生物教学中设置认知冲突的策略

广东省惠州市华罗庚中学 范东亮

随着新课程改革的不断深入，学生的主体地位的提高，课堂上时常会出现意外或者突发的问题。实际上，根据现代课程理念，教学中的这些“意外”往往是指学生在学习中产生了认知冲突。所谓认知冲突主要是来自皮亚杰的“认知发展理论”，该理论认为，正常情况下认知主体的心理处于一种与外界平衡的状态，但是当认知主体原有的认知结构一时不能同化、接纳呈现在眼前的新知识或新信息时，他们便在心理上生成一种强烈的矛盾冲突，即认知冲突。学生在学习过程中，随着自我认知的建构，必然会产生生成性问题，这种生成性问题并不是教学的“意外”，而是认知冲突的表现。伴随着认知冲突的产生，认知主体就会产生“认知失衡”。而个体总有保持“认知平衡”的倾向，认知冲突会使个体处于“愤悱”状态，从而使个体产生一种认知的内驱力，乐于学习，主动探究，并不断调整原有的认知结构，使之达到一种更高级的新的认知平衡。认知冲突的产生能促进学生认识的发展，现在的高中生学习，虽然有高考这样一个强大的外部压力促使他们去努力学习，但在长期的高考带来的心理压力下，不少学生会产生学习倦怠，表现在课堂学习中则是出现课堂松散，注意力不能长时间集中的现象，在这种情况下，教师不但要善于利用教学中生成的认知冲突，还要多设置认知冲突来提高学生的学习兴趣和求知欲望，使更多的学生能积极地参与到学习中来。那么，在教学中该如何创设认知冲突呢？本文结合教学实践，作以下探讨。

（一）利用学生的思维定势设置认知冲突

所谓思维定势就是按照已积累的思维活动经验、思维规律，在反复使用中所形成的比较稳定的、定型化的思维模式。高中生特别是高三的学生经过了大量的习题训练，当再次碰到相似的题目时，就会由于已形成的定势不加思考的“拿来主义”而缺少最基本的分析思考，其结果必然是差之千里。教师要巧妙利用一些学生容易形成思维定势的知识点来激发学生思维定势与新知识的冲突，引导学生消除思维定势产生的负面效应，增强排除思维定势误导的意识和警觉。

（二）利用学生对知识认识的片面性，设置认知冲突

由于受知识、经验、思维能力的局限，学生在学习过程中往往会产生一些对知识片面的认识甚至荒谬的信息，因此教师不妨抓住这些信息，让学生去体验、反思，这样既有利于问题的解决又激发学生的求知欲望，例如，在学习光合作用时，让学生写出水光解的反应式时，学生都认为箭头上方应该有酶，因为以前学过细胞内的化学反应都需要酶的催化而实际上则不需要，这样学生就会产生认知冲突，必然会去积极寻找原因，在此基础上，讲解酶作为催化剂与无机催化剂一样，仅能催化符合热力学原理的相关反应，而像光反应等是不需要酶的催化，也不可能借助酶的催化作用来提高其反应速率。这就让学生进一步理解了“一般细胞内化学反应都需要酶的催化中“一般”的含义了。

（三）利用学生认知上的含糊点，设置认知冲突

教师利用学生知识结构的含糊点、易错点，制造相应的知识陷阱，引诱学生落入其中，再将学生从中“救起”或引导学生进行“自救”。这种制造陷阱，有助于学生对知识进行深度反思和提炼，达到完美建构。例如，红螺菌的体内具有光合色素，能够在缺氧情况下利用光能，以有机酸、醇等物质使自身迅速繁殖，学生在阅读过程中，注意到了红螺菌含光合色素、能进行光合作用等信息，由此断定其属于生产者，却对自养生物的概念含糊不清，而当老师提出它是分解者时，就会引发认知冲突。在让学生经过充分思考讨论的基础上，教师再向学生说明自养生物的概念， 使新生成的冲突在交流中被修正。

（四）利用变式训练，设置认知冲突

教材知识的单线型发展，使学生较孤立、静止、片面地看待一些问题，通过变式训练可有意识地矫正学生看问题的方法。例如，（1）从某昆虫种群中随机抽取100个个体，测得基因型AA、Aa、aa的个体分别是30、60和10个，那么在这100个个体中，A和a的基因频率分别是多少？大多数学生马上可得出60%和40%，并总结出规律：一个等位基因频率=该等位基因纯合子频率+1/2杂合子频率。（2）在一个工厂中男女职工各100名，女性中色盲基因携带者5人，患者1人，男性中色盲患者8人，则正常基因与色盲基因的频率各是多少？一些学生会马上套用（1）题中的规律而迅速得出答案，但又有一些同学提出不能套用（1）题中的规律，因为在男性中只有一条X染色体，体内色盲基因成单存在，在解决此题过程中，学生通过（1）题中得出的规律现在就不能用了，学生就会产生认知冲突，结果学生认识到了原有的规律的适用范围。随着问题的变换，学生的认知状态经历了平衡-失衡-平衡的发展过程，使学生的思维处在不断调整和兴奋之中，极大的调动了学生的学习兴趣。

（五）利用实验现象，设置认知冲突

科学探究离不开实验，学生在接受和形成新知识体系前，往往会对实验结果产生大量的预测，而这时学生的判断推理融合了平时的生活经验和学过的专业知识。例如，在讲解渗透作用后，向学生展示如下实验：在U形管的半透膜两侧一侧加10%的蔗糖溶液，另一侧加等量的10%的淀粉溶液，一段时间后，加蔗糖溶液的一侧液面升高了，这时设问：为什么？学生根据刚学过的渗透作用的条件，U形管两侧溶液无浓度差，两侧的液面应该一样高，这时就会引发认知冲突，因为学生已掌握的知识表面上不能解释新的实验现象。有了认知冲突，通过学生内部的互动和教师的引导，带给学生较深刻的刺激，取得较好的教学效果。

在教学中教师有意识地创设认知冲突情境，引发学生思考，然后再采取一定方式解决认知冲突，使学生的认知得以发展。新课程大力倡导探究式、合作式、自主式等学习方式，而恰当、合理的创设认知冲突情境，有助于学生开展自主、探究、合作学习，而当学生的学习方式有了转变，又反过来提高了他们的探究能力、合作能力。