìn)學(xué)生對(duì)現(xiàn)實(shí)生態(tài)系統(tǒng)復(fù)雜性的理解。此外，教師也可以通過(guò)影像技術(shù)來(lái)反映真實(shí)現(xiàn)場(chǎng)。比如，用DV或相機(jī)將諸如堆滿生活垃圾的河流、冒著濃煙的煙囪、沙漠化的草原、干旱的農(nóng)田等真實(shí)現(xiàn)場(chǎng)拍攝下來(lái)，用于相關(guān)內(nèi)容的課堂教學(xué)，為學(xué)生帶來(lái)視覺(jué)刺激和認(rèn)知沖突，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望。

六、利用語(yǔ)言直觀引發(fā)認(rèn)知沖突

語(yǔ)言表達(dá)是教師教學(xué)的一項(xiàng)重要基本功，優(yōu)秀的教師能夠通過(guò)自己生動(dòng)有趣、詼諧幽默的表達(dá)和描述，讓學(xué)生腦海中浮現(xiàn)出一幅幅生動(dòng)的畫(huà)面，通過(guò)與學(xué)生熟悉的實(shí)物類(lèi)比，創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境。例如，在解釋生物的性狀是如何遺傳給下一代的問(wèn)題時(shí)，教師可以將這一過(guò)程形象化為“電視臺(tái)演播廳現(xiàn)場(chǎng)演出—轉(zhuǎn)化成無(wú)線電波中的電信號(hào)—翻譯成電視中的圖像”，從而幫助學(xué)生深刻理解這一問(wèn)題。

總之，課堂教學(xué)要激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，吸引學(xué)生的注意力，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與思考與建構(gòu)知識(shí)，通過(guò)創(chuàng)設(shè)合理的教學(xué)情境，適度引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突，引起學(xué)生學(xué)習(xí)需求的不平衡，從而激活學(xué)生的思維，讓學(xué)生樂(lè)于學(xué)習(xí)，主動(dòng)參與課堂探索，主動(dòng)獲取解決問(wèn)題的方法。這也是在核心素養(yǎng)培育背景下生物課堂教學(xué)轉(zhuǎn)型必須要重視和落實(shí)的問(wèn)題。

（責(zé)任編輯? ?姚力寧）