善用“错误资源”： 提高初中科学教学质量的重要策略

陈锋+杨丽娟

摘 要：本文中，笔者分析了初中科学学习中常见的三类错误，基于理论应用和丰富实践的基础上，提出了善用“错误资源”课程的五个有效策略，及善用“错误资源”提高初中科学教学质量的三大重要策略。

关键词：科学；错误资源；教学质量；策略

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2015）10-0005-4

建构主义学习观认为，学习过程不是学习者被动地接受知识，而是积极地建构知识的过程。错误是学生利用已有的知识经验，主动构建新的认知结构时常会产生的一种结果。“错误资源”一般是指学生在认知过程中发生的偏差或失误，包括出乎教师设计的问题或回答、课堂中突发的事件或学生的特殊表现等。这些偏差或失误作为生成的课程资源，通过双边互动，在课堂中可被教师利用于教学。

“错误”对于教师而言，是一种来源于教学活动本身、直接反映学生学习情况的生成性教学资源。利用“错误”资源，使它们融入课堂教学，成为支持课堂教学的资源，需要我们教师在教学实践中不断锤炼和提升自己的教学机智，“将错就错”，把错误“点石成金”。对于学生的错误，如果我们能进一步分析学生犯错误的原因，并能透过错误发现有关问题，在错误上面做些文章，就可变“废”为“宝”。对于教学中形形色色的“错误”，我们要正确、合理地加以利用，使学生在知识能力、科学思考、解决问题、情感态度等方面得到进步和发展，从而提高教学质量。

1 当前初中科学学习中出现的常见错误

1.1 由于浅层理解导致的“概念性错误”

在初中科学中，概念非常多，掌握理解概念是学好科学的重要环节，概念理解不透彻势必形成各种错误。不少学生习惯从字面上去理解题意，从而出现在解题过程中，由于对概念和规律的内容、表达式认识不清或不能正确理解它们的确切含义、成立条件和适用范围而产生一些错误，这可称为概念性错误。

例如，学了固体压强后，问：底面积为0.1平方米、重200牛的铝块，放在面积为200平方厘米的水平凳面上，铝块对凳面产生的压强是多少？很多学生看到底面积为0.1平方米、重200牛的铝块，马上不假思索，代入公式计算得出答案2000 帕。实际上，此题的受力面积应为200平方厘米。

1.2 由于前概念导致的“经验性错误”

前概念是指学生在学习科学概念之前按照自己的习惯、经验、思维方式对问题、现象进行主观判断的一种心理趋向性。这类概念有些是经过生活观察后的正确总结，而有些则是把概念的内涵扩大或缩小了。由于学生前概念导致的错误，可称为经验性错误。

例如，某人推着桌子向前运动，停止推桌子时桌子立刻就会停下来。于是，不少学生就会根据这一现象得出结论：物体不受到力的作用就不会运动，物体的运动必须有力来维持。

1.3 由于思维定势导致的“思维性错误”

思维定势是指人们在多次运用某一思维程序解决同类问题时的习惯性反应，在新的相似情境中就会优先按照习惯、比较固定的思路去分析问题、解决问题，使思维受到旧框架的限制而缺乏变通性和灵活性，它是思维的“惯性”现象。思维定势在习惯上也被称为思维上的“惯性”。学生在学习科学的过程中由于受日常生活经验、已有知识技能的影响，容易形成思维上的定势，一旦科学问题的情景和条件发生变化时，便出现错误。

例如，“将钠投入到硫酸铜溶液中会出现什么现象？”多数学生考虑的是金属和盐发生置换反应，继而得出有红色固体析出的答案，这就是思维定势导致的结果。

2 教师善用“错误资源”课程的有效策略

2.1 容错——培养学生的自信心

心理学家盖耶认为：“谁不愿意尝试错误，不允许学生犯错误，就将错过最富有成效的学习时刻。”“容错”就是“宽容错误”，就是教师要用科学的态度去认识、接受和处理学生在成长和学习过程中出现的各种问题的所谓的“错误”。把错误看成学生自己“创造”出来的宝贵的教学资源，是学好科学的一剂良药，呵护出错的学生脆弱的情感，帮助学生重拾自信。

2.2 纠错——培养学生良好的思维品质

学生是学习活动的主体，学生犯错的过程就是一种尝试和创新的过程。对于似是而非、学生不易察觉的错误，让学生通过自主纠错的活动，引导他们议论、思辨。这样，不仅能让学生明确错误产生的原因，知道改正的方法，体验知识的内在联系与区别，也可以帮助学生从对错误的反思中，培养良好的思维品质。

2.3 诱错——培养学生的质疑能力

波利亚说过：“错误中往往孕育着比正确更丰富的发现和创造因素，发现的方法就是试错的方法。”因此，在科学教学中，有的放矢地选择或选编一些带有迷惑性的问题，诱使学生“犯错误”，探知学生可能出现的认知障碍，让学生暴露自己的思维过程和知识缺陷，同时也可培养学生的试错能力，有利于自诊自治，提高对错误的免疫力，从而培养学生的质疑能力。

2.4 议错——培养学生的问题解决能力

元认知理论认为， 学习的过程就是一个不断提高认知的过程，学习是认知结构的组织和重构，是一个积极主动并不断内化的过程。教师不仅要引导学生明白为何出错，更要引导学生学会“议错”，对错误进行对症下药，帮助学生找出错误的来源并发展该问题，找到更成熟的解法和一般结论。在议错过程中让学生暴露自己的思维过程，以积极的态度引导学生积极整理思维过程，寻找知识点与科学思想方法上的漏缺，然后转化思路，不断推进，以简驭繁，概括总结出一般方法和规律，使解题过程清晰，思维条理化、精确化和概括化，从而培养学生良好的思维品质，提高学生的问题解决能力。

2.5 证错——培养学生用实验来论证的科学素养

“我听说了，就忘记了；我看见了，就领会了；我做过了，就理解了。”这句国际名言体现了“做中学”的重要性。错题反映出学生对知识的生成和认识不够深入，如果利用实验来解决错题，能加深对问题的认识深度，提高解决问题的能力。在实验设计中需要融合学生知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观的培养，又要从学习者的认知角度进行考虑。

例1 如图1中甲所示，在一只薄塑料袋中装水过半（未满）用弹簧秤测得其所受重力为5 N；再将塑料袋浸入烧杯内的水中，如图1中乙所示，当弹簧秤的示数为2 N时，袋内水面与烧杯中的水面相比（不计塑料袋和细线的重力）（ ）

A.比烧杯中的水面高

B.比烧杯中的水面低

C.与烧杯中的水面相平

D.高低无法判断

学生选A的为45%，选B的为5%，选C的为15%，选D的为35%。

■

甲 乙

图1 物体受浮力作用前后弹簧秤示数对比示意图

分析 从学生的选择来看，学生对该题缺少感性认识，所以很难对水面的高低作出准确的判断。如果用弹簧秤、烧杯和塑料袋在课外做一做，就会有很清晰的认识，就能起到事半功倍的效果。

3 善用“错误资源”提高初中科学教学质量的策略

国外研究表明：如果把错误视为学习过程中正常的部分，则对学生的学习动机有积极的影响。我们调查发现，每届学生在学习中会犯一些共性的错误。实际上，这些共性的错误若能提前预设到教学设计中，成为课程资源，就会大大提升教学的有效性。

3.1 善用“概念性错误资源”，达成对核心概念的深刻理解

掌握科学概念最根本的是理解它所反映的事物、现象的本质属性，即在正确理解科学概念的基础上，力求在深度和广度上进一步明确它的内涵、外延，更深入地认识各知识点之间的内在联系。

例2 如图2所示，在一个烧杯中放入一定量的冰块，把盛有碎冰块的一个大试管插入烧杯里的冰块中，用酒精灯隔着石棉网给烧杯底部缓慢加热，当烧杯中的冰块有大半熔化时，不考虑从空气中吸热，则试管中的冰块（ ）

■

图2 酒精灯加热冰块示意图

A.熔化一部分 B.一点也不熔化

C.全部熔化 D.无法判断

学生易错选A。分析：晶体的“熔化”必须具备两个条件——达到熔点，继续吸热。由于酒精灯给烧杯加热，所以烧杯内的冰吸热熔化。题目说烧杯中的冰有大半熔化，即烧杯内是冰、水共存的状态，可知其温度为熔点0 ℃，试管插在烧杯内的冰块中，若试管内冰的初温低于0 ℃，它可以从烧杯内的冰、水混合物中吸热，使自己的温度上升，当其温度升高到0 ℃时，试管内外温度一样，都是0 ℃，试管内的冰再也不能从烧杯内的冰、水混合物中吸热了。尽管试管内的冰的温度达到了熔点，但无法继续吸热，当然就是一点也不熔化了。

对于概念性错误，首先要展开充分的分析、讨论，让学生弄清概念的来龙去脉，理解概念的内涵和外延；其次要强化训练，反复矫正，加深理解。

3.2 善用“经验性错误资源”，开展概念转化的教学

学生在日常生活中已形成了一定的生活经验或前概念，生活经验或前概念的片面性，往往使学生考虑问题也带有很大的片面性，其中有的基本正确，对学习有积极的促进作用，有的观念是片面的甚至错误的，将起一定的消极作用，造成学生学习的障碍。

例如，在讲解“惯性”时，问学生：一个人站着时惯性大还是100米赛跑时惯性大？学生毫不犹豫地说“跑步时惯性大”。学生为什么这么认为呢？因为他们体验很深的是在跑100米的人速度快很难停下来，而忽略了静止的人要达到赛跑时的速度也很困难。这就是学生生活经验片面性的体现。

作为教师应采取积极的教学方式，深入浅出地讲解问题的各个方面，并指导学生在生活或实验中体验科学，对科学知识多探究、多实践，使学生积累更多的科学学习素材，逐步提高学生全面思考问题的能力，从而顺利将生活经验或前概念转化为科学概念。

3.3 善用“思维性错误资源”，提高学生的思维品质

不良思维定势造成的错误，易将解决的问题引入歧途，阻止创新。学生在学习科学的过程中由于受日常生活经验、已有知识技能的影响，容易形成思维上的定势，一旦科学问题的情景和条件发生变化时，便容易出现错误。由此可见，不良思维定势在人们接受新思想、新知识时，在对问题进行分析和判断时，会产生一些消极的影响，是学生思维过程中的一个不利因素。

例如，讲解完“物体浮沉的条件”后，教师用以下这个例题检测学生对知识的掌握情况：体积50立方厘米，质量46克的生橡胶块放入足够深的水中静止，水对它的浮力是多少牛？（g取10牛/千克）

很多学生拿到这个题目后，看到水足够深，所以V排=V物，根据阿基米德原理，得浮力为0.5牛。这一公式在平时训练过程中已在学生头脑中根深蒂固，学生不假思索地认为浮力为0.5牛。这个解答过程错在：学生没有意识到物体在水中静止时并没有完全浸没在水中。计算时，先把生橡胶完全浸没在水中，计算得到浸没时的浮力0.5牛，因为生橡胶自重为0.46牛，松手后，由于浮力大于重力，所以生橡胶会上浮，最终漂浮在水面上，漂浮的物体由于受力平衡，所以浮力与重力相等，为0.46牛。

在平时的教学中，教师要设法提高学生思维的灵活性，训练学生从多个角度、（下转第11页）（上接第7页）多个途径看问题，避免受到不良思维定势的影响。教师可以针对学生在解答原有问题时所暴露出来的思维素质的缺陷，对原有问题进行针对性拓展，引导学生在解答拓展问题过程中培养学生良好的思维素质，如在分析环节中培养学生思维的严谨性，表述环节中训练和培养学生思维的条理性。

4 结论和反思

课堂教学不是一个被动的传递和执行课程的过程，而是一个动态的不断发展的过程。这个过程既有规律可循，又有灵活的生成性和不可预测性。课堂就是学生犯错的地方，犯错是学生的权利。正是由于这些美丽的错误，让学生体验到了成功的喜悦和失败的滋味。

学生的错误不可能单独依靠正面的示范和反复的练习得以纠正，必须是一个自我否定的过程，而自我否定又以反省，特别是内在“观念冲突”作为必要的前提。利用错误学习，并及时引发这种“观念冲突”，能促使学生对已完成的思维过程进行周密且有批判性的再思考，对已形成的认识从另一个角度，以另一种方式进行再思考，以求得新的深入认识，这既有利于问题的解决，又培养了学生的反思能力，同时也提高了教师的教学质量。

参考文献：

[1]钟启泉.课程的理念与创新[M].北京：高等教育出版社，2003.

[2]陈琦，刘儒德.当代教育心理学[M].北京：北京师范大学出版社，2004.

[3]陈锋，杨丽娟.对当前中小学科学有效教学现状之认识[J].物理教学探讨，2012，30（12）：6—8.

（栏目编辑 赵保钢）