巧設認知沖突，轉變學生的錯誤概念

謝琳純 黃勝琴

摘要：結合教學實例，闡述在生物學教學中如何通過鏈接新舊知識、巧用生活素材、借助科學實驗、制造知識陷阱、對比相似例題等途徑設置認知沖突，從而轉變學生的錯誤概念。

關鍵詞：認知沖突;錯誤概念;課堂教學

中圖分類號：G633.91 文獻標志碼：B

正確理解生物學概念是學生掌握生物科學知識的基礎，但是學生在學習正確的科學概念之前會存在一些錯誤的自定義概念，稱為錯誤概念。學生存在錯誤概念是一種不可避免的現(xiàn)象，教師要運用有效措施幫助學生進行概念轉變，創(chuàng)設認知沖突是轉變錯誤概念的關鍵。

1創(chuàng)設認知沖突是轉變錯誤概念的關鍵

認知沖突是指一個人已有的認知結構與新知識之間產生的暫時的矛盾與沖突。一旦引發(fā)認知沖突，人會感受到認知結構的不平衡，會懷疑自身以為正確實則錯誤的觀點。通過教師直接講授來轉變學生錯誤概念的效果比較有限，在課堂教學中，教師適當?shù)卦O置認知沖突，能夠激發(fā)學生的學習動機，調動學生的積極性，讓學生迫切地去調整這種不平衡，從而動搖頑固的錯誤概念，及時調整自身的知識結構，進而轉變錯誤概念。

創(chuàng)設認知沖突轉變錯誤概念的理論依據(jù)是皮亞杰的認知發(fā)展理論。皮亞杰提出認知結構的建構是通過同化和順應兩種方式進行的。同化指的是主體將環(huán)境中的信息納入并整合到已有的認知結構的過程;順應指的是主體的認知結構不適應特定情境時，就要調整原有的認知結構，主體的認知結構會經(jīng)歷“不平衡——順應——新平衡”的過程。創(chuàng)設認知沖突，才會產生“順應”過程，學生才能調整原有的認知結構，轉變錯誤概念。

2認知沖突在概念轉變中的應用

2.1鏈接新舊知識，巧設認知沖突

在新舊知識的銜接處，教師可以利用新舊知識的矛盾點來引發(fā)認知沖突，不僅有利于轉變學生的錯誤概念，還有利于學生提升知識的有序化程度。

例如，在人教版高中生物學“生長素的生理作用”一節(jié)的導入中，教師可以回顧前一節(jié)課學習的“單射光照射后，胚芽鞘背光一側的生長素含量高于向光一側，因而引起兩側的生長不均勻”和“生長素具有促進生長”的知識，再提出質疑：“生長素含量是不是越高，越促進植物生長呢？”同時展示根向地性的圖片。此時，學生會產生疑惑，根向地生長的現(xiàn)象與生長素促進生長的作用相互矛盾，從而產生認知沖突，促使學生產生了解生長素作用機制的學習動機。教師在設置新舊知識銜接處的認知沖突時，要設計承上啟下的問題，讓學生在思維上形成懸念，會讓學生處于一種“憤悱狀態(tài)”，調動他們的學習熱情。

2.2巧用生活素材，激發(fā)認知沖突

教師可以挖掘出與教材矛盾的一些錯誤生活經(jīng)驗，先讓學生充分表達出自己的錯誤認知，再通過一定的教學手段呈現(xiàn)正確的科學知識，打破學生的思維定勢，讓學生茅塞頓開，轉變錯誤概念。

例如，在人教版初中生物學“發(fā)生在肺內的氣體交換”一節(jié)中，教師通過引導學生將雙手放在肋骨外側深吸氣，提出問題：“是由于胸廓擴大導致吸氣，還是因為吸氣后使得胸廓擴大？”學生憑直覺和生活經(jīng)驗說出“是吸氣導致胸廓擴大”。但是，通過學習，學生會發(fā)現(xiàn)是“胸廓擴大導致吸氣”，意識到自己的生活經(jīng)驗與教材之間的矛盾，會通過內省來調整認知結構，轉變錯誤概念。在設置這類認知沖突時，一方面，教師要敏銳地察覺到學生生活中可能存在哪些錯誤的觀念;另一方面，要營造輕松的課堂氛圍，讓學生在教師的引導下憑直覺說出自己的觀點。

2.3借助科學實驗，制造認知沖突

科學實驗所展現(xiàn)出來的鮮明、直觀、有趣的現(xiàn)象，能夠吸引學生的注意，而且科學實驗中，常常會出現(xiàn)學生意想不到或者日常中無法觀察到的現(xiàn)象。教師可以借助科學實驗現(xiàn)象來制造認知沖突，激發(fā)學生強烈的探究欲望，同時用實驗現(xiàn)象來解決認知沖突，轉變錯誤概念。

例如，在人教版高中生物學“細胞中的無機物”一節(jié)中，教師可以拿出曬干的玉米種子，提問：“曬干的種子還含有水分嗎？”部分學生會認為曬干的種子已經(jīng)失去了水分。接著，教師將幾粒種子放入試管中，固定在酒精燈上方烘烤，一段時間后發(fā)現(xiàn)試管壁上有水珠產生，使學生知道曬干的種子也含有水分。實驗現(xiàn)象與學生原有認知的差異讓學生產生強烈的求知欲。此時，教師進一步點撥自由水和結合水的不同，能夠起到較好的教學效果。這個實驗其實起到了兩個作用：①制造認知沖突，讓學生產生認知不平衡;②教師依托實驗現(xiàn)象進行解釋，可以更好地證實科學概念，有效地轉變學生的錯誤概念。

2.4制造知識陷阱，暗布認知沖突

學生在學習生物知識時存在不少的易錯點、模糊點或盲點，教師據(jù)此制造出知識陷阱，引誘學生落入其中，再將學生“救起”或引導學生“自救”。這樣可以讓學生印象更加深刻，防止錯后再錯。

例如，在人教版高中“細胞的增殖”一節(jié)中，在學習有絲分裂的過程后，學生已經(jīng)了解“后期時，兩條子染色體由紡錘絲牽引著向兩極移動”。接著，教師介紹秋水仙素會抑制紡錘體的形成，提問：“如果用秋水仙素處理細胞，染色體不能移向兩極，細胞中的染色體數(shù)目是否加倍？”部分學生會認為染色體數(shù)目不加倍，教師否定學生的答案，學生會表示不信服。此時，教師可以展示秋水仙素處理后的染色體圖片;學生通過討論交流，能夠明確“有絲分裂后期著絲點分裂不是紡錘絲牽引的結果，著絲點仍然會一分為二，染色體數(shù)目加倍”。這樣學生就會澄清自己的模糊認識，完善知識結構。這類認知沖突的設置要求教師找準學生的易錯點、模糊點或盲點，不著痕跡地將學生引入陷阱當中，通過“誤解”和實際的驗證引發(fā)學生的頓悟。

2.5對比相似例題，啟發(fā)認知沖突

相似的題目也具備不同的問題情境，不同情境之間可能就會產生沖突和矛盾。對比相似的例題，可以產生新的認知沖突，使學生對問題的認知不斷深化，思維不斷提升。

[題1]圖1中，如果A、a分別表示蔗糖溶液和細胞液，且起始濃度分別為MA、Ma，則達到平衡后，MA——Ma（填大于、等于或小于）。

[題2]圖2中，如果A、a分別表示清水和蔗糖溶液液，且起始濃度為MA

[題3]圖2中，如果A、a均為蔗糖溶液，且起始濃度為MA

這三道例題放在一起，題目1答案是“等于”，題目2和3答案是“小于”，引發(fā)學生的認知沖突。教師要啟發(fā)學生思考其中的區(qū)別;學生通過交流，發(fā)現(xiàn)“滲透平衡≠濃度相同”以及水柱的壓力對于該實驗的影響，會更深刻地理解知識。在設置這類認知沖突時，教師可以將試題進行橫向拓展、逆向延伸或組合串聯(lián)，讓學生在解決認知沖突的過程中，思維不斷優(yōu)化，對解題規(guī)律的把握也越來越準確。

3結語

認知沖突的產生會使學生的思維興奮、學習積極性增強，使思維活動處于最佳狀態(tài)，這種狀態(tài)是一個有效的教學契機。認知沖突是學生認知結構更新的一個必要前提。因此設置認知沖突是改變學生頭腦中錯誤概念的一種有效的教學策略。在生物學教學中，設置認知沖突的方法除本文提及的還有許多，在什么樣的時機、運用什么樣的方法設置認知沖突來轉變學生的錯誤概念，還需教師在教學實踐中進一步摸索。