生物教学中如何创设认知冲突

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【摘 要】当已有的知识与新知识之间存在某些差距而导致心理失衡时就产生了认知冲突。在生物课堂教学中适时适度地引发学生产生认知冲突，能够有效地激发学生的求知欲，激发内在学习动机，优化课堂教学结构，提高课堂教学效能。

【关键词】认知冲突；矛盾情境；制造陷阱

一般认为，所谓认知冲突，是指一个人原有认知结构与新知识、新情境之间无法包容的现象。也就是已有的知识和经验与当前面临的情境之间的冲突和差别。根据现代心理学研究表明，这种认知冲突会激起人的好奇心，较好地激发求知欲和内在的学习动机。因此，在课堂教学中设置认知冲突，可以为学生提供真实的学习背景，模拟解决实际问题的过程。如果老师过多的为学生铺设台阶，使学生伸手就摘到果子，使学生的学习道路过于平坦，学生对所学知识就不会有深刻的体验，就很难产生成就感，所学知识容易遗忘，更难形成学习能力。因此，教师在教学中要激起学生的认知冲突。

1.创设矛盾情境，激起认知冲突

1.1从教材中挖掘矛盾

教学中有很多地方似乎是互相矛盾的，教师如能抓住这些矛盾进行设疑，就会使学生感到迷惑或惊异，并由此产生要解决矛盾的强烈欲望，引起认知冲突。如在学习植物细胞工程中的植物组织培养时，对于细胞要离体有的同学一直记不住。我就先试着带领大家回忆比修1学到的细胞分化，其中的一个特点便是不可逆性，那么为什么这里的细胞可以脱分化再分化呢？学生也会进入深深地思索中，是不是前后教材矛盾了呢？接着我可以再提示学生，从细胞状态考虑，想想植物组织培养的条件，找书上关键的词语。就会慢慢找到这里的植物组织培养是要把离体的细胞、组织或器官培养成完整植株。也就是说离体的细胞可以脱分化再分化，而在生物体内的细胞分化是不可逆的。学生也就会对离体印象深刻了。

1.2从生活中挖掘矛盾

新课标指出要“更加关注已有的生活经验”，生物学又是一门与日常生活紧密联系的学科。在平时生活中，人们由于缺乏某些科学性认识，常常会对相关生物学知识形成片面错误的认识和理解。因此在实际教学中要充分利用这些生活矛盾，激发学生认知冲突。

1.3解决生活中的片面认识

如在讲解组成细胞的分子——糖类时，我先请同学列举了我们生活中常见的糖类，学生无外乎举些蔗糖、冰糖、葡萄糖等例子，紧接我就问了一个问题：“那么这些糖的味道如何呢？”学生马上会开心地说“甜的”。但我马上抛出问题“我们所看到的木材实际上它的组成成分主要也是糖类，那么它们甜吗？”同学慢慢变得严肃，接着我继续请同学回忆自己吃饭的感觉，“米饭的主要成分也是糖类，那当你把饭刚放到嘴巴里的时候觉得甜吗？那么咀嚼一会后甜吗？”因为生活中俗称的糖都是甜的，学生马上就会有这样的片面认识，“糖都是甜的”，利用一系列问题引出“糖类不都是甜的”以后，就引发了学生的认知冲突，使得他们就会很认真的学习接下来的糖类的分类，激起他们学习的兴趣。

1.4纠正生活中的错误认识

如在学习细胞器之前，学生都有这样的生活认识：肉类越新鲜越好，所以鱼、肉类宰杀后紧接着就煮熟吃比宰杀几小时后再煮熟吃，肉质会更鲜嫩。甚至有的同学还能洋洋洒洒述说很多理由。但我就告诉大家这种说法是错的，它就与我们细胞中的一种细胞器有关。学生发出惊奇的“啊”的声音，那么到底哪个细胞器，就让我们来一起学习吧。在学完之后，就请同学一起来分析其中的科学道理。学生也就明白了宰杀后的鱼、肉类的蛋白质要被溶解释放的水解酶水解后才容易被人体吸收，而这需要一定的时间，因此生活中的认识是有一定误区的。有的同学甚至课后和我说她得回家和她妈妈讲，给她妈妈也扫扫盲。

2.在新旧知识的临界点上制造认知冲突

新旧知识的临界点，真是已有知识和新知识的转换处，教师抓住这些地方进行设计和提问，必能引发学生的认知冲突。

2.1利用已学过的知识作铺垫，提出“您能解释吗？”。

如在讲解基因在染色体上时，我把摩尔根实验分成了两部分展示。先投影出上半部分，学生马上利用才学过的基因分离定律知识解释：因为白眼基因型为aa，红眼基因型为AA，两者杂交产生Aa，并且得出红眼为显性，学生会很兴奋，觉得很有成就感。接着我又投影出下半部分，学生根据Aa自交产生AA：Aa：aa=1：2：1，自然得出红眼：白眼=3：1，。但马上又有同学发现了为什么白眼全部是雄果蝇呢？以前学习的孟德尔的分离定律和自由组合定律对于后代的雌雄性状比例应该是一样的，这里为什么会和性别有关呢？认知冲突由此产生。也就从这里开始进入了这节课的难点。按照正常上课时间，讲到这里时将近要20分钟，学生的有意注意已经在减弱，通过制造认知冲突，又吸引了学生的注意力，课堂就更有效了。

2.2利用已学的方法解释受阻或很繁琐时，提出是否还有其他的方法呢？

如在学习基因自由组合定律时，计算AaBbCc自交产生的后代并且要求他们算出AABBCC占所有后代的比例时，学生立即就会拿第一课时学到的棋盘法进行计算，我马上对学生的这种方法进行了肯定，但是提出如果我们在考试时间很紧张内心又很焦急的情况下，用这种方法的话万一稍有不慎，就会有错误发生。学生自然就会想到肯定有简便方法，认知冲突也就出现了，接下来我也就很自然的开始介绍分支法和乘法法则的应用了。

3.制造陷阱，暗设认知冲突

教师利用学生知识结构中的含糊点、易错点或盲点，制造出相应的知识陷阱，引诱学生落入其中，再将学生救起或引导学生“自救”。如在讲解无籽西瓜和无子番茄的时候，我先请同学做了两道判断题：①无籽西瓜为三倍体，减数分裂时联会紊乱，所以没有种子，所以是不可遗传的；②无子番茄的性状能遗传，其原理是一定浓度的生长素能促进子房发育成果实。这两道判断题是同学最容易错的，而且这两句话也算是说到了学生内心深处，所以同学马上告诉我都是正确的。但是我再请同学从他们的形成过程，从他们的遗传物质角度去考虑，相互之间可以讨论。慢慢的就有人开始说了，无籽西瓜是属于多倍体育种的一个应用，它的原理是染色体变异，是属于可遗传变异，而无子番茄的遗传物质并没有发生变化，所以是不可遗传的变异。我马上及时的肯定了这种说法。强调了这个知识点。这种制造陷阱，暗设认知冲突的做法，对于澄清学生的错误认识，防止学生一错再错很有用。

4.变式训练，强化认知冲突

变换问题的部分条件或设问方式，在原有的认知冲突消失后，不断出现新的认知冲突。使学生对问题的认识不断深化，思维水平不断提高。

原题：能正确表示胰蛋白酶对底物的分解速度和温度的关系是（ ）

学生很快就有了答案，有的选B，有的选C，接着我也请学生开始展开辩论，大家马上就会发现胰蛋白酶的最适温度为37℃，与B项的最适温度25℃度是不符合的。而C项中在0～30℃的过程中随着温度升高，酶活性增强，底物分解速率逐渐加快。

变式：下图能正确表示人体内的胰蛋白酶对底物分解速度和环境温度的关系的是（ ）

学生开始选C，但事实答案为A。又产生了认知冲突，于是我提醒他们重点比较题干，重新读题，学生马上发现下面这题强调了人体内的胰蛋白酶。也就想到了人是恒温动物，体温不随环境温度变化而变化，故要选A。当我宣布答案时，同时我也看到有的同学脸上露出了喜悦之色。通过这样的变式训练，学生的认知冲突不断得以强化，在解决认知冲突的过程中，思维不断升级，也把学生的学习积极性充分调动起来，不仅能使学生对基本概念的内涵理解到位，而且通过概念的外延，挖掘知识之间的内在联系，提高了学生的知识迁移能力，教学效果也会更好。

【参考文献】

[1]张年逢 生物学教学 2009年（第34卷）第12期 17-18

[2]宋汉萍、崔鸿 生物学教学 2009年（第34卷）第1期 20-21

（作者单位：江苏省吴江市高级中学）