关于基于认知冲突的生物概念转变教学

基于认知冲突的生物概念转变教学

Biology Concept Transformation Teaching

Based upon Cognitive Conflict

宋汉萍崔鸿*

Song Hanping Cui Hong

(华中师范大学生命科学学院，湖北武汉，430079)

摘要：杜伊特根据建构主义思想，将概念转变学习分为连续途径和不连续途径。其中不连续途径的概念转变是建立在认知冲突和解决冲突的基础之上。本文以认知冲突为基础，着重探究如何在不连续途径的生物概念学习中创设认知冲突以及如何构建不连续途径的生物科学概念。

关键词：认知冲突不连续途径生物概念转变

生物学是一门研究生命现象及其活动规律的自然学科，其基本原理都是建立在生物概念的基础上，因此，生物学概念是生物学领域最基本的语言表达单位。学习生物学知识，首先要充分理解和掌握生物概念的含义。然而，在学习之初，很多学生对这些概念的理解通常是片面的、错误的，例如他们认为“血糖就是血液中的糖”、将“叶绿体”和“叶绿素”混为一谈等等，所以在生物教学中，使学生正确的掌握概念是一个重要的核心问题。要解决这一问题，需要教师指导学生进行概念转变学习。

所谓概念转变学习就是学生原有概念的转变、发展、重建的过程，即学习者的前科学概念（有叫错误概念）向正确的科学概念的转化过程。杜伊特根据建构主义思想，将概念转变学习分为连续途径和不连续途径。[1]连续途径就是学生的原有概念和科学概念基本上是一致的，那么概念转变学习就是一种“丰富”或“充实”知识的过程；相反，不连续途径就是学生的原有概念和科学概念之间是不一致的，甚至学生的理解是有悖于科学概念的，那么在这种情况下，概念转变学习要对学生的原有概念进行“修订”或“改正”，从而转变成正确的科学概念。

一、创设不连续途径生物概念转变的基础

正是由于在不连续途径的学习中，学生的原有概念和科学概念之间存在不一致，就会产生认知冲突。[2]一旦产生认知冲突，就会引起学生认知结构上的不平衡，可以激起学生的好奇心和强烈的求知欲，促使学生对前概念或者错误概念进行修订或改变，以便更好地理解和接纳新的科学概念。所以说，认知冲突是不连续途径概念转变的基础，是促使学生实现不连续途径概念转变的契机和动力。那么，应该如何创设认知冲突呢？

（一）创设情境，激发认知冲突

在生物概念教学中对一个特定的情境或特定的学习主题用“问题”形式提出来，引导学生主动进行思考。例如，在讲“性别决定”时，引导学生考虑这样一个问题：公鸡和母鸡同样是由受精卵发育而来的，但是为什么两者在外形和生殖系统上会表现出那么大的差异？问题一提出，就会在学生脑中产生一种认知冲突，以此激发学生的求知欲。

教师还可以充分利用和发掘教材以及学生活动中的矛盾因素，把学生置于矛盾氛围，使学生产生解决矛盾的迫切需要，从而激起认知冲突。

（二）利用生物学探究实验，制造认知冲突

生物是一门建立在实验基础上的学科，它能够有效地提供激起矛盾的新刺激。所以利用生物实验设置认知冲突，更容易使学生进入学习情境。在概念转变教学实践中，运用了学生观察生物学现象、动手实验操作等实践活动来展示矛盾事件，引发认知冲突。

（三）制造知识“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，再将学生从中“救起”或引导学生进行“自救”。[3]这种制造陷阱，暗设认知冲突的做法，对于澄清学生的模糊认识，防止学生错后再错，是非常有效的。例如，在学习“光反应”和“暗反应”时，教师先制造出“白天进行光反应，晚上进行暗反应”的陷阱，在光合作用的学习过程中，渐渐引发学生的认知冲突，从而引导学生形成正确的生物科学概念。

（四）采取小组合作学习，引发认知冲突

对生物学前科学概念调查表明，不同的学习者对问题的认识深刻和广度不同，存在着差异性，即因人而异。因此，开展合作学习，使得学习者之间产生不同观点的对立、交锋，从而引发认知冲突。

二、促进不连续途径生物概念转变的教学策略

在生物概念教学中，当教师采取各种方式让学生产生了认知冲突后，就要以认知冲突为基础，提出可以促进学生的不连续途径生物概念发生有效转变的教学策略。在这个过程中，不仅仅是用生物科学概念取代学生的原有概念，而是两者之间不断协调和平衡，从而达到让学生接纳并理解掌握生物科学概念。显然，这不是简单的灌输式教学所能达到的，必须采取针对性的教学策略。基于认知冲突，结合自己的学习、思考，提出以下促进不连续途径生物概念转变的教学策略：（一）运用实例，构建生物科学概念

有经验的老师总是善于联系学生的日常生活，举出学生所熟悉的具体事例，把一些抽象的生物概念和具体的实例联系起来，逐步引入概念。学生在通过实例获得比较丰富的感性认识后，要及时引导他们进行比较、分析、综合、抽象、概括等，以便形成科学概念。例如，在学习“生态系统的稳定性”这一概念的时候，学生普遍对“生态系统的稳定性是通过自我调节来实现”这一观点不能认同，教师通过联系学生的日常生活——多喝水会排尿，大量排汗引起口渴，促使多饮水，并说明这些调节是由人体自动调节完成的。通过反思，学生很容易就可以看出生态系统作为一个有结构有功能的单位，就如同人体一样，不需借助系统外的力量可以维持系统相对稳定，有着自我调节的机制。

然而，学生对概念的掌握不是一次就能完成的，需要由具体到抽象，再由抽象到具体的反复多次。当某个生物科学概念形成后，应该及时引导学生通过举例和运用，使概念具体化，把新的科学概念与学生原有的知识联系起来，从而保证学生对概念有着正确、完整的理解。

（二）加强思维训练，重建生物学概念

生物学科学概念的形成过程都有一个共同点-一从具体感知过程到抽象思维过程。生物教师不仅要创设情景，发现和转变学生的原来观念，还需要组织、引导学生对概念的内涵和外延以及其他属性作进一步的探讨，帮助学生将感性认知上升为理性的认识，完成对生物学概念的意义重建，从根本上放弃前科学概念。