巧用认知冲突开展初中生物学概念教学——以“发生在肺内的气体交换”教学为例

◎福建省福州市第十九中学　庄美玉

巧用认知冲突开展初中生物学概念教学
——以“发生在肺内的气体交换”教学为例

◎福建省福州市第十九中学庄美玉

初中生物学教学中，选择合适的概念，创设学习情境，诱发学生认知冲突，引导学生在分析问题、解决问题中建构概念。

认知冲突；概念；学习情境

学生学习新知识之前，头脑中往往具备某种认知结构，往往试图应用已有的认知结构同化新知识，一旦二者之间出现差异，就会发生认知冲突。认知冲突诱发的心理矛盾越激烈，越容易激发学生的求知欲，对新知识就越关注。教师要有意识地在初中生物学教学中，设置适宜的学习情境，诱发学生认知冲突，让学生在解决问题中建构概念。现已人教版《生物学·七年级·下册》“发生在肺内的气体交换”一课教学为例，阐述如何充分应用认知冲突，开展初中生物学概念教学。

一、瞄准诱发认知冲突的概念

教师备课时需对教材进行详细的梳理，明确把握三维教学目标，确立教学的重点与难点，这对教师理清教学思路、选择教学方法十分重要。“发生在肺内的气体交换”这节概念不多，但十分抽象，有的概念还涉及学生未学习的物理原理。根据教材分析以及以往的教学经验，笔者在确立教学目标基础上瞄准本课的教学重难点“肺与外界的气体交换过程”“肺泡中的氧进入血液，血液中的二氧化碳进入肺泡”呼吸作用等三个概念，这三个概念对学生建构“呼吸运动”概念至关重要，且有一定难度，容易造成学生困难。

二、巧设诱发认知冲突的学习情境

1.利用“合理推论”诱发认知冲突

体验是常用的教学手段，让学生在亲身体验中获得感受，进一步对感受进行分析和推理，学生将对自己的推论十分自信。但如果推论出现严重的破绽，将引发认知冲突。

本课的引入环节，让学生双手按住胸部两侧，仔细体会吸气和呼气时胸廓是怎样运动的？学生认真体验后得出“气体进入肺，胸廓扩大是因为我吸气，气体排出肺，胸廓缩小是因为我呼气”的推论。

由于学生认为“吸气导致气体进入肺；呼气导致气体排出肺”。在这种认知心理支持下，学生在体验呼吸时“发现”伴随着自己吸气，胸廓扩大，呼气时相反。对此教师设问：“晚上睡着后你们还记得要吸气和呼气吗？睡着后胸廓是否还在扩大、缩小？”学生意识到不用主动去吸气和呼气，胸廓仍然在变化，气体也在自主进出肺，这是怎么回事？教师的反问，诱发了学生的认知冲突，这种冲突容易导致强烈的求知欲，这对学生积极投入到新知识学习十分有益。

2.质疑问难，诱发认知冲突

日常学习和生活中，人们常常会有想当然的心理，对一些现象或规律的认同，不问出处，不论原因。例如学生对肺泡与血液气体交换模式图中氧和二氧化碳的路径认为是理所当然，极少学生提出质疑。对此，教师设问：“为什么氧一定会从肺泡进入血液，二氧化碳从血液进入肺泡，难道不会反之？”教师的质疑诱发了学生的认知冲突：“是啊，为什么氧气一定要进入血液，而不是从血液中出来？”

肺泡与血液气体交换模式图

本环节教学时，由于气体的扩散原理学生还未学过，结合以往学生提出的疑问。笔者针对肺泡与血液气体交换模式图进行质疑问难，推翻学生想当然的心理激发学生的学习兴趣，诱发认知冲突，也有利于培养学生的质疑精神。

3.发现错误前概念，诱发认知冲突

前概念往往来自于生活经验或其他媒体途径中的误解或断章取义，具有隐蔽性和顽固性等特点。利用前概念易于引发学生的认知冲突。

一直以来，学生对呼吸运动和呼吸作用的概念混淆不清，张冠李戴。本课的小结环节，教师利用氧的途径：“外界鼻→咽→喉→气管→支气管→肺→血液”，提出“氧气进入血液后，是不是完成了呼吸作用？”一部分学生表示认同，对此，教师马上反问：“这么说血液是氧的目的地？人体呼吸作用是在血液中进行了？”反问让这些学生感到混乱，陷入认知冲突中…

利用错误前概念诱发学生的认知冲突，能给学生留下更深刻的印象，在此基础上通过概念比较，有利于正确概念的形成。

三、应用认知冲突教学手段的建议

1.概念的把握

将认知冲突引入教学，合理利用有助于提高课堂教学效率，应用不当则可能扰乱学生的思维，使简单问题复杂化，甚至拔高了学习难度。因此，引入认知冲突是否合适，需要对学生所学概念进行甄别，一般看起来似是而非的概念、容易想当然的内容或受错误前概念影响较大等概念教学，适合应用认知冲突。对此，教师要深入钻研教材，对容易引发认知冲突的概念做到心中有数。

2.学习情境的设置

由于认知冲突源于学生已有的认知与新知识之间的矛盾，且产生的冲突力度与求知欲成正比，为此，设置诱发认知冲突的情境显得尤为重要。

不同的概念需要创设个性化的情境，可以通过问题、实验、观察、推理以及错误前概念等创设学习情境。学习情境的创设尽量从学生已有的知识和生活经验出发，源于学生熟悉的学习、生活的情境更能激发认知冲突。

3.发挥教师的引导作用

通过学习情境成功诱发认知冲突后，教师不能任由学生陷入矛盾困惑的泥淖中，必须充分发挥教师的引导作用，应用适宜的教学手段，促进学生在分析问题、解决问题中主动建构知识。

总之，认知冲突是一种良好的教学资源，它不仅能激发学生的学习热情，使学生具有主动学习的愿望，同时它还是提高学生分析问题、解决问题能力以及知识建构能力的良好途径，学生对利用认知冲突建构的概念往往理解和掌握更加深刻。

（责任编辑：陈欣）