引導學生在錯誤中反思和探究

范菊梅

科學作為一門綜合性很強的學科，在課堂上與錯誤發生碰撞的機會非常多。科學老師要正確對待學生的錯誤，將他們的錯誤轉化成教學資源，使科學教學取得更好的效果。那么如何充分利用這樣的資源，引導學生在錯誤中學會反思、主動探究以達到更好地促進學生發展的目的呢？下面，筆者就談談自己的幾點思考。

一、暴露前概念，創造直觀情境，克服思維定式

美國學者納斯伯姆和諾威克曾提出“矛盾事件”，具體內容是：先暴露學生的前概念;接著讓學生嘗試去解釋一個矛盾事件，引發概念之間的沖突;再對學生進行認知調整，建立正確的概念模型。教學中的關鍵點是讓學生認識到他們已有的概念與現實并不相符，在事實和證據面前，促使學生放棄原來的錯誤認知，建構準確的科學概念。

在執教《地球的形狀》一課時，新課開始，談話導入：“你知道地球是什么形狀的嗎？”很多學生不假思索地回答：“地球是圓的。”這時，教者適時展示一個圓片，故意問：“地球是這個形狀的嗎？”這時，就有學生很快反應過來：“不是的，應該是球形。”因為他們早已從書本或網絡等渠道知道地球是一個球體。盡管學生已經了解了這些信息，但他們憑借自己的經驗或直覺，說出地球是圓的，也就是說，在生活中他們并沒有嚴格區分圓形和球體。這就是學生前概念的自然流露。這時候，教者再出示籃球，讓學生直觀地比較圓片和籃球之后得出結論：圓是平面圖形，而球則是立體的，它們之間的區別還是很大的。在學生暴露前概念后，我并沒有簡單地加以否定，而是通過教具的直觀對比，讓學生清晰地形成了“地球是球體”的認識。當然，僅僅直觀對比遠遠不夠，還需要通過模擬船進港出港時的情形、通過地圖或地球儀了解麥哲倫的環球航行路線、觀察太空中俯瞰地球的圖片或視頻等一系列探究活動，進一步深化“地球是一個球體”這一認知，形成科學、嚴謹的表達習慣。假如教者輕易放過了這一錯誤，很可能學生學過本課之后仍然認為“地球是圓的”。如果教者沒有重視學生前概念中關于地球形狀的錯誤認知，就不會促使學生反思自己關于地球形狀的表達是否準確，更談不上去養成科學、嚴謹的意識。所以，重視并且聚焦學生的錯誤認知，才有可能找到有效途徑，促進學生形成正確的概念，建構關于地球形狀的知識體系。

二、巧用實驗前的預測，在實驗中引發沖突，形成正確的認知

完整的科學探究活動，包含問題的提出、做出假設、制訂計劃、證據的搜集、信息處理、得出結論、表達交流等環節。預測這個環節并不是可有可無的。因為學生所做的預測是基于自己的生活經驗或有限的認知，所以他們的預測提出來可能不完全正確，甚至可能是錯誤的，但自己并沒有意識到這一點。如果教者對這一環節充分重視，可能會有意想不到的效果。

比如，教學《把固體放到水里》這一課之前，學生一般會覺得“重的物體容易下沉，輕的物體容易上浮”。所以在預測常見物體在水中沉浮情況這一環節中，他們中的多數認為：小石塊、鐵塊、蘋果都比較重，它們應該會下沉;泡沫塊、回形針、蠟燭、空塑料瓶比較輕，它們應該會上浮。實驗結果卻是：小石塊、鐵塊、回形針下沉;蘋果、泡沫塊、蠟燭、空塑料瓶上浮。很明顯，蘋果在水中是浮的，與預測的情況完全相反，這是實驗現象跟他們原來的認知產生了第一次沖突。我組織學生討論后，很快發現物體的沉浮和它的大小、輕重都有關系，可又不是他們所認為的那種關系，這與他們的認知再次發生了沖突。在后續的探究活動中，我帶領著學生不斷經歷發現—否定—再發現—再否定的認知過程，不斷產生認知沖突，不斷修正自己的觀念，逐步讓他們建立起沉浮的科學概念：重量一樣的物體，大的容易上浮，小的容易下沉;體積相同的物體，重的容易下沉，輕的容易上浮。在充分了解學生預測的基礎上，老師要不動聲色地給他們創設直觀情境，制造認知沖突，指導他們有針對性地開展探究活動，從而獲得正確的科學概念。

三、發現操作性錯誤，辨析錯誤，促進有效鞏固

在蘇教版教材四下的實驗中，教會學生使用酒精燈，是非常重要的一個內容。雖然這個實驗并不復雜，看著也很好操作，但在實際操作過程中，我發現學生很容易出現這些問題：打開酒精燈燈帽后，隨手將它往桌子上一丟，導致燈帽橫躺在桌上;不少學生在擦燃火柴后，不是自下而上地點燃酒精燈，而是自上而下地去點燃酒精燈;熄滅酒精燈時，燈帽蓋滅一次就行了。盡管我一再提醒他們要注意這些細節，可效果卻不盡如人意。后來，我不斷分析、思考，發現很可能是因為學生沒有正確理解為什么要按教材中規定的步驟使用酒精燈，而不是按照他們的做法來操作。概括起來就是，學生只知其然但不知其所以然。有了這一認識，我便有針對性地引導學生討論：酒精燈燈帽為什么不能橫放在桌面？為什么要自下而上地點燃酒精燈，而不是自上而下地去點燃酒精燈？熄滅時為什么要蓋兩次？學生通過觀察、自己動手操作、反思后發現：酒精燈燈帽如果橫放在桌上，很容易滾落，不方便取用;如果自上而下地去點燃酒精燈，很容易燙到自己的手，因為熱空氣是往上走的，而自下而上地點燃酒精燈，則不存在這個問題;蓋滅一次后，燈帽里面的空氣會被消耗一部分，如果不打開重新蓋滅一次，那下次使用的時候可能很難打開。當學生真正理解了正確操作的好處之后，我基本就沒有再發現學生出現操作失誤。可見，教者重視了錯誤這個資源，正確地處理錯誤，才會取得良好的教學效果。

四、實驗結果不一致，再次實驗，養成反思習慣

在科學課上，做實驗時很容易出現這種情況：全班分成幾個實驗小組一起做實驗，總有一兩組學生的實驗結果與其他組不一樣。這種時候非常考驗老師的應變能力。該怎樣處理比較好呢？筆者看到過一個老師應對得非常好，值得我們學習。那是探究“擺的快慢與什么因素有關”這一問題，在老師的引導下，有的小組研究的是與擺線長短有關，有的小組研究的是與擺錘輕重有關，也有小組研究的是與擺角度大小有關。分組實驗結束后，分小組匯報：擺的快慢與擺線長短有關;擺的快慢與擺錘輕重無關;擺的快慢與擺角大小無關。輪到最后一個實驗小組匯報，他們認為擺的快慢與擺線長短沒有關系。很顯然，這個結論不正確，但教者并沒有直接否定，而是對他們說：“咦，我們組的結論跟其他組不一樣啊？為什么會這樣呢？讓我們一起來將這個實驗重做一下。”結果不言而喻，根據實驗結果得出結論：擺的快慢與擺線的長短有關系。擺線越長，擺動越慢;擺線越短，擺動越快。教者并沒有就此止步，而是引導這一組的學生思考：“為什么一開始我們組的實驗出現了誤差呢？”學生檢查后發現，可能他們在數的時候沒數清楚，也可能兩次選擇的擺線長度相差不大，得到的實驗數據值只相差一點，所以他們直接忽略數據上的差異，認為擺的快慢跟擺線長短沒有關系。教者這樣的處理方式，不僅讓學生認識到自己實驗有問題，還有意識地引導他們進行有效反思。相信這一組的學生下次做實驗的時候一定會慎重很多，當然實驗的結果也會更精準。不僅如此，其他小組的學生目睹了這一過程，知道當實驗結果與其他組不一致時，該怎么處理更科學，同時也學會了怎樣有效反思與改進。一個小小的錯誤，在老師的積極應對下，竟然發揮出了它最大的價值。

錯誤是最有價值的課程資源之一。充分挖掘錯誤這種另類資源的最大價值，更精準地促動學生改變自己錯誤的認知，推動學生主動性的建構和發展。尊重學生的錯誤，正確對待這些錯誤，最終讓它們成為科學課堂教學的閃光點，讓課堂因錯誤而變得妙趣橫生，更加精彩紛呈！