谈概念转变学习中认知冲突的创设

姚国平

[摘 要]

认知冲突是实现概念转变的契机与条件。在生物学概念学习中，实践反思、预测结论、讨论交流、阅读体悟是引发认知冲突的重要方法。

[关键词]

认知冲突;概念转变;生物教学

认知冲突是指人在原有的观念与新经验之间出现对立性矛盾时而感受到的疑惑、紧张和不适的状态。[1]学生学习新知识时，总是试图以原有的认知结构来同化或理解新知识，当学生原有知识与新知识不一致，或者原有知识不足以解释新现象时，就会产生认知冲突。当学生经历认知冲突时，他们将采用同化或顺应的过程来建构或改变其认知结构，学习便发生了。

1982年，波斯纳等人提出的概念转变模型（CCM）认为，学习者原来的概念要发生转变需要满足以下四点：（1）学习者对当前的概念产生不满。（2）新概念的可理解性。（3）新概念的合理性。（4）新概念的有效性。[2]根据波斯纳的概念转变模型，对前科学概念的不满意是促使学生概念转变的关键因素。因此，在生物课堂教学中，利用引发认知冲突的方法来促进概念转变，对于纠正学生的错误观念是一种极为有效的教学策略。

一、在实践反思中引发认知冲突，实现概念转变

知识是在实践中对客观事物的能动反映，人的认识是从感性认识飞跃到理性认识再回到实践的辩证发展过程。实践具有开放性的特点，在实践过程中常常会出现一些意料之外的或与生活经验相违背的事件、现象，面对这一切，学生往往难以用原有的认知结构去同化或解释，从而引发认知冲突。一旦学生认识到自己的前概念是有瑕疵的，就会自觉予以放弃，萌发修正或重构新的科学概念的欲望，达到概念转变的目的。

生物学是一门自然科学，科学实验是最基本的实践活动，由实验引发的认知冲突极易激起学生的探究热情。例如，有位教师在组织学生学习“生物的特征”时，探查出学生的错误前概念：植物吸收二氧化碳放出氧气，而不会吸收氧气放出二氧化碳。教师据此创设了如下实验：首先拿出一个已经黑暗处理一昼夜的、装有绿豆苗的密封大玻璃瓶，同时提问：“如果植物只放出氧气不吸收二氧化碳，那么瓶中的氧气含量会发生怎样的变化呢？”学生很快推测出“会增多”。接着，点燃一支短蜡烛，将其快速伸入瓶中，结果蜡烛立刻熄灭。按照学生已有认知水平，氧气增多蜡烛应该燃烧得更旺才对，可事实恰恰相反，瓶中原有空气中的氧气已被绿豆苗吸收得所剩无几才导致了蜡烛的立刻熄灭。这一实验现象与学生的预期产生了反差，导致心理失衡，随即引发了强烈的认知冲突，激起了学生主动建构新概念的愿望。

二、在预测结论中引发认知冲突，实现概念转变

学生在活动或认知的过程中，不是被动地等待结果，而是能动地对行为的结果做出预期，而行为的实际结果与人的预期有时是不一致的。如果学生现有的认知与现实之间发生冲突，学生就可能产生高涨的热情;如果学生的想法与事实发生冲突，那么他就有可能不断地自发修正自己的观点;如果学生的猜测是建立在现有认知水平及生活经验基础上的，那么他们就可能产生争论的冲动。因此，教师应该立足于学生的客观实际，从学生的非智力因素入手，推动冲突的顺利创设。[3]由此，进而激发学生强烈的探究欲望，为概念的转变创设最佳时机。

例如，关于“基因传递中染色体数量的变化”，教

师首先可以通过板画的形式复习基因、DNA、染色体、细胞核的的关系，强调“子代的性状则是由基因控制的，基因是包含遗传信息的DNA片段，位于染色体中，通过遗传，子代实质上是获得了亲代的遗传物质”，然后根据生殖过程示意图提问：假设父母双方体细胞内染色体数量都是46条，那么子女的体细胞内染色体是多少条？学生根据精卵结合的过程，预测的结论是92条。教师追问：那么子女的子女呢？……这显然有悖于常理，这样就在新、旧知识的衔接处产生了矛盾，形成强烈的认知冲突，诱导学生急于一探究竟，这样，教师就可以顺水推舟提供下列信息：科学研究发现，在每种生物细胞的细胞核中，都含有一定数量的染色体，人的体细胞内是46条，兔的体细胞内是44条，番茄的体细胞内是24条。依据图示，精子和卵细胞中染色体数是多少？学生马上推测出是23条。由此，就建构了这样的概念：在形成生殖细胞的时候，随着细胞分裂，染色体平均分配，也就是染色体数量减半，在形成受精卵的时候，精子和卵细胞融合，染色体数量成倍增加，这样就保证了染色体数量的恒定。

三、在讨论交流中引发认知冲突，实现概念转变

社会建构理论认为，具有共同意义的物体只有通过社会交往而存在，概念在社会交往中被交换、探索和加强。古希腊教育家苏格拉底在与学生谈话的过程中，一般不直接论断其是非，而是通过讨论问答等方法引出学生对事件的观点，而后引导至一个显然的矛盾，从而使学生对他自己的信念产生冲突，最后逐步诱导学生自己得出正确的答案。由于学生原有知识经验具有个体差异性，所以，每一个学生在面对同一主题时，也会形成不同的理解。在概念教学中，教师可引导学生与同学、老师就某一问题进行讨论，当学生发现自己所持的观念与他人不同时，他们往往会对自己先前所持有的观念产生怀疑，进而产生认知冲突和求知心理，此时学生较易接受新的、正确的科学概念。

例如，动脉和动脉血、静脉和静脉血是相近概念，受术语的影响，学生会很容易形成“动脉内流的是动脉血，静脉内流的是静脉血”的前概念，而忽略了在肺循环中“动脉内流的是静脉血，静脉内流的是动脉血”。在初步理清血液循环这一生理过程后，教师可组织学生对“动脉内流的是动脉血，静脉内流的是静脉血”这一命题进行讨论，大部分学生认为这一说法是正确的，也有少数学生认为是错误的，认知冲突不可避免地产生。针对不同的观点，学生各自提供有力的证据来佐证，最终取得了一致的意见，即这一命题缺失了相应的前提条件——在体循环内。这样，在讨论、交流中，模糊的概念逐步清晰，错误的认识最终得到纠正。

四、在阅读体悟中引发认知冲突，实现概念转变

建构主义认为，知识不是通过教师传授得到的，而是学习者利用必要的学习材料，通过建构意义的方式获得的。阅读就是学生与文本相互对话而产生新意义的动态过程。学生通过解读文本所吸收的知识信息一旦与原有知识结构相互矛盾，就会产生心理失衡，引发认知冲突，在试图修复过程中，新的意义重新建构，前科学概念得以顺利转变。因此，在教学中，教师要尊重学生的体验，诱发学生对文本进行探究，与文本对话，然后通过多种途径的交流，达到更大视界的融合，产生更深层次的意义，有力促使学生概念的习得朝着严谨、科学的方向发展。

例如，教材对“病毒”的科学概念的描述是客观、公正、全面的，它不仅有“利”的一面，也有“害”的一面。但在日常生活中，学生接触的大都是“病毒能使人类发生疾病，病毒对人类有害”的一面信息，这种片面的认识形成了错误的前科学概念。为了激发学生头脑中原有的错误观念与新信息之间的矛盾，在教学中，教师可以转载网易的一则新闻：“2010年4月25日，世界首例生物病毒杀蟑饵剂‘拜乐在武汉全新亮相。中国卫生有害生物防治协会专家委员会委员蒋洪教授介绍，拜乐主要成分是蟑螂病毒与蟑螂信息素。饵剂内的信息素引诱蟑螂取食并感染病毒，染病蟑螂爬回巢穴传播病毒，3～7天达到死亡高峰期，未染病蟑螂吞噬病死的蟑螂，并相继感染病毒死亡。雌性蟑螂染上病毒后通过卵鞘将病毒传给下一代，产生‘多米诺连锁反应，从而达到‘一蟑螂染病、病及种群、成虫幼虫、一网打尽的效果。”[4]通过对这样一个具体事实的解读，学生获得的信息势必会和生活经验产生对立，从而引发认知冲突，诱使学生主动修复原有的片面认识，从而实现概念的彻底转变。

总之，认知冲突就是在学生的认知心理上造成差异与不平衡。为此，教师必须充分了解学生相关学科的原有知识经验背景，并充分运用学生的原有概念创设教学中的认知冲突情境，引起学生认知结构上的不平衡，以此作为引发学生进行概念转变学习的契机。

[参 考 文 献]

[1]陈琦，刘儒德.当代教育心理学[M].北京：北京师范大学出版社，2007.

[2]袁维新.科学概念的建构性教学模式与策略探析[J].教育科学，2007，23（1）.

[3]王彦明.论课堂冲突的意义及建构[J].当代教育科学，2008（23）.

[4]世界首例生物病毒杀蟑饵剂“中国造”[EB/OL].http：//news.163.com/10/0427/12/659DS93T000146BC.html，2010-4-27.

（责任编辑：符 洁）