悖论教学法在生物教学中的应用
摘要：学生在学习过程中其认知结构的变化过程可以表述为：平衡→不平衡→平衡，而悖论教学法可以使学生产生强烈的学习动机，打破原有的认知结构平衡，建立新的认知结构平衡。本文主要阐述了在生物学教学中几种常见的导致悖论的方法。
关键词：悖论；动机；生物教学
作者简介：胡宏亮，任教于浙江省义乌市第四中学。
悖论的消解，往往会导致生物学革命性的飞跃，所以说，悖论的产生和消解是生物学的一种重要形式。
一、悖论教学法的理论思考
学习论认为，学生在学习过程中，其认知结构是可以变化和重新组合的，其变化过程可以表述为：平衡→不平衡→平衡。当一个问题能够纳入现有的认知结构时，则这个问题能够被迅速解决，认知结构的平衡不会被破坏。相反，如果新的问题不能纳入已有的认知结构，则原有的认知结构平衡被打破，这时，学生会积极的调整已有的认知结构，使问题得到解决，从而建立新的平衡。据此，教师在教学过程中应该有意识的“导致”一些悖论，让学生在解决悖论的过程中，更新自己的认知结构，提高解决生物问题的能力。
二、导致悖论的方法
导致悖论教学法的关键是设法形成悖论，笔者主要是从下面的几个方面入手的：
1.先入为主，导致悖论
导致悖论：大部分学生回答选甲，理由是：减数分裂区别于有丝分裂的特点：甲号染色体无同源染色体存在，故为减数第二次分裂中期；乙号有同源染色体且无染色体联会特点，为有丝分裂中期；丙号细胞每一极有同源染色体存在，且染色单体分开，故为有丝分裂后期；丁号出现同源染色体联会现象，故为减数第一次分裂中期；教师此时可提出质疑，若某一细胞只含一个染色体组，则此细胞进行有丝分裂各时期的特征如何？
消除悖论：在解答此类问题时，只考虑到二倍体的细胞分裂，头脑里用学习细胞分裂新课时早已肯定的方式来进行判断，不能将后来的单倍体、多倍体知识加以综合分析。
教学启示：先入为主，原来是不利的但是如果把“先入为主”当做资源，用来导致悖论，则能有效的打破学生原有的知识结构平衡，进而产生强烈的学习动机。
2.抛开前提，导致悖论
教学个案：在进行“渗透作用的两个条件”教学中，为帮助学生正确理解“半透膜两侧具有浓度差”这一条件，教师可设置悖论。
导致悖论：在渗透装置中，半透膜一侧放入5%蔗糖溶液，另一侧放入5%的葡糖
溶液，问这一装置中是否会发生渗透作用？学生可能很快作出结论：不会发生渗透作用。
消除悖论：引导学生分析讨论，得出正确理解：渗透作用发生的实质是半透膜两侧单位体积内的水分子数不同，造成单位时间内两侧溶液透过半透膜的水分子数不同，从而引起渗透作用。因此，这里的浓度差应该指摩尔浓度差而不是质量浓度差。在上述问题中，相同质量浓度的蔗糖溶液和葡萄糖溶液，其摩尔浓度是不同的，因此引起渗透作用。
教学启示：通过本例，让学生认识到任何生物的结论都有其成立的条件，离开前提条件，谈结论是没有意义的，只有前提和条件一起把握，才算真的理解了。
3.类比不当，导致悖论
教学个案：蛔虫细胞内能产生ATP的结构有：
①叶绿体 ②线粒体 ③核糖体 ④细胞质基质
A．④ B．②④ Ｃ．①②④ Ｄ．②③
导致悖论：有些同学在解题时，一看到蛔虫，就马上想到是动物细胞，排除掉叶绿体的可能，于是选了线粒体和细胞质基质，选B。教师质疑：蛔虫生活的环境是高等动物的肠道内，是一种缺氧环境，其异化作用类型是厌氧型，而线粒体是有氧呼吸的主要场所，因此蛔虫细胞内怎么可能有线粒体结构?
消除悖论：学生解题时只看到了蛔虫与书本上一般动物细胞的同一性，却忽视了他们之间的差异性。正确答案为Ａ。
教学启示：如果此题只是机械的讲解不同细胞之间的区别，很难引起学生的注意，而利用悖论教学法设置一些悬念，容易造成学生强烈的学习动机，积极主动的参与学习。
4．一见钟情，导致悖论
教学个案：给植物全部供给18O标记的水，则不久以后发现植物周围出现含18O的物质，则这些物质主要来自（ ）
A．蒸腾作用 B．光合作用 Ｃ．呼吸作用 Ｄ．光合作用和呼吸作用
导致悖论：就答案而言Ｄ形式最佳，且光合作用中水的光解生成18O２ ，为呼吸作用利用生成Ｃ18O２ ，也就是说植物周围出现了18O２ 和Ｃ18O２ ，故许多同学对Ｄ一见钟情，未对其他选项仔细考虑。此时教师可提出质疑：植物周围出现含18O的物质只有上述两种吗？
消除悖论：此题条件隐蔽，未明确说明植物周围出现的物质为何物，但是可以从题眼“主要来自”进行思考，此表明途径不止一条，因而着眼点不在于能否产生，而在于量的比较，即周围出现最多的物质应该是蒸腾作用产生的水分，故选Ａ。
教学启示：有些学生在解答选择题时，不经逻辑推理，仅凭直觉经验贸然作出判断而容易上当。
5.张冠李戴，导致悖论
教学个案：大象是植食性动物，有一种蜣螂则专以象粪为食。设一头大象在某段时间内所同化的能量为107 KJ，则这部分能量中可以流入蜣螂体内的约为 （ ）
A．几乎为0KJ B．10６ KJ Ｃ．2×10６ KJ Ｄ．10６ ～2×10６ KJ
导致悖论：部分学生看到此类题目，觉得非常简单，在生态系统中能量的传递效率是10％～20％，蜣螂以象粪为食，则从大象那里得到的能量应该为10６ ～2×10６ KJ，选Ｄ。此时教师可提出质疑，什么叫同化作用？粪便经过大象的同化了没有？
消除悖论：传递效率指上一个营养级所同化的能量流入下一营养级的比例，而大象粪便是未经消化的植物部分，未经大象的同化作用，蜣螂吃大象的粪便，从能量流动的角度看实际上是从植物那里直接得到了能量，因此大象中的能量流入蜣螂体内的几乎为0，正确答案选A。
教学启示：有些学生对生物学的概念、原理和理解不透，模糊不清，甚至导致张冠李戴，在解答问题时导致上当出错。
6.迁移不当，导致悖论
教学个案：Aa X aa →1/2 Aa：1/2aa，假定A对a为显性，得到4个子橘，则3个为显性，1个为隐性的概率是（ ）
A．1/4 B．1/5 C．1/16 D．3/16
导致悖论：解题思路：此为测交，其后代显性：隐性=1：1，所以对于每个后代来讲显性概率占了1/2，隐性概率占了1/2，故后代中为3显1隐的概率为（1/2）3 ×1/2=1/16，选C。但若根据此思路，四个后代可能出现的组合有5种，分别为：4显0隐、3显1隐、2显2隐、1显3隐和0显4隐，每一种组合的概率均为1/16，五者相加等于5/16≠1，这与事实相矛盾。问题出在哪里？
消除悖论：引导学生思维，使这一生物问题与数学的排列组合相结合，分析出其中错误的原因，正确答案应该为A。
教学启示：此题很明显的可以看到生物学知识和数学解题思想的结合，但是在解决问题的过程中，很容易产生数学解题方法迁移不当，从而造成解题的错误，而学生很难发现其中的错误所在。通过设置悖论，能够使学生通过鲜明的对比而掌握生物学，提高思维的灵活性和深刻性。
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[1]李小剑.案例教学法在生物教学中的应用[M].当代教学研究，2009(7).
Abstract: The changing process of students' cognitive structure can be: balance—unbalance—balance, while paradoxical teaching method can help students develop strong learning motivation, breakthrough intrinsical cognitive structure balance and establish new cognitive structure balance. This paper mainly expounds some methods of causing paradoxes in biology teaching.
Key words: paradox; motivation; biology teaching
