巧设认知冲突，转变学生的错误概念

谢琳纯 黄胜琴

摘要：结合教学实例，阐述在生物学教学中如何通过链接新旧知识、巧用生活素材、借助科学实验、制造知识陷阱、对比相似例题等途径设置认知冲突，从而转变学生的错误概念。

关键词：认知冲突;错误概念;课堂教学

中图分类号：G633.91 文献标志码：B

正确理解生物学概念是学生掌握生物科学知识的基础，但是学生在学习正确的科学概念之前会存在一些错误的自定义概念，称为错误概念。学生存在错误概念是一种不可避免的现象，教师要运用有效措施帮助学生进行概念转变，创设认知冲突是转变错误概念的关键。

1创设认知冲突是转变错误概念的关键

认知冲突是指一个人已有的认知结构与新知识之间产生的暂时的矛盾与冲突。一旦引发认知冲突，人会感受到认知结构的不平衡，会怀疑自身以为正确实则错误的观点。通过教师直接讲授来转变学生错误概念的效果比较有限，在课堂教学中，教师适当地设置认知冲突，能够激发学生的学习动机，调动学生的积极性，让学生迫切地去调整这种不平衡，从而动摇顽固的错误概念，及时调整自身的知识结构，进而转变错误概念。

创设认知冲突转变错误概念的理论依据是皮亚杰的认知发展理论。皮亚杰提出认知结构的建构是通过同化和顺应两种方式进行的。同化指的是主体将环境中的信息纳入并整合到已有的认知结构的过程;顺应指的是主体的认知结构不适应特定情境时，就要调整原有的认知结构，主体的认知结构会经历“不平衡——顺应——新平衡”的过程。创设认知冲突，才会产生“顺应”过程，学生才能调整原有的认知结构，转变错误概念。

2认知冲突在概念转变中的应用

2.1链接新旧知识，巧设认知冲突

在新旧知识的衔接处，教师可以利用新旧知识的矛盾点来引发认知冲突，不仅有利于转变学生的错误概念，还有利于学生提升知识的有序化程度。

例如，在人教版高中生物学“生长素的生理作用”一节的导入中，教师可以回顾前一节课学习的“单射光照射后，胚芽鞘背光一侧的生长素含量高于向光一侧，因而引起两侧的生长不均匀”和“生长素具有促进生长”的知识，再提出质疑：“生长素含量是不是越高，越促进植物生长呢？”同时展示根向地性的图片。此时，学生会产生疑惑，根向地生长的现象与生长素促进生长的作用相互矛盾，从而产生认知冲突，促使学生产生了解生长素作用机制的学习动机。教师在设置新旧知识衔接处的认知冲突时，要设计承上启下的问题，让学生在思维上形成悬念，会让学生处于一种“愤悱状态”，调动他们的学习热情。

2.2巧用生活素材，激发认知冲突

教师可以挖掘出与教材矛盾的一些错误生活经验，先让学生充分表达出自己的错误认知，再通过一定的教学手段呈现正确的科学知识，打破学生的思维定势，让学生茅塞顿开，转变错误概念。

例如，在人教版初中生物学“发生在肺内的气体交换”一节中，教师通过引导学生将双手放在肋骨外侧深吸气，提出问题：“是由于胸廓扩大导致吸气，还是因为吸气后使得胸廓扩大？”学生凭直觉和生活经验说出“是吸气导致胸廓扩大”。但是，通过学习，学生会发现是“胸廓扩大导致吸气”，意识到自己的生活经验与教材之间的矛盾，会通过内省来调整认知结构，转变错误概念。在设置这类认知冲突时，一方面，教师要敏锐地察觉到学生生活中可能存在哪些错误的观念;另一方面，要营造轻松的课堂氛围，让学生在教师的引导下凭直觉说出自己的观点。

2.3借助科学实验，制造认知冲突

科学实验所展现出来的鲜明、直观、有趣的现象，能够吸引学生的注意，而且科学实验中，常常会出现学生意想不到或者日常中无法观察到的现象。教师可以借助科学实验现象来制造认知冲突，激发学生强烈的探究欲望，同时用实验现象来解决认知冲突，转变错误概念。

例如，在人教版高中生物学“细胞中的无机物”一节中，教师可以拿出晒干的玉米种子，提问：“晒干的种子还含有水分吗？”部分学生会认为晒干的種子已经失去了水分。接着，教师将几粒种子放入试管中，固定在酒精灯上方烘烤，一段时间后发现试管壁上有水珠产生，使学生知道晒干的种子也含有水分。实验现象与学生原有认知的差异让学生产生强烈的求知欲。此时，教师进一步点拨自由水和结合水的不同，能够起到较好的教学效果。这个实验其实起到了两个作用：①制造认知冲突，让学生产生认知不平衡;②教师依托实验现象进行解释，可以更好地证实科学概念，有效地转变学生的错误概念。

2.4制造知识陷阱，暗布认知冲突

学生在学习生物知识时存在不少的易错点、模糊点或盲点，教师据此制造出知识陷阱，引诱学生落入其中，再将学生“救起”或引导学生“自救”。这样可以让学生印象更加深刻，防止错后再错。

例如，在人教版高中“细胞的增殖”一节中，在学习有丝分裂的过程后，学生已经了解“后期时，两条子染色体由纺锤丝牵引着向两极移动”。接着，教师介绍秋水仙素会抑制纺锤体的形成，提问：“如果用秋水仙素处理细胞，染色体不能移向两极，细胞中的染色体数目是否加倍？”部分学生会认为染色体数目不加倍，教师否定学生的答案，学生会表示不信服。此时，教师可以展示秋水仙素处理后的染色体图片;学生通过讨论交流，能够明确“有丝分裂后期着丝点分裂不是纺锤丝牵引的结果，着丝点仍然会一分为二，染色体数目加倍”。这样学生就会澄清自己的模糊认识，完善知识结构。这类认知冲突的设置要求教师找准学生的易错点、模糊点或盲点，不着痕迹地将学生引入陷阱当中，通过“误解”和实际的验证引发学生的顿悟。

2.5对比相似例题，启发认知冲突

相似的题目也具备不同的问题情境，不同情境之间可能就会产生冲突和矛盾。对比相似的例题，可以产生新的认知冲突，使学生对问题的认知不断深化，思维不断提升。

[题1]图1中，如果A、a分别表示蔗糖溶液和细胞液，且起始浓度分别为MA、Ma，则达到平衡后，MA——Ma（填大于、等于或小于）。

[题2]图2中，如果A、a分别表示清水和蔗糖溶液液，且起始浓度为MA

[题3]图2中，如果A、a均为蔗糖溶液，且起始浓度为MA

这三道例题放在一起，题目1答案是“等于”，题目2和3答案是“小于”，引发学生的认知冲突。教师要启发学生思考其中的区别;学生通过交流，发现“渗透平衡≠浓度相同”以及水柱的压力对于该实验的影响，会更深刻地理解知识。在设置这类认知冲突时，教师可以将试题进行横向拓展、逆向延伸或组合串联，让学生在解决认知冲突的过程中，思维不断优化，对解题规律的把握也越来越准确。

3结语

认知冲突的产生会使学生的思维兴奋、学习积极性增强，使思维活动处于最佳状态，这种状态是一个有效的教学契机。认知冲突是学生认知结构更新的一个必要前提。因此设置认知冲突是改变学生头脑中错误概念的一种有效的教学策略。在生物学教学中，设置认知冲突的方法除本文提及的还有许多，在什么样的时机、运用什么样的方法设置认知冲突来转变学生的错误概念，还需教师在教学实践中进一步摸索。