姚國平

[摘 要]

認知沖突是實現(xiàn)概念轉(zhuǎn)變的契機與條件。在生物學概念學習中，實踐反思、預(yù)測結(jié)論、討論交流、閱讀體悟是引發(fā)認知沖突的重要方法。

[關(guān)鍵詞]

認知沖突;概念轉(zhuǎn)變;生物教學

認知沖突是指人在原有的觀念與新經(jīng)驗之間出現(xiàn)對立性矛盾時而感受到的疑惑、緊張和不適的狀態(tài)。[1]學生學習新知識時，總是試圖以原有的認知結(jié)構(gòu)來同化或理解新知識，當學生原有知識與新知識不一致，或者原有知識不足以解釋新現(xiàn)象時，就會產(chǎn)生認知沖突。當學生經(jīng)歷認知沖突時，他們將采用同化或順應(yīng)的過程來建構(gòu)或改變其認知結(jié)構(gòu)，學習便發(fā)生了。

1982年，波斯納等人提出的概念轉(zhuǎn)變模型（CCM）認為，學習者原來的概念要發(fā)生轉(zhuǎn)變需要滿足以下四點：（1）學習者對當前的概念產(chǎn)生不滿。（2）新概念的可理解性。（3）新概念的合理性。（4）新概念的有效性。[2]根據(jù)波斯納的概念轉(zhuǎn)變模型，對前科學概念的不滿意是促使學生概念轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵因素。因此，在生物課堂教學中，利用引發(fā)認知沖突的方法來促進概念轉(zhuǎn)變，對于糾正學生的錯誤觀念是一種極為有效的教學策略。

一、在實踐反思中引發(fā)認知沖突，實現(xiàn)概念轉(zhuǎn)變

知識是在實踐中對客觀事物的能動反映，人的認識是從感性認識飛躍到理性認識再回到實踐的辯證發(fā)展過程。實踐具有開放性的特點，在實踐過程中常常會出現(xiàn)一些意料之外的或與生活經(jīng)驗相違背的事件、現(xiàn)象，面對這一切，學生往往難以用原有的認知結(jié)構(gòu)去同化或解釋，從而引發(fā)認知沖突。一旦學生認識到自己的前概念是有瑕疵的，就會自覺予以放棄，萌發(fā)修正或重構(gòu)新的科學概念的欲望，達到概念轉(zhuǎn)變的目的。

生物學是一門自然科學，科學實驗是最基本的實踐活動，由實驗引發(fā)的認知沖突極易激起學生的探究熱情。例如，有位教師在組織學生學習“生物的特征”時，探查出學生的錯誤前概念：植物吸收二氧化碳放出氧氣，而不會吸收氧氣放出二氧化碳。教師據(jù)此創(chuàng)設(shè)了如下實驗：首先拿出一個已經(jīng)黑暗處理一晝夜的、裝有綠豆苗的密封大玻璃瓶，同時提問：“如果植物只放出氧氣不吸收二氧化碳，那么瓶中的氧氣含量會發(fā)生怎樣的變化呢？”學生很快推測出“會增多”。接著，點燃一支短蠟燭，將其快速伸入瓶中，結(jié)果蠟燭立刻熄滅。按照學生已有認知水平，氧氣增多蠟燭應(yīng)該燃燒得更旺才對，可事實恰恰相反，瓶中原有空氣中的氧氣已被綠豆苗吸收得所剩無幾才導致了蠟燭的立刻熄滅。這一實驗現(xiàn)象與學生的預(yù)期產(chǎn)生了反差，導致心理失衡，隨即引發(fā)了強烈的認知沖突，激起了學生主動建構(gòu)新概念的愿望。

二、在預(yù)測結(jié)論中引發(fā)認知沖突，實現(xiàn)概念轉(zhuǎn)變

學生在活動或認知的過程中，不是被動地等待結(jié)果，而是能動地對行為的結(jié)果做出預(yù)期，而行為的實際結(jié)果與人的預(yù)期有時是不一致的。如果學生現(xiàn)有的認知與現(xiàn)實之間發(fā)生沖突，學生就可能產(chǎn)生高漲的熱情;如果學生的想法與事實發(fā)生沖突，那么他就有可能不斷地自發(fā)修正自己的觀點;如果學生的猜測是建立在現(xiàn)有認知水平及生活經(jīng)驗基礎(chǔ)上的，那么他們就可能產(chǎn)生爭論的沖動。因此，教師應(yīng)該立足于學生的客觀實際，從學生的非智力因素入手，推動沖突的順利創(chuàng)設(shè)。[3]由此，進而激發(fā)學生強烈的探究欲望，為概念的轉(zhuǎn)變創(chuàng)設(shè)最佳時機。

例如，關(guān)于“基因傳遞中染色體數(shù)量的變化”，教

師首先可以通過板畫的形式復(fù)習基因、DNA、染色體、細胞核的的關(guān)系，強調(diào)“子代的性狀則是由基因控制的，基因是包含遺傳信息的DNA片段，位于染色體中，通過遺傳，子代實質(zhì)上是獲得了親代的遺傳物質(zhì)”，然后根據(jù)生殖過程示意圖提問：假設(shè)父母雙方體細胞內(nèi)染色體數(shù)量都是46條，那么子女的體細胞內(nèi)染色體是多少條？學生根據(jù)精卵結(jié)合的過程，預(yù)測的結(jié)論是92條。教師追問：那么子女的子女呢？……這顯然有悖于常理，這樣就在新、舊知識的銜接處產(chǎn)生了矛盾，形成強烈的認知沖突，誘導學生急于一探究竟，這樣，教師就可以順水推舟提供下列信息：科學研究發(fā)現(xiàn)，在每種生物細胞的細胞核中，都含有一定數(shù)量的染色體，人的體細胞內(nèi)是46條，兔的體細胞內(nèi)是44條，番茄的體細胞內(nèi)是24條。依據(jù)圖示，精子和卵細胞中染色體數(shù)是多少？學生馬上推測出是23條。由此，就建構(gòu)了這樣的概念：在形成生殖細胞的時候，隨著細胞分裂，染色體平均分配，也就是染色體數(shù)量減半，在形成受精卵的時候，精子和卵細胞融合，染色體數(shù)量成倍增加，這樣就保證了染色體數(shù)量的恒定。

三、在討論交流中引發(fā)認知沖突，實現(xiàn)概念轉(zhuǎn)變

社會建構(gòu)理論認為，具有共同意義的物體只有通過社會交往而存在，概念在社會交往中被交換、探索和加強。古希臘教育家蘇格拉底在與學生談話的過程中，一般不直接論斷其是非，而是通過討論問答等方法引出學生對事件的觀點，而后引導至一個顯然的矛盾，從而使學生對他自己的信念產(chǎn)生沖突，最后逐步誘導學生自己得出正確的答案。由于學生原有知識經(jīng)驗具有個體差異性，所以，每一個學生在面對同一主題時，也會形成不同的理解。在概念教學中，教師可引導學生與同學、老師就某一問題進行討論，當學生發(fā)現(xiàn)自己所持的觀念與他人不同時，他們往往會對自己先前所持有的觀念產(chǎn)生懷疑，進而產(chǎn)生認知沖突和求知心理，此時學生較易接受新的、正確的科學概念。

例如，動脈和動脈血、靜脈和靜脈血是相近概念，受術(shù)語的影響，學生會很容易形成“動脈內(nèi)流的是動脈血，靜脈內(nèi)流的是靜脈血”的前概念，而忽略了在肺循環(huán)中“動脈內(nèi)流的是靜脈血，靜脈內(nèi)流的是動脈血”。在初步理清血液循環(huán)這一生理過程后，教師可組織學生對“動脈內(nèi)流的是動脈血，靜脈內(nèi)流的是靜脈血”這一命題進行討論，大部分學生認為這一說法是正確的，也有少數(shù)學生認為是錯誤的，認知沖突不可避免地產(chǎn)生。針對不同的觀點，學生各自提供有力的證據(jù)來佐證，最終取得了一致的意見，即這一命題缺失了相應(yīng)的前提條件——在體循環(huán)內(nèi)。這樣，在討論、交流中，模糊的概念逐步清晰，錯誤的認識最終得到糾正。

四、在閱讀體悟中引發(fā)認知沖突，實現(xiàn)概念轉(zhuǎn)變

建構(gòu)主義認為，知識不是通過教師傳授得到的，而是學習者利用必要的學習材料，通過建構(gòu)意義的方式獲得的。閱讀就是學生與文本相互對話而產(chǎn)生新意義的動態(tài)過程。學生通過解讀文本所吸收的知識信息一旦與原有知識結(jié)構(gòu)相互矛盾，就會產(chǎn)生心理失衡，引發(fā)認知沖突，在試圖修復(fù)過程中，新的意義重新建構(gòu)，前科學概念得以順利轉(zhuǎn)變。因此，在教學中，教師要尊重學生的體驗，誘發(fā)學生對文本進行探究，與文本對話，然后通過多種途徑的交流，達到更大視界的融合，產(chǎn)生更深層次的意義，有力促使學生概念的習得朝著嚴謹、科學的方向發(fā)展。

例如，教材對“病毒”的科學概念的描述是客觀、公正、全面的，它不僅有“利”的一面，也有“害”的一面。但在日常生活中，學生接觸的大都是“病毒能使人類發(fā)生疾病，病毒對人類有害”的一面信息，這種片面的認識形成了錯誤的前科學概念。為了激發(fā)學生頭腦中原有的錯誤觀念與新信息之間的矛盾，在教學中，教師可以轉(zhuǎn)載網(wǎng)易的一則新聞：“2010年4月25日，世界首例生物病毒殺蟑餌劑‘拜樂在武漢全新亮相。中國衛(wèi)生有害生物防治協(xié)會專家委員會委員蔣洪教授介紹，拜樂主要成分是蟑螂病毒與蟑螂信息素。餌劑內(nèi)的信息素引誘蟑螂取食并感染病毒，染病蟑螂爬回巢穴傳播病毒，3～7天達到死亡高峰期，未染病蟑螂吞噬病死的蟑螂，并相繼感染病毒死亡。雌性蟑螂染上病毒后通過卵鞘將病毒傳給下一代，產(chǎn)生‘多米諾連鎖反應(yīng)，從而達到‘一蟑螂染病、病及種群、成蟲幼蟲、一網(wǎng)打盡的效果?！盵4]通過對這樣一個具體事實的解讀，學生獲得的信息勢必會和生活經(jīng)驗產(chǎn)生對立，從而引發(fā)認知沖突，誘使學生主動修復(fù)原有的片面認識，從而實現(xiàn)概念的徹底轉(zhuǎn)變。

總之，認知沖突就是在學生的認知心理上造成差異與不平衡。為此，教師必須充分了解學生相關(guān)學科的原有知識經(jīng)驗背景，并充分運用學生的原有概念創(chuàng)設(shè)教學中的認知沖突情境，引起學生認知結(jié)構(gòu)上的不平衡，以此作為引發(fā)學生進行概念轉(zhuǎn)變學習的契機。

[參 考 文 獻]

[1]陳琦，劉儒德.當代教育心理學[M].北京：北京師范大學出版社，2007.

[2]袁維新.科學概念的建構(gòu)性教學模式與策略探析[J].教育科學，2007，23（1）.

[3]王彥明.論課堂沖突的意義及建構(gòu)[J].當代教育科學，2008（23）.

[4]世界首例生物病毒殺蟑餌劑“中國造”[EB/OL].http：//news.163.com/10/0427/12/659DS93T000146BC.html，2010-4-27.

（責任編輯：符 潔）