聚焦認(rèn)知沖突，優(yōu)化高中生物課堂教學(xué)

吳瑩

摘要：認(rèn)知沖突是指認(rèn)知主體在原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)無(wú)法包容新知識(shí)時(shí)出現(xiàn)的思維活動(dòng)。在高中生物教學(xué)中，學(xué)生所學(xué)新知和原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)相矛盾，試圖用原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)去解釋、同化新知識(shí)。如果不能解釋、同化新知識(shí)，則產(chǎn)生認(rèn)知沖突。教師要聚焦學(xué)生認(rèn)知沖突，抓住契機(jī)，優(yōu)化教學(xué)，從而優(yōu)化高中生物課堂教學(xué)。

關(guān)鍵詞：認(rèn)知沖突 高中生物 課堂教學(xué)

引言

認(rèn)知沖突是高中課堂教學(xué)中常見(jiàn)的狀態(tài)，如學(xué)生與教材觀點(diǎn)和教師觀點(diǎn)的沖突、學(xué)生對(duì)課本內(nèi)容的懷疑等，認(rèn)知沖突會(huì)使課堂教學(xué)進(jìn)入真正的“學(xué)習(xí)”狀態(tài)，因此教師要合理分析認(rèn)知沖突產(chǎn)生的根源，以有效的方式應(yīng)對(duì)學(xué)生的認(rèn)知沖突，促進(jìn)有效教學(xué)。從某種角度來(lái)看，認(rèn)知沖突的產(chǎn)生源于學(xué)生對(duì)問(wèn)題有自己的獨(dú)立思考，并提出不同的觀點(diǎn)。教師要有效、善于將認(rèn)知沖突策略運(yùn)用于教學(xué)中，在導(dǎo)入情境中、問(wèn)題探究中和習(xí)題講評(píng)中充分激活學(xué)生的思維沖突，引導(dǎo)學(xué)生自主思考，讓學(xué)生在獨(dú)立分析和解決問(wèn)題的過(guò)程中優(yōu)化認(rèn)知結(jié)構(gòu)，提升課堂教學(xué)效率，發(fā)展高中學(xué)生生物學(xué)科關(guān)鍵能力，塑造學(xué)生有學(xué)科特色的思維品格。

一、在課堂導(dǎo)入中誘發(fā)學(xué)生認(rèn)知沖突

認(rèn)知情境是課堂導(dǎo)入的前奏曲，教師要基于教學(xué)內(nèi)容創(chuàng)設(shè)情境，從而激發(fā)學(xué)生的認(rèn)知?jiǎng)訖C(jī)和學(xué)習(xí)興趣。在引入新知識(shí)時(shí)，教師的教學(xué)方法可以用“問(wèn)題式引入”“趣味式引入”等，誘發(fā)學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知矛盾或沖突。例如，在教學(xué)人教版新教材必修一《分子與細(xì)胞》第2章《組成細(xì)胞的分子》時(shí)，教師首先可以提問(wèn)學(xué)生：“我們?cè)谏钪卸汲赃^(guò)糖類物質(zhì)，那么大家可知道紅糖、白糖、蔗糖等糖類物質(zhì)是什么味道呢？”學(xué)生異口同聲地回答：“甜的。”接著，教師可以說(shuō)：“其實(shí)我們所使用的課桌、課本，其主要成分也是糖類物質(zhì)?！睂W(xué)生摸了摸頭腦，疑問(wèn)道：“可是課桌和課本它們都不甜啊，怎么會(huì)含有糖類物質(zhì)呢？”從而產(chǎn)生認(rèn)知沖突。此時(shí)，教師可以據(jù)此認(rèn)知沖突引入本節(jié)的教學(xué)內(nèi)容，對(duì)學(xué)生說(shuō)道：“那么它們?yōu)槭裁磿?huì)屬于糖類物質(zhì)呢？接下來(lái)讓我們學(xué)習(xí)本節(jié)課的內(nèi)容?！逼鋵?shí)，在生活中學(xué)生所吃到的糖都是甜的，所以在學(xué)生的認(rèn)知里糖類物質(zhì)都是甜的，但這只是表象而已。教師通過(guò)引入“糖類物質(zhì)不一定都是甜的”這一概念，引起學(xué)生的認(rèn)知沖突，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)專注力，激發(fā)他們的求知欲，從而導(dǎo)入新課的教學(xué)。

可見(jiàn)，在導(dǎo)入情境中引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突，有利于激活學(xué)生的“前認(rèn)知”，誘發(fā)學(xué)生主動(dòng)求知的思維，并不斷激發(fā)學(xué)生的內(nèi)驅(qū)力，讓課堂導(dǎo)入有意思且有意義。

二、在問(wèn)題探究中聚焦學(xué)生認(rèn)知沖突

問(wèn)題是認(rèn)知沖突的“導(dǎo)火索”。在問(wèn)題探究中，應(yīng)用認(rèn)知沖突策略有利于拓展學(xué)生的思維，提升學(xué)生思維的邏輯性、批判性和創(chuàng)造性，發(fā)展學(xué)生的學(xué)科思維能力。

蘇聯(lián)教育家維果茨基的最近發(fā)展區(qū)理論告訴我們，教師要通過(guò)設(shè)置一些問(wèn)題探究活動(dòng)，基于學(xué)生的既有認(rèn)知結(jié)構(gòu)，引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突，使學(xué)生的認(rèn)知由已知區(qū)走向最近發(fā)展區(qū)，從而將學(xué)生的認(rèn)知能力和認(rèn)知潛能最大化地發(fā)揮出來(lái)。例如，教師在教學(xué)高中生物人教版必修一第五章第4節(jié)《影響光合作用的因素》內(nèi)容時(shí)，教師首先引入光照、溫度以及二氧化碳對(duì)光合作用的影響。接著，教師給出相關(guān)的生物事實(shí)。如在夏季晴朗的白天，植物的光合作用強(qiáng)度隨時(shí)間發(fā)生變化，在6至10點(diǎn)光合作用強(qiáng)度不斷上升，10至12點(diǎn)光合作用強(qiáng)度不斷下降，12至14點(diǎn)光合作用強(qiáng)度又不斷上升，14至18點(diǎn)光合作用強(qiáng)度又不斷下降，教師可以讓學(xué)生解釋這一天植物光合作用曲線變化的原因。學(xué)生根據(jù)已掌握的知識(shí)，快速地利用光照和溫度對(duì)光合作用的影響解釋6至10點(diǎn)光合作用強(qiáng)度的上升，以及14至18點(diǎn)光合作用強(qiáng)度的下降。但是學(xué)生存在一個(gè)疑問(wèn)：中午光照更強(qiáng)、氣溫更高，為什么在10至14點(diǎn)光合作用強(qiáng)度會(huì)有下降的情況？學(xué)生甚至質(zhì)疑這不可能，這引起了學(xué)生的認(rèn)知沖突。此時(shí)，教師要聚焦學(xué)生的認(rèn)知沖突加以引導(dǎo)，以拓展學(xué)生的創(chuàng)新思維，促進(jìn)教學(xué)效果的提高。孔子說(shuō)：“不憤不啟，不悱不發(fā)?！苯處熆梢越璐藭r(shí)機(jī)給學(xué)生答疑解惑。在晴朗夏季中午，為何植物光合作用的強(qiáng)度出現(xiàn)下降？生物學(xué)形象地將其解釋為“光合午休”，學(xué)生笑問(wèn)：“植物也需要午休嗎？”教師回答：“雖然中午的光照和溫度都適合光合作用，但是還有其他因素在影響植物的光合作用，如植物葉片的蒸騰作用會(huì)造成植物大量流失水分，如果植物水分出現(xiàn)散失過(guò)多的狀況，為減少水分消耗，植物會(huì)產(chǎn)生一個(gè)保護(hù)性機(jī)制，即關(guān)閉氣孔?！苯又?，教師進(jìn)一步追問(wèn)道：“既然植物葉片的氣孔被關(guān)閉，那水蒸氣消耗也會(huì)減少，這會(huì)產(chǎn)生什么影響？”有同學(xué)就會(huì)想到：“氣孔關(guān)閉會(huì)使氣體無(wú)法進(jìn)入葉片，植物葉片對(duì)二氧化碳的吸收就會(huì)減少，二氧化碳吸收少了，光合作用就會(huì)降低?！苯處熢诮饣笾胁粩鄦l(fā)和點(diǎn)撥學(xué)生，培養(yǎng)學(xué)生思維的敏捷性。可見(jiàn)，有效地解決認(rèn)知沖突問(wèn)題，發(fā)展了學(xué)生的學(xué)科認(rèn)知能力，同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，在學(xué)生的心里種下了科學(xué)探究的種子。

三、在習(xí)題講評(píng)中激發(fā)學(xué)生認(rèn)知沖突

教師在習(xí)題講評(píng)中，要注意激發(fā)學(xué)生認(rèn)知沖突，并引導(dǎo)認(rèn)知沖突的發(fā)展方向，讓學(xué)生多元化思考習(xí)題，從而提高習(xí)題講評(píng)課的質(zhì)量。不同的解題思路會(huì)引發(fā)學(xué)生間的認(rèn)知沖突，提高學(xué)生的思考能力。有些解題思路表面看來(lái)很合理，實(shí)際上在仔細(xì)思考下，其認(rèn)知邏輯卻存在著一定的問(wèn)題。例如，雜交子（Aa）自交，所產(chǎn)生的隱性個(gè)體（aa）會(huì)死亡而淘汰掉，問(wèn)自交兩次所產(chǎn)生的子二代中，純合子所占比例。兩名同學(xué)各有不同的解法。同學(xué)A的解法為，假設(shè)每代隱性個(gè)體仍然存在，則每代各基因型比例在F2中，AA所占比例為14+12×14=38，Aa所占比例為12×12=14。若考慮隱性個(gè)體aa被淘汰，則在F2（AA、Aa）中，純合子AA所占比例為38÷38+14=35。同學(xué)B的解法為，在F1中，aa被淘汰后，AA占13，Aa占23。F1中Aa自交產(chǎn)生的后代中，aa被淘汰后，又是AA占13，Aa占23。最后，AA所占比例為13+23+13=59。在兩名學(xué)生展示著兩種解法時(shí)，絕大部分學(xué)生覺(jué)得這兩種解法都很有道理，但是得出的結(jié)果卻不一樣，究竟哪種解法有錯(cuò)呢？出錯(cuò)的步驟又在哪兒？不同的答案激發(fā)了學(xué)生的認(rèn)知沖突。學(xué)生在思考、交流后，得出的結(jié)果是：同學(xué)A的錯(cuò)誤在于aa已經(jīng)淘汰了，那么就不能當(dāng)它們存在;同學(xué)B的錯(cuò)誤在于，在F2中淘汰了aa基因型，那么F1中的Aa就占不到23。教師通過(guò)展示兩名學(xué)生不同的解題思路，激發(fā)了學(xué)生的認(rèn)知沖突，并經(jīng)過(guò)自己獨(dú)立思考和同學(xué)間的討論，得出正確的解法。

可見(jiàn)，在習(xí)題講評(píng)中，教師應(yīng)用認(rèn)知沖突策略教學(xué)方法，調(diào)動(dòng)學(xué)生思維，讓學(xué)生在“憤悱”狀態(tài)下循序漸進(jìn)地思考問(wèn)題，這體現(xiàn)了“以學(xué)習(xí)者為中心”的當(dāng)代先進(jìn)教學(xué)理念，從而促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知的飛躍和提升，學(xué)生也會(huì)在認(rèn)識(shí)沖突和認(rèn)識(shí)提升等思維活動(dòng)中獲益匪淺。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在高中生物教學(xué)中，應(yīng)用認(rèn)知沖突策略是很有必要的。為培養(yǎng)學(xué)生發(fā)展高中生物學(xué)科特有的思維品質(zhì)，教師要靈活運(yùn)用認(rèn)知沖突策略于教學(xué)中，從實(shí)踐中不斷改進(jìn)教學(xué)方法，探索出一條適合認(rèn)知沖突策略應(yīng)用的發(fā)展道路。教師在實(shí)踐中重視認(rèn)知沖突策略在生物教學(xué)中的作用，積極應(yīng)用認(rèn)知沖突策略來(lái)教學(xué)，這對(duì)提升課堂教學(xué)實(shí)效、發(fā)展學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)也具有深遠(yuǎn)的現(xiàn)實(shí)意義。

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責(zé)任編輯：黃大燦