◎福建省莆田市石塘中學(xué) 林金茂

引發(fā)認(rèn)知之沖突促進(jìn)前概念之轉(zhuǎn)變

◎福建省莆田市石塘中學(xué) 林金茂

學(xué)生在學(xué)習(xí)生物科學(xué)知識(shí)之前所形成的生物前科學(xué)概念不僅影響其正確地理解新知識(shí)，還會(huì)使學(xué)生在原有基礎(chǔ)上產(chǎn)生更多的錯(cuò)誤概念。因此，本文嘗試從發(fā)現(xiàn)學(xué)生的前概念；引發(fā)認(rèn)知沖突；認(rèn)知順應(yīng)，實(shí)現(xiàn)前概念轉(zhuǎn)變?nèi)矫嫣接懭绾未龠M(jìn)學(xué)生前概念的轉(zhuǎn)變。

前科學(xué)概念；認(rèn)知沖突；認(rèn)知順應(yīng)；概念轉(zhuǎn)變

建構(gòu)主義學(xué)習(xí)觀認(rèn)為，進(jìn)入課堂學(xué)習(xí)之前，學(xué)生的頭腦并非一張白紙。在日常生活中，學(xué)生通過生活實(shí)踐或?qū)W習(xí)，對生活中遇到的生物學(xué)現(xiàn)象會(huì)產(chǎn)生自己的觀點(diǎn)，并嘗試解釋所遇到的類似的生物現(xiàn)象與問題。這種在接受系統(tǒng)、正規(guī)的生物學(xué)知識(shí)學(xué)習(xí)之前所形成的觀念稱為生物前科學(xué)概念或生物前概念。這些前概念，一般只停留在表面上的較為膚淺的理解，基本不會(huì)深入到生物科學(xué)概念的本質(zhì)，甚至更多的則完全與科學(xué)概念相矛盾，因此前概念又被稱為錯(cuò)誤概念、無效概念。通常情況下，學(xué)生在學(xué)習(xí)生物科學(xué)知識(shí)之前所形成的生物前科學(xué)概念不僅會(huì)影響其正確地理解新知識(shí)，還會(huì)使學(xué)生在原有基礎(chǔ)上產(chǎn)生更多的錯(cuò)誤概念。因此，發(fā)現(xiàn)學(xué)生可能存在的前科學(xué)概念，并促使前科學(xué)概念轉(zhuǎn)變?yōu)檎_的科學(xué)概念，即概念轉(zhuǎn)變，這是生物學(xué)教學(xué)工作中的一項(xiàng)非常重要的任務(wù)。筆者在初中生物學(xué)教學(xué)中嘗試應(yīng)用著名學(xué)者納斯鮑姆、諾維克所提出的概念轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)三步教學(xué)策略，取得初步成效，供同行探討。

一、發(fā)現(xiàn)學(xué)生的生物前概念，為概念轉(zhuǎn)變做準(zhǔn)備

在課堂教學(xué)中，筆者發(fā)現(xiàn)學(xué)生存在著不少錯(cuò)誤的前科學(xué)概念。如：無花果是沒有花的；一個(gè)玉米棒是一個(gè)果實(shí)；一個(gè)向日葵花盤是一朵花；龜、鱷魚等能在水中和陸地上生活，就是兩棲動(dòng)物；胃是消化的主要器官；艾滋病會(huì)通過母親遺傳給子女；色盲患者看不見任何顏色等等。課堂教學(xué)之前，教師應(yīng)了解學(xué)生原有的生物學(xué)知識(shí)，發(fā)現(xiàn)學(xué)生可能會(huì)存在的錯(cuò)誤概念，進(jìn)而設(shè)法利用這些錯(cuò)誤概念創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，為實(shí)現(xiàn)概念轉(zhuǎn)變做好準(zhǔn)備。

二、引發(fā)認(rèn)知沖突，為概念轉(zhuǎn)變提供契機(jī)

心理學(xué)家費(fèi)斯廷格的認(rèn)知失調(diào)理論認(rèn)為，認(rèn)知沖突是原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)與所學(xué)新知識(shí)之間無法包容的矛盾，出現(xiàn)認(rèn)知沖突就會(huì)引起認(rèn)知失調(diào)。通俗地說，就是人們都希望維持自己的觀點(diǎn)或信念一致性；但如果前后觀念出現(xiàn)不一致，即認(rèn)知失調(diào)，這時(shí)人會(huì)出現(xiàn)心理的紊亂或不安，并設(shè)法通過重新組織或改變自己的觀點(diǎn)，以達(dá)到新的認(rèn)知上的平衡。在實(shí)際教學(xué)過程中，運(yùn)用一定的教學(xué)方法讓學(xué)生對現(xiàn)有的知識(shí)或前概念產(chǎn)生不滿、疑惑，即產(chǎn)生認(rèn)知沖突，讓他們明確自身現(xiàn)有的知識(shí)或前概念無法有效地解決當(dāng)前面臨的問題，并對新知識(shí)產(chǎn)生強(qiáng)烈、主動(dòng)的學(xué)習(xí)欲望，帶著心中的困惑進(jìn)入課堂的學(xué)習(xí)。此時(shí)是學(xué)生的前科學(xué)概念轉(zhuǎn)變?yōu)榭茖W(xué)概念的契機(jī)。

1.利用學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)，引發(fā)認(rèn)知沖突

利用學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)開展教學(xué)，為概念轉(zhuǎn)變做準(zhǔn)備。如進(jìn)行有關(guān)呼吸道知識(shí)學(xué)習(xí)時(shí)，結(jié)合學(xué)生對痰的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)：痰是咽、喉部產(chǎn)生的。其實(shí)，痰是在氣管、支氣管中產(chǎn)生。當(dāng)把這一事實(shí)告知學(xué)生時(shí)，學(xué)生會(huì)感到十分驚訝、困惑，此時(shí)概念轉(zhuǎn)變的契機(jī)已經(jīng)成熟，教師便可講解生物學(xué)道理：氣管、支氣管內(nèi)表面黏膜上的纖毛不停地向喉的方向擺動(dòng)，把黏液黏著的灰塵、細(xì)菌推向喉部，通過“痰”的形式，咳出體外。這樣以學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突，使實(shí)現(xiàn)概念轉(zhuǎn)變顯得順理成章，學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)效率得以提高。

2.比較生物現(xiàn)象與科學(xué)概念間的“不一致”，引發(fā)認(rèn)知沖突

學(xué)生在進(jìn)行科學(xué)概念學(xué)習(xí)之前，細(xì)心的學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)在生活中所看到的一些生物現(xiàn)象與科學(xué)概念之間存在著“不一致性”。教師在教學(xué)中可利用這個(gè)“不一致性”，巧妙設(shè)問，引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突，激發(fā)學(xué)生的求知欲望，使其調(diào)整和改變原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)概念轉(zhuǎn)變。如課本提到青蛙能在水中和陸地上生活，屬于兩棲動(dòng)物。但細(xì)心的學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)，鱷魚、龜?shù)韧瑯涌稍谒泻完懙厣仙畹膭?dòng)物卻不屬于兩棲動(dòng)物而是爬行動(dòng)物。學(xué)生頓時(shí)感到困惑不已。此時(shí)，教師可讓學(xué)生認(rèn)真比較這兩類動(dòng)物的異同之處，并思考：除了都可以在水中和陸地上生活之外，它們在各自不同生長發(fā)育時(shí)期呼吸器官是否一樣？學(xué)生通過認(rèn)真比較，便會(huì)找到自身前概念與科學(xué)概念間的差異和矛盾，并形成新的科學(xué)觀點(diǎn)，明確兩棲類動(dòng)物指的是幼體生活在水中，用鰓呼吸；成體生活在水中或陸地，用肺呼吸的一類動(dòng)物。

3.開展生物小實(shí)驗(yàn)，引發(fā)認(rèn)知沖突

在教學(xué)中開展生物小實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中進(jìn)行設(shè)問，引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突，為概念的轉(zhuǎn)變做鋪墊。如進(jìn)行人體呼吸知識(shí)學(xué)習(xí)時(shí)，利用澄清石灰水遇到二氧化碳變渾濁的原理，讓學(xué)生親自驗(yàn)證通過往澄清石灰水中吹氣后的現(xiàn)象，證明人體呼出的氣體中含有較多的二氧化碳。有些學(xué)生看到此現(xiàn)象后認(rèn)為人體呼吸時(shí)吸入的氣體全是氧氣，呼出的氣體全是二氧化碳。這時(shí)教師設(shè)問：如果呼出氣體全是二氧化碳，那全班同學(xué)在教室里，尤其是門窗全關(guān)閉時(shí)怎么還能呆上一節(jié)課甚至更久？此時(shí)，教師通過數(shù)據(jù)說明：人體吸入的空氣中氮?dú)?、氧氣、二氧化碳、其他成分所占比例分別為78%、21%、0.03%、0.97%；而呼出的氣體中氧氣、二氧化碳含量分別降到16%和增加到4%；讓學(xué)生明確呼出的氣體并非全是二氧化碳，只是其含量增多。

4.利用頭腦風(fēng)暴，引發(fā)認(rèn)知沖突

根據(jù)奧斯本的頭腦風(fēng)暴法，在進(jìn)行新的科學(xué)概念教學(xué)時(shí)，教師可提供問題情境，讓學(xué)生進(jìn)行交流，充分暴露出不同的觀點(diǎn)；然后與其他人共同探討，大膽質(zhì)疑不同觀點(diǎn)，產(chǎn)生不同觀點(diǎn)間的對立、碰撞，此時(shí)學(xué)生出現(xiàn)認(rèn)知沖突，并設(shè)法解決這些沖突，最終接受、形成新的正確的科學(xué)概念。如介紹女性艾滋病感染者所生育的子女感染艾滋病的幾率較大時(shí)，有些學(xué)生認(rèn)為艾滋病能由母親遺傳給子女，而有些學(xué)生通過電視、報(bào)紙等媒體得知艾滋病并不會(huì)遺傳。這樣學(xué)生就會(huì)發(fā)現(xiàn)自己的見解與他人不同，進(jìn)而質(zhì)疑自己原有的觀念，出現(xiàn)認(rèn)知沖突；然后與別人進(jìn)行探討，通過“頭腦風(fēng)暴”，最后明確母嬰傳播是可能由于胎兒在子宮內(nèi)或者在分娩過程中感染HIV病毒，或者出生后嬰兒通過母親母乳喂養(yǎng)感染HIV病毒而成為艾滋病感染者。

三、通過認(rèn)知順應(yīng)，實(shí)現(xiàn)前科學(xué)概念轉(zhuǎn)變

建構(gòu)主義認(rèn)為，學(xué)習(xí)并不僅僅需要信息的輸入、加工、存儲(chǔ)、提取，更要讓原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)與新的外在信息產(chǎn)生沖突，且相互作用，最后建立新的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。學(xué)生改變原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)必須經(jīng)過認(rèn)知順應(yīng)。所謂順應(yīng)是指學(xué)生已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)與新的外在信息產(chǎn)生沖突，引發(fā)原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)發(fā)生調(diào)整和改變，從而建立新的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。具體來說，學(xué)生通過順應(yīng)學(xué)習(xí)，對原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)進(jìn)行改變、調(diào)整、發(fā)展和重建，解決認(rèn)知矛盾，形成新的科學(xué)概念，實(shí)現(xiàn)前科學(xué)概念的轉(zhuǎn)變。如大多數(shù)學(xué)生認(rèn)為食物腐敗是食物上有細(xì)菌的緣故，經(jīng)過順應(yīng)學(xué)習(xí)后明確了真正原因是腐生的細(xì)菌和真菌大量繁殖導(dǎo)致食物腐敗。

總之，隨著基礎(chǔ)教育課程改革的深入推進(jìn)，如何更好地發(fā)現(xiàn)學(xué)生頭腦中的前科學(xué)概念，并幫助他們將這些前科學(xué)概念轉(zhuǎn)變?yōu)檎_的科學(xué)概念，將是教師日常教學(xué)工作需要解決的問題。

（責(zé)任編輯陳欣）