引发认知之冲突促进前概念之转变

◎福建省莆田市石塘中学 林金茂

引发认知之冲突促进前概念之转变

◎福建省莆田市石塘中学 林金茂

学生在学习生物科学知识之前所形成的生物前科学概念不仅影响其正确地理解新知识，还会使学生在原有基础上产生更多的错误概念。因此，本文尝试从发现学生的前概念；引发认知冲突；认知顺应，实现前概念转变三方面探讨如何促进学生前概念的转变。

前科学概念；认知冲突；认知顺应；概念转变

建构主义学习观认为，进入课堂学习之前，学生的头脑并非一张白纸。在日常生活中，学生通过生活实践或学习，对生活中遇到的生物学现象会产生自己的观点，并尝试解释所遇到的类似的生物现象与问题。这种在接受系统、正规的生物学知识学习之前所形成的观念称为生物前科学概念或生物前概念。这些前概念，一般只停留在表面上的较为肤浅的理解，基本不会深入到生物科学概念的本质，甚至更多的则完全与科学概念相矛盾，因此前概念又被称为错误概念、无效概念。通常情况下，学生在学习生物科学知识之前所形成的生物前科学概念不仅会影响其正确地理解新知识，还会使学生在原有基础上产生更多的错误概念。因此，发现学生可能存在的前科学概念，并促使前科学概念转变为正确的科学概念，即概念转变，这是生物学教学工作中的一项非常重要的任务。笔者在初中生物学教学中尝试应用著名学者纳斯鲍姆、诺维克所提出的概念转变学习三步教学策略，取得初步成效，供同行探讨。

一、发现学生的生物前概念，为概念转变做准备

在课堂教学中，笔者发现学生存在着不少错误的前科学概念。如：无花果是没有花的；一个玉米棒是一个果实；一个向日葵花盘是一朵花；龟、鳄鱼等能在水中和陆地上生活，就是两栖动物；胃是消化的主要器官；艾滋病会通过母亲遗传给子女；色盲患者看不见任何颜色等等。课堂教学之前，教师应了解学生原有的生物学知识，发现学生可能会存在的错误概念，进而设法利用这些错误概念创设教学情境，为实现概念转变做好准备。

二、引发认知冲突，为概念转变提供契机

心理学家费斯廷格的认知失调理论认为，认知冲突是原有认知结构与所学新知识之间无法包容的矛盾，出现认知冲突就会引起认知失调。通俗地说，就是人们都希望维持自己的观点或信念一致性；但如果前后观念出现不一致，即认知失调，这时人会出现心理的紊乱或不安，并设法通过重新组织或改变自己的观点，以达到新的认知上的平衡。在实际教学过程中，运用一定的教学方法让学生对现有的知识或前概念产生不满、疑惑，即产生认知冲突，让他们明确自身现有的知识或前概念无法有效地解决当前面临的问题，并对新知识产生强烈、主动的学习欲望，带着心中的困惑进入课堂的学习。此时是学生的前科学概念转变为科学概念的契机。

1.利用学生的生活经验，引发认知冲突

利用学生的生活经验开展教学，为概念转变做准备。如进行有关呼吸道知识学习时，结合学生对痰的错误认识：痰是咽、喉部产生的。其实，痰是在气管、支气管中产生。当把这一事实告知学生时，学生会感到十分惊讶、困惑，此时概念转变的契机已经成熟，教师便可讲解生物学道理：气管、支气管内表面黏膜上的纤毛不停地向喉的方向摆动，把黏液黏着的灰尘、细菌推向喉部，通过“痰”的形式，咳出体外。这样以学生生活经验创设教学情境，引发学生的认知冲突，使实现概念转变显得顺理成章，学生的课堂学习效率得以提高。

2.比较生物现象与科学概念间的“不一致”，引发认知冲突

学生在进行科学概念学习之前，细心的学生会发现在生活中所看到的一些生物现象与科学概念之间存在着“不一致性”。教师在教学中可利用这个“不一致性”，巧妙设问，引发学生的认知冲突，激发学生的求知欲望，使其调整和改变原有的认知结构，实现概念转变。如课本提到青蛙能在水中和陆地上生活，属于两栖动物。但细心的学生会发现，鳄鱼、龟等同样可在水中和陆地上生活的动物却不属于两栖动物而是爬行动物。学生顿时感到困惑不已。此时，教师可让学生认真比较这两类动物的异同之处，并思考：除了都可以在水中和陆地上生活之外，它们在各自不同生长发育时期呼吸器官是否一样？学生通过认真比较，便会找到自身前概念与科学概念间的差异和矛盾，并形成新的科学观点，明确两栖类动物指的是幼体生活在水中，用鳃呼吸；成体生活在水中或陆地，用肺呼吸的一类动物。

3.开展生物小实验，引发认知冲突

在教学中开展生物小实验，根据实验现象中进行设问，引发学生的认知冲突，为概念的转变做铺垫。如进行人体呼吸知识学习时，利用澄清石灰水遇到二氧化碳变浑浊的原理，让学生亲自验证通过往澄清石灰水中吹气后的现象，证明人体呼出的气体中含有较多的二氧化碳。有些学生看到此现象后认为人体呼吸时吸入的气体全是氧气，呼出的气体全是二氧化碳。这时教师设问：如果呼出气体全是二氧化碳，那全班同学在教室里，尤其是门窗全关闭时怎么还能呆上一节课甚至更久？此时，教师通过数据说明：人体吸入的空气中氮气、氧气、二氧化碳、其他成分所占比例分别为78%、21%、0.03%、0.97%；而呼出的气体中氧气、二氧化碳含量分别降到16%和增加到4%；让学生明确呼出的气体并非全是二氧化碳，只是其含量增多。

4.利用头脑风暴，引发认知冲突

根据奥斯本的头脑风暴法，在进行新的科学概念教学时，教师可提供问题情境，让学生进行交流，充分暴露出不同的观点；然后与其他人共同探讨，大胆质疑不同观点，产生不同观点间的对立、碰撞，此时学生出现认知冲突，并设法解决这些冲突，最终接受、形成新的正确的科学概念。如介绍女性艾滋病感染者所生育的子女感染艾滋病的几率较大时，有些学生认为艾滋病能由母亲遗传给子女，而有些学生通过电视、报纸等媒体得知艾滋病并不会遗传。这样学生就会发现自己的见解与他人不同，进而质疑自己原有的观念，出现认知冲突；然后与别人进行探讨，通过“头脑风暴”，最后明确母婴传播是可能由于胎儿在子宫内或者在分娩过程中感染HIV病毒，或者出生后婴儿通过母亲母乳喂养感染HIV病毒而成为艾滋病感染者。

三、通过认知顺应，实现前科学概念转变

建构主义认为，学习并不仅仅需要信息的输入、加工、存储、提取，更要让原有认知结构与新的外在信息产生冲突，且相互作用，最后建立新的认知结构。学生改变原有认知结构必须经过认知顺应。所谓顺应是指学生已有的认知结构与新的外在信息产生冲突，引发原有的认知结构发生调整和改变，从而建立新的认知结构。具体来说，学生通过顺应学习，对原有的认知结构进行改变、调整、发展和重建，解决认知矛盾，形成新的科学概念，实现前科学概念的转变。如大多数学生认为食物腐败是食物上有细菌的缘故，经过顺应学习后明确了真正原因是腐生的细菌和真菌大量繁殖导致食物腐败。

总之，随着基础教育课程改革的深入推进，如何更好地发现学生头脑中的前科学概念，并帮助他们将这些前科学概念转变为正确的科学概念，将是教师日常教学工作需要解决的问题。

（责任编辑陈欣）