例谈“颠覆认知”策略在生物学概念教学中的运用

刘 萍

(广东省珠海市斗门区第一中学 珠海 519100)

当学生对知识或事物的认知被颠覆时，内心受到的冲击是巨大的，学习与征服知识的雄心就会迸发，这在相对枯燥的概念学习中尤为重要。笔者以“内环境”的概念教学为例，展示“颠覆认知”策略的应用。

1 颠覆认知，引出概念

教师提出问题：“我是你的环境吗？”多数学生回答：“不是。”教师引导：“真的不是吗？所有的生命系统都与环境之间不断进行着物质和能量的交换，除此之外，还有信息交流，我们之间有信息交流吗？”“有！”教师又问：“我们之间有斗争吗？”多数学生答：“没有。”教师反问：“果真没有？我没有和你争夺空气吗？”学生接连颠覆认知，对课堂已经饶有兴趣，教师可趁机总结：“严格说来，我们躯壳以外的一切都可以属于外环境，我属于你们的生物环境，空气是你们的非生物环境。”话锋一转：“但是，今天我们要学习的是人体的内环境，那什么是内环境呢？”

由于内环境这个概念是为了区别于个体生活的外界环境提出的，因此开门见山的一个问题，让“外环境”和“内环境”同时出现，既激发了学生的学习热情，也引出了概念。

2 颠覆认知，剖析概念

人教版高中生物学教材给出内环境的完整定义是：“血浆、组织液和淋巴通过动态的有机联系，共同构成机体内细胞生活的直接环境。为了区别于个体生活的外界环境，人们把这个由细胞外液构成的液体环境叫做内环境。”剖析这个概念至少需要从以下四个方面进行： ①细胞外有液体存在吗？②细胞外液为什么主要由血浆、组织液和淋巴组成？③血浆、组织液和淋巴里都生活了什么类型的细胞？④血浆、组织液和淋巴是如何有机联系的？

剖析第①个方面，可以直接引用教材关于体液的定义：“不论男性还是女性，体内都含有大量以水为基础的液体，这些液体统称为体液，可分为细胞内液和细胞外液。”关键是“体内”这两个字“别有洞天”，教师设计问题：“躯壳以外的一切都可以属于外环境，那么躯壳以内到底有没有外环境？”当学生听到教师这样问，本能反应会犹豫，而犹豫也是颠覆认知的一种表现。教师总结：“人的呼吸道、肺泡腔、消化道、生殖道、泪腺等有孔道与外界相通的部位应算作人体外部环境，尿液、泪液、消化液、汗液等不是体液，自然也不是细胞外液，不是细胞生活的内环境。”

剖析第②和第③个方面，可以要求学生“画出自己的手背细胞分布图”。大部分学生在经过引导后能画出暴露的“青筋”和分散的组织细胞——血管及分布在其中的血细胞，当学生认为大功告成之时，教师设问： 你们确定你们手背的细胞要么是分散的组织细胞，要么分布在血管里吗？之后引出： 除了血管这套管道，还有另一套管道——淋巴管。而这是颠覆学生以前的认知观的，然后教师介绍淋巴管和血管结构的不同以及淋巴管内分布的细胞，并请学生回答图1中的数字分别代表什么。

剖析第④个方面时，教师可以创设一个情景： 想象一下，现在有一支药水注射到了你的臀部，这支药水是如何分布到你全身其他部位的？学生容易答出药水先进入组织液，然后进入血管，最后又从血管出来进入组织液，教师设问： 血浆与组织液之间可以相互交换物质，那么你们推断一下血浆与淋巴、组织液与淋巴之间也可以相互交换物质吗？学生根据已有知识和经验多认为： 血管和淋巴管结构应该差不多，那么血浆与淋巴、组织液与淋巴之间应该也可以相互交换物质。

图1 手背组织细胞分布图

教师布置任务： 请仔细阅读教材第3页的内容，总结出组织液、血浆、淋巴之间的真实关系。

3 颠覆认知，延展概念

教师设问：“每种细胞外液都生活多种细胞，每种细胞是否都生活在多种细胞外液中呢？”多数学生会不假思索的回答：“怎么可能？一种细胞生活在一种细胞外液里。”教师引导：“淋巴细胞、毛细血管壁细胞呢？”经过这样的认知冲突，学生理解会更深刻。

教师出示题目：

下列各组化合物中全是内环境成分的( )

A. O2、 CO2、血红蛋白、H+、麦芽糖

B. H2O2酶、乳汁中的抗体、激素、H2O

C. 纤维蛋白原、Ca2+、载体、蛋白质水解酶

D. Na+、 HPO2-、葡萄糖、氨基酸

教师提问：“这道题几乎所有人都知道要选D，但是你们知道此题中到底有几种成分不属于内环境呢？”当学生回答出不同答案后，教师借题总结不属于内环境的成分： ①细胞内特有的物质： 如题目中的血红蛋白、H2O2酶，此外还有其他胞内酶(呼吸酶、RNA聚合酶、解旋酶)等；②细胞膜上的成分： 如题目中的载体，此外还有受体等；③与外界环境相通的液体成分： 如题目中的蛋白质水解酶，存在于消化液中、乳汁中的抗体，大部分抗体存在于内环境，但乳汁属于外环境，此外还有尿液、泪液、汗液等中的成分；④不能被人体吸收的物质： 如麦芽糖、纤维素等。特别是乳汁中的抗体和麦芽糖不属于内环境，颠覆了学生的认知。

“颠覆认知”教学策略，可以大大提高学生的兴趣，而兴趣是学习的最大内驱力，但是教师不能为了颠覆而颠覆，必须要按照课程标准，围绕教学需求，精心设计“矛盾”和“冲突”，颠覆本身不是目的，而是更好实现教学目标的手段。