创设认知冲突，消除认识“盲点”的教学策略

张登华 雒 勇

(山东省垦利第一中学 257500)

认知冲突是指学生在学习新知识时表现出来的认知结构中原有知识、方法、思维和新情境间无法包容的矛盾。在学习生物学新知识时，学生总是试图以原有的认知结构来同化对新知识的理解，当遇到不能解释的新现象或与已有经验不符的结论时，就会产生认知冲突。在课堂教学中出现认知冲突既是一种偶然又是一种必然。但认知冲突所蕴含的科学价值，是难得的教学资源。教师在教学过程中应该有意识地“导致”一些认知冲突，让学生在解决问题的过程中，更新自己的认知结构，不断地消除认识“盲点”，以发展学生问题决策、批判性思维和创造性思维等高阶思维能力。

1 利用已有认知与新问题的矛盾创设认知冲突，让学生走出认知惯性误区

学生头脑中已有的认知内容对新知识、新问题的学习有着不可忽视的影响。在面对新问题时，学生往往按原来的思维方法和经验去解决新问题。由于学生原有认知结构不完整，往往会导致学生的预期与客观事实不相符。所以教师教学中，要善于围绕知识核心，通过变换情境或条件设置问题，让学生在解决问题的过程中产生认知冲突，使原有的认知与当前的现实产生无法调和的矛盾，引导学生通过科学的探究，提出新方法、新思维，给出新结果，从而加强学生发散性思维的培养，提高问题决策能力。

案例1 控制菜粉蝶体色的基因为A、a，雄性中有黄色和白色，而且雌性都是白色的。控制触角类型的基因为B、b，触角有棒形和正常，且雄性和雌性中都有棒形触角和正常触角。请根据表1杂交组合，分析回答下列问题。

表1 菜粉蝶杂交组合及其亲本和子代表现型

(1)菜粉蝶体色显隐性的杂交组合是________，隐性性状是____________，控制该性状的基因位于____________染色体上。

(2)若检测某白色雌蝶的基因型，可让其与____________多次杂交，请预测实验结果。

在判断菜粉蝶体色的显隐性关系时，多数学生根据组合一或组合二得出结论，相同表现型的个体交配后，子代出现不同的表现型，按照性状分离知识推断白色为显性。然而少数学生却认为应该根据组合三判断为黄色为显性，白色为隐性。

在解决问题的过程中，学生之间产生了认知冲突，这是由于部分学生按照原有的认知经验去考虑问题，导致出现错误。此时，教师要及时让学生通过讨论、交流、分析冲突的本源。让学生及时发现该问题与原有知识结构间的矛盾。通过仔细分析题干信息，让学生的思路越来越清晰：题干中已知雌性全是白色，可能是性别影响基因型的表达，不论何种基因型的雌性都表现白色，即白色雌性的基因型可能有多种，而在雄性中性状会随基因型而表现。这样根据组合三F1中雄性个体黄色与白色为3∶1，因此可判断黄色为显性，白色为隐性。如果基因位于X染色体上，则组合三中黄色雄性为XAY，雌性为XAXa，但这样F1中雄性个体不会出现3∶1的结果。只有基因位于常染色体上，即亲本中雌雄均为Aa时，雄性中才会出现3∶1的结果。

参考答案：(1)组合三 白色 常 (2)白色雄蝶 预测实验结果：①若后代中雄蝶全是黄色，该雌蝶的基因型是AA ②若后代中雄蝶黄色和白色之比约为1∶1，该雌蝶的基因型为Aa ③若后代中雄蝶全是白色，该雌蝶的基因型为aa。

该案例中利用新问题为新的开拓点，让学生在依据原有知识、经验思考问题的过程中产生认知冲突，从而走出认知惯性的误区。

2 利用生物学原理与生物事实间的矛盾引发认知冲突，消除认识“盲点”

生物学原理、规律往往都有一定的适用条件，如果学生对这些原理、规律认识不够完整与深刻，不了解其内涵和外延及其适用条件，在应用过程中常常会遇到理论知识和实际问题不相符合的情况。在教学过程中教师可以利用这一矛盾，诱导学生产生认知冲突，引发思考，从而融会贯通不同的知识，消除认识“盲点”。

案例2 在学习“豌豆的杂交实验(二)”时，两对相对性状的杂交实验中F2代出现4种表现型，且比例为9∶3∶3∶1。教师借助两对相对性状的杂交实验情景进行新问题的类比迁移：现让纯种灰身长翅果蝇与纯种黑身残翅果蝇交配，得到子一代(F1)都是灰身长翅，再让F1中的灰身长翅雌、雄果蝇相互交配得到F2，请问F2中表现型有几种？比例是多少？问题提出后，学生的回答往往是：根据基因自由组合定律F2代中应该有4种表现型，即灰身长翅∶灰身残翅∶黑身长翅∶黑身残翅，且比例为9∶3∶3∶1。教师说明其实F2中有2种表现型，灰身长翅∶黑身残翅，且比例为3∶1。这使与学生所学的自由组合定律产生了矛盾。同样是果蝇两对相对性状的遗传现象，却出现了不同的结果，而其中的缘由用已有的知识又无法解释，这时学生会对新问题的探究产生浓厚的兴趣。在教学中，教师提醒学生围绕基因自由组合定律的实质讨论交流、分析原因，让学生通过分析发现两对基因必须要位于两对同源染色体上，F2代才会出现9∶3∶3∶1性状分离比。而题中之所以没有出现预期的性状分离比，可能是因为灰身基因(B)与长翅基因(V)在同一条染色体上，黑身基因(b)与残翅基因(v)也是在同一条染色体上，即体色基因与翅型基因是同一条染色体上的非等位基因，所以F1自交后代出现2种表现型，且比例为3∶1。

教师运用生物知识点间的关联引发认知冲突，让学生通过对比分析之后，接受新知识，其获取知识的过程是积极的、主动的，同时对知识盲区的理解和掌握也是深刻的。

3 利用学生猜想与实验事实间矛盾产生的认知冲突，理解实验中“异常”现象

学生在分组实验中会出现一些出人意料之外的、与学习前概念或常识相矛盾的实验结果，这些实验展示的现象与学生学习前概念发生矛盾。对于这些“异常”的实验现象，学生从原有的认知结构出发，通过观察和思维造成学生认知冲突，用原有的认知结构无法解决实验得出的结果时，教师可以通过创设探究性实验情境，让学生在强烈的探究欲望中完善实验模型的构建，充分理解“异常”实验现象产生的原因。

案例3 以“酵母菌呼吸作用方式”的探究实验为例，学生按照教材预设的实验步骤对呼吸作用的产物进行实验，有的小组在用酸性重铬酸钾对有氧组的产物进行检测时，实验结果也出现了灰绿色。实验结果出现的这一差异性实验现象，使学生原有的认知平衡被打破，本能地产生一种强烈的平衡需求，对接下来的探究过程充满兴趣和期待。接下来，教师从能够引起重铬酸钾变成灰绿色的原因入手，创设新的探究性问题：①从反应条件方面看，能够引起重铬酸钾变成灰绿色的物质具有什么特性；②有氧实验组中可能具有哪些具有还原性物质；③实验者自身的问题——实验过程操作是否规范，是否有误？在列出可能的因素后，让学生根据该实验的原理和过程的原始记录，分组讨论交流、并充分发表自己的意见。在讨论中主要提出以下观点：①有氧组通气量不足，部分酵母菌进行无氧呼吸，产生了酒精；②有氧组中的部分葡萄糖没有耗尽，而将酸性重铬酸钾还原造成。

本案例中学生的讨论再次引发认知冲突，教师要随着教学内容、教学情景、学生认知的差异，及时做出调整，合理利用顺势而生的“冲突”引导学生思考、讨论、交流并修正。这不但有利于加深学生的印象，能有效拓宽学生解决问题的能力，而且还可以调节教学节奏，使课堂教学有张有弛，有起有伏。