張登華 雒 勇

(山東省墾利第一中學(xué) 257500)

認(rèn)知沖突是指學(xué)生在學(xué)習(xí)新知識時表現(xiàn)出來的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中原有知識、方法、思維和新情境間無法包容的矛盾。在學(xué)習(xí)生物學(xué)新知識時，學(xué)生總是試圖以原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)來同化對新知識的理解，當(dāng)遇到不能解釋的新現(xiàn)象或與已有經(jīng)驗(yàn)不符的結(jié)論時，就會產(chǎn)生認(rèn)知沖突。在課堂教學(xué)中出現(xiàn)認(rèn)知沖突既是一種偶然又是一種必然。但認(rèn)知沖突所蘊(yùn)含的科學(xué)價值，是難得的教學(xué)資源。教師在教學(xué)過程中應(yīng)該有意識地“導(dǎo)致”一些認(rèn)知沖突，讓學(xué)生在解決問題的過程中，更新自己的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，不斷地消除認(rèn)識“盲點(diǎn)”，以發(fā)展學(xué)生問題決策、批判性思維和創(chuàng)造性思維等高階思維能力。

1 利用已有認(rèn)知與新問題的矛盾創(chuàng)設(shè)認(rèn)知沖突，讓學(xué)生走出認(rèn)知慣性誤區(qū)

學(xué)生頭腦中已有的認(rèn)知內(nèi)容對新知識、新問題的學(xué)習(xí)有著不可忽視的影響。在面對新問題時，學(xué)生往往按原來的思維方法和經(jīng)驗(yàn)去解決新問題。由于學(xué)生原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)不完整，往往會導(dǎo)致學(xué)生的預(yù)期與客觀事實(shí)不相符。所以教師教學(xué)中，要善于圍繞知識核心，通過變換情境或條件設(shè)置問題，讓學(xué)生在解決問題的過程中產(chǎn)生認(rèn)知沖突，使原有的認(rèn)知與當(dāng)前的現(xiàn)實(shí)產(chǎn)生無法調(diào)和的矛盾，引導(dǎo)學(xué)生通過科學(xué)的探究，提出新方法、新思維，給出新結(jié)果，從而加強(qiáng)學(xué)生發(fā)散性思維的培養(yǎng)，提高問題決策能力。

案例1 控制菜粉蝶體色的基因?yàn)锳、a，雄性中有黃色和白色，而且雌性都是白色的?？刂朴|角類型的基因?yàn)锽、b，觸角有棒形和正常，且雄性和雌性中都有棒形觸角和正常觸角。請根據(jù)表1雜交組合，分析回答下列問題。

表1 菜粉蝶雜交組合及其親本和子代表現(xiàn)型

(1)菜粉蝶體色顯隱性的雜交組合是________，隱性性狀是____________，控制該性狀的基因位于____________染色體上。

(2)若檢測某白色雌蝶的基因型，可讓其與____________多次雜交，請預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

在判斷菜粉蝶體色的顯隱性關(guān)系時，多數(shù)學(xué)生根據(jù)組合一或組合二得出結(jié)論，相同表現(xiàn)型的個體交配后，子代出現(xiàn)不同的表現(xiàn)型，按照性狀分離知識推斷白色為顯性。然而少數(shù)學(xué)生卻認(rèn)為應(yīng)該根據(jù)組合三判斷為黃色為顯性，白色為隱性。

在解決問題的過程中，學(xué)生之間產(chǎn)生了認(rèn)知沖突，這是由于部分學(xué)生按照原有的認(rèn)知經(jīng)驗(yàn)去考慮問題，導(dǎo)致出現(xiàn)錯誤。此時，教師要及時讓學(xué)生通過討論、交流、分析沖突的本源。讓學(xué)生及時發(fā)現(xiàn)該問題與原有知識結(jié)構(gòu)間的矛盾。通過仔細(xì)分析題干信息，讓學(xué)生的思路越來越清晰：題干中已知雌性全是白色，可能是性別影響基因型的表達(dá)，不論何種基因型的雌性都表現(xiàn)白色，即白色雌性的基因型可能有多種，而在雄性中性狀會隨基因型而表現(xiàn)。這樣根據(jù)組合三F1中雄性個體黃色與白色為3∶1，因此可判斷黃色為顯性，白色為隱性。如果基因位于X染色體上，則組合三中黃色雄性為XAY，雌性為XAXa，但這樣F1中雄性個體不會出現(xiàn)3∶1的結(jié)果。只有基因位于常染色體上，即親本中雌雄均為Aa時，雄性中才會出現(xiàn)3∶1的結(jié)果。

參考答案：(1)組合三 白色 常 (2)白色雄蝶 預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果：①若后代中雄蝶全是黃色，該雌蝶的基因型是AA ②若后代中雄蝶黃色和白色之比約為1∶1，該雌蝶的基因型為Aa ③若后代中雄蝶全是白色，該雌蝶的基因型為aa。

該案例中利用新問題為新的開拓點(diǎn)，讓學(xué)生在依據(jù)原有知識、經(jīng)驗(yàn)思考問題的過程中產(chǎn)生認(rèn)知沖突，從而走出認(rèn)知慣性的誤區(qū)。

2 利用生物學(xué)原理與生物事實(shí)間的矛盾引發(fā)認(rèn)知沖突，消除認(rèn)識“盲點(diǎn)”

生物學(xué)原理、規(guī)律往往都有一定的適用條件，如果學(xué)生對這些原理、規(guī)律認(rèn)識不夠完整與深刻，不了解其內(nèi)涵和外延及其適用條件，在應(yīng)用過程中常常會遇到理論知識和實(shí)際問題不相符合的情況。在教學(xué)過程中教師可以利用這一矛盾，誘導(dǎo)學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知沖突，引發(fā)思考，從而融會貫通不同的知識，消除認(rèn)識“盲點(diǎn)”。

案例2 在學(xué)習(xí)“豌豆的雜交實(shí)驗(yàn)(二)”時，兩對相對性狀的雜交實(shí)驗(yàn)中F2代出現(xiàn)4種表現(xiàn)型，且比例為9∶3∶3∶1。教師借助兩對相對性狀的雜交實(shí)驗(yàn)情景進(jìn)行新問題的類比遷移：現(xiàn)讓純種灰身長翅果蠅與純種黑身殘翅果蠅交配，得到子一代(F1)都是灰身長翅，再讓F1中的灰身長翅雌、雄果蠅相互交配得到F2，請問F2中表現(xiàn)型有幾種？比例是多少？問題提出后，學(xué)生的回答往往是：根據(jù)基因自由組合定律F2代中應(yīng)該有4種表現(xiàn)型，即灰身長翅∶灰身殘翅∶黑身長翅∶黑身殘翅，且比例為9∶3∶3∶1。教師說明其實(shí)F2中有2種表現(xiàn)型，灰身長翅∶黑身殘翅，且比例為3∶1。這使與學(xué)生所學(xué)的自由組合定律產(chǎn)生了矛盾。同樣是果蠅兩對相對性狀的遺傳現(xiàn)象，卻出現(xiàn)了不同的結(jié)果，而其中的緣由用已有的知識又無法解釋，這時學(xué)生會對新問題的探究產(chǎn)生濃厚的興趣。在教學(xué)中，教師提醒學(xué)生圍繞基因自由組合定律的實(shí)質(zhì)討論交流、分析原因，讓學(xué)生通過分析發(fā)現(xiàn)兩對基因必須要位于兩對同源染色體上，F(xiàn)2代才會出現(xiàn)9∶3∶3∶1性狀分離比。而題中之所以沒有出現(xiàn)預(yù)期的性狀分離比，可能是因?yàn)榛疑砘?B)與長翅基因(V)在同一條染色體上，黑身基因(b)與殘翅基因(v)也是在同一條染色體上，即體色基因與翅型基因是同一條染色體上的非等位基因，所以F1自交后代出現(xiàn)2種表現(xiàn)型，且比例為3∶1。

教師運(yùn)用生物知識點(diǎn)間的關(guān)聯(lián)引發(fā)認(rèn)知沖突，讓學(xué)生通過對比分析之后，接受新知識，其獲取知識的過程是積極的、主動的，同時對知識盲區(qū)的理解和掌握也是深刻的。

3 利用學(xué)生猜想與實(shí)驗(yàn)事實(shí)間矛盾產(chǎn)生的認(rèn)知沖突，理解實(shí)驗(yàn)中“異常”現(xiàn)象

學(xué)生在分組實(shí)驗(yàn)中會出現(xiàn)一些出人意料之外的、與學(xué)習(xí)前概念或常識相矛盾的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，這些實(shí)驗(yàn)展示的現(xiàn)象與學(xué)生學(xué)習(xí)前概念發(fā)生矛盾。對于這些“異常”的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，學(xué)生從原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)出發(fā)，通過觀察和思維造成學(xué)生認(rèn)知沖突，用原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)無法解決實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)果時，教師可以通過創(chuàng)設(shè)探究性實(shí)驗(yàn)情境，讓學(xué)生在強(qiáng)烈的探究欲望中完善實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷臉?gòu)建，充分理解“異?！睂?shí)驗(yàn)現(xiàn)象產(chǎn)生的原因。

案例3 以“酵母菌呼吸作用方式”的探究實(shí)驗(yàn)為例，學(xué)生按照教材預(yù)設(shè)的實(shí)驗(yàn)步驟對呼吸作用的產(chǎn)物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，有的小組在用酸性重鉻酸鉀對有氧組的產(chǎn)物進(jìn)行檢測時，實(shí)驗(yàn)結(jié)果也出現(xiàn)了灰綠色。實(shí)驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)的這一差異性實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，使學(xué)生原有的認(rèn)知平衡被打破，本能地產(chǎn)生一種強(qiáng)烈的平衡需求，對接下來的探究過程充滿興趣和期待。接下來，教師從能夠引起重鉻酸鉀變成灰綠色的原因入手，創(chuàng)設(shè)新的探究性問題：①從反應(yīng)條件方面看，能夠引起重鉻酸鉀變成灰綠色的物質(zhì)具有什么特性；②有氧實(shí)驗(yàn)組中可能具有哪些具有還原性物質(zhì)；③實(shí)驗(yàn)者自身的問題——實(shí)驗(yàn)過程操作是否規(guī)范，是否有誤？在列出可能的因素后，讓學(xué)生根據(jù)該實(shí)驗(yàn)的原理和過程的原始記錄，分組討論交流、并充分發(fā)表自己的意見。在討論中主要提出以下觀點(diǎn)：①有氧組通氣量不足，部分酵母菌進(jìn)行無氧呼吸，產(chǎn)生了酒精；②有氧組中的部分葡萄糖沒有耗盡，而將酸性重鉻酸鉀還原造成。

本案例中學(xué)生的討論再次引發(fā)認(rèn)知沖突，教師要隨著教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)情景、學(xué)生認(rèn)知的差異，及時做出調(diào)整，合理利用順勢而生的“沖突”引導(dǎo)學(xué)生思考、討論、交流并修正。這不但有利于加深學(xué)生的印象，能有效拓寬學(xué)生解決問題的能力，而且還可以調(diào)節(jié)教學(xué)節(jié)奏，使課堂教學(xué)有張有弛，有起有伏。