科學(xué)課堂中的點(diǎn)“錯(cuò)”成“金”

祝晶

［摘 要］每位學(xué)生都不免犯錯(cuò)誤，錯(cuò)誤的出現(xiàn)符合學(xué)生理解和掌握知識(shí)的認(rèn)知規(guī)律，一些錯(cuò)誤恰恰蘊(yùn)藏著一定的教育教學(xué)價(jià)值，是一種寶貴的教學(xué)資源。小學(xué)科學(xué)課堂中常見的錯(cuò)誤類型分別是前概念型錯(cuò)誤、定式思維型錯(cuò)誤、預(yù)設(shè)型錯(cuò)誤和偶發(fā)錯(cuò)誤，教師利用這四種典型的錯(cuò)誤，可以訓(xùn)練學(xué)生的四種思維品質(zhì)，逐步提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

［關(guān)鍵詞］小學(xué)科學(xué)；錯(cuò)誤；思維品質(zhì)

［中圖分類號(hào)］ G623.6 ［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］ A ［文章編號(hào)］ 1007-9068（2023）21-0084-03

《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》指出，科學(xué)課程要培養(yǎng)的學(xué)生核心素養(yǎng)，包括科學(xué)觀念、科學(xué)思維、探究實(shí)踐、態(tài)度責(zé)任等方面。因此，廣大教師在教學(xué)中應(yīng)該不斷加強(qiáng)探究與思維的融合，既要引導(dǎo)學(xué)生在做中學(xué)，更要引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)中思。

我們經(jīng)常能在課堂上看到一種引人深思的現(xiàn)象：教師在提出問題時(shí)沒有學(xué)生回答，但當(dāng)有一位學(xué)生報(bào)出錯(cuò)誤答案后，學(xué)生就開始各抒己見。錯(cuò)誤有時(shí)可以意外引燃思維之火，因此教師不要制止學(xué)生犯錯(cuò)，而應(yīng)因勢(shì)利導(dǎo)，讓學(xué)生之錯(cuò)成為他們智力發(fā)展之資，努力訓(xùn)練學(xué)生的思維品質(zhì)，為學(xué)生開啟一扇智慧之門。

一、歸納錯(cuò)誤類型，分析錯(cuò)誤原因

1.前概念型錯(cuò)誤

前概念亦稱日常概念，指人們?cè)谏钪兴e累的經(jīng)驗(yàn)。前概念型錯(cuò)誤其實(shí)是潛意識(shí)的一種外部表現(xiàn)，一般出現(xiàn)在學(xué)生不假思索脫口而出時(shí)。前概念對(duì)小學(xué)生獲得新知識(shí)有著二重性影響（正反兩方面的影響），其中積極影響不予贅述，這里著重闡述其消極影響。

例如，“空瓶里沒有任何物質(zhì)”“云和霧的成分是水蒸氣”“大腸比小腸長(zhǎng)”“添加溶劑可以提高物質(zhì)的溶解速率”“分泌膽汁的器官是膽囊”，這些錯(cuò)誤是學(xué)生受到日常經(jīng)驗(yàn)的影響，在無意識(shí)狀態(tài)下犯的錯(cuò)誤，所以都屬于前概念型錯(cuò)誤。

2.定式思維型錯(cuò)誤

定式思維指人們習(xí)慣于用某種固定思維方式去考慮問題的思維傾向。定式思維比前概念更側(cè)重于實(shí)踐過程，是一種內(nèi)驅(qū)力思維模式，具有慣性和強(qiáng)迫性的特點(diǎn)。定式思維會(huì)令學(xué)生無法排除干擾因素，從而不能看透事物本質(zhì)，嚴(yán)重影響了新知識(shí)的內(nèi)化。定式思維也具有二重性，筆者在這里著重闡述其消極方面的影響。

以教科版科學(xué)教材三年級(jí)上冊(cè)《認(rèn)識(shí)氣溫計(jì)》為例，學(xué)生在認(rèn)讀零下溫度時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)讀錯(cuò)方向的情況，比如把-7℃讀成-13℃。以教科版科學(xué)教材四年級(jí)上冊(cè)《用氣球驅(qū)動(dòng)小車》為例，由于語文學(xué)習(xí)時(shí)形成的定式思維，大部分學(xué)生會(huì)自然而然地得出“反沖力與物體運(yùn)動(dòng)方向相反”的錯(cuò)誤結(jié)論。以教科版科學(xué)教材三年級(jí)上冊(cè)《測(cè)量降水量》為例，由于數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)時(shí)形成的定式思維，學(xué)生會(huì)得出“雨量器底面積越大，測(cè)得降雨量數(shù)值越小”的錯(cuò)誤結(jié)論。這些錯(cuò)誤都是學(xué)生頭腦中的固定思維模式造成的，都屬于定式思維型錯(cuò)誤。

3.預(yù)設(shè)型錯(cuò)誤

預(yù)設(shè)型錯(cuò)誤指在教學(xué)過程中，教師為強(qiáng)化內(nèi)容而有意識(shí)地制造出來的錯(cuò)誤，意在引發(fā)學(xué)生深入思考，揭示事物本質(zhì)。

有經(jīng)驗(yàn)的老教師經(jīng)常會(huì)給學(xué)生挖“溫柔陷阱”。比如，在講解教科版科學(xué)教材五年級(jí)下冊(cè)“食物鏈的書寫”這一內(nèi)容時(shí)，教師先跟學(xué)生強(qiáng)調(diào)書寫方法：“從綠色植物開始，到不被其他動(dòng)物捕食的兇猛肉食動(dòng)物終止。”接著教師邊舉例邊板書“蝦→小魚→大魚”，大多數(shù)學(xué)生會(huì)隨著教師的板書大聲地讀出來，但也有少數(shù)學(xué)生提出質(zhì)疑：“不對(duì)，食物鏈應(yīng)從植物開始。”于是教師又微笑重寫“藻類←蝦←小魚←大魚”，又有學(xué)生說：“箭頭指向反了。” 教師又重寫“陽光→藻類→蝦→小魚→大魚”， 又有學(xué)生提出：“陽光屬于非生物部分，應(yīng)去掉。”這種事先設(shè)計(jì)好的“溫柔陷阱”就是預(yù)設(shè)型錯(cuò)誤的體現(xiàn)。

4.偶發(fā)型錯(cuò)誤

偶發(fā)型錯(cuò)誤是在教學(xué)過程中偶然發(fā)生的，一般是學(xué)生發(fā)散思維所致。偶發(fā)型錯(cuò)誤的出現(xiàn)是一次契機(jī)，對(duì)學(xué)生創(chuàng)造力的培養(yǎng)有著深遠(yuǎn)的影響，對(duì)教師專業(yè)素養(yǎng)的提高也具有一定價(jià)值。

以教科版科學(xué)教材四年級(jí)上冊(cè)《運(yùn)動(dòng)和力》為例，課上，在探究“摩擦力大小與物體重量的關(guān)系”時(shí)，突然有學(xué)生提出：“老師，課本中有錯(cuò)誤。”其他學(xué)生都震驚了，他繼續(xù)說：“如果將一本書壓在墻上，輕輕壓書容易下滑，用力壓書不易下滑，同一本書，重量相同，墻面粗糙程度也相同，所受摩擦力的大小卻不相同。”其實(shí)，滑動(dòng)摩擦力大小應(yīng)該是與壓力成正比（而非重量），壓力和重量不是同一概念。但教材在編排過程中，考慮到小學(xué)生的知識(shí)局限，確實(shí)存在一些“科學(xué)錯(cuò)誤”，這些學(xué)生偶然發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤，都屬于偶發(fā)型錯(cuò)誤。

二、利用錯(cuò)誤資源，訓(xùn)練思維品質(zhì)

1.針對(duì)前概念型錯(cuò)誤，采用趣味實(shí)驗(yàn)法，訓(xùn)練思維靈活性

以教科版科學(xué)教材三年級(jí)上冊(cè)“空瓶里面到底有沒有物質(zhì)”為例，筆者將課本實(shí)驗(yàn)改為趣味實(shí)驗(yàn)。教師先在水面放置一個(gè)紅色燭盒，燭盒漂浮于水面上，點(diǎn)燃蠟燭，再將一只大號(hào)量筒對(duì)著蠟燭慢慢倒扣入水中，將蠟燭罩在量筒中。學(xué)生驚奇地發(fā)現(xiàn)雖然燭盒底面低于外界水平面，但蠟燭仍繼續(xù)燃燒著。該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與學(xué)生已有的認(rèn)知觀念產(chǎn)生矛盾，教師及時(shí)抓住機(jī)會(huì)，分析沖突原因，讓學(xué)生徹底擺脫前概念的束縛。

小學(xué)生的好奇心極強(qiáng)，趣味實(shí)驗(yàn)是小學(xué)科學(xué)教學(xué)的法寶之一。趣味實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蜃寣W(xué)生在興趣中實(shí)踐，讓學(xué)生從過去的經(jīng)驗(yàn)場(chǎng)景快速跳轉(zhuǎn)到現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景中來，從而擺脫前概念的影響。在趣味實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生的大腦會(huì)一直處于興奮狀態(tài)，思維會(huì)更活躍，能更有效地訓(xùn)練學(xué)生思維的靈活性。

2.針對(duì)定式思維型錯(cuò)誤，采用情景模擬法和科學(xué)模型法，訓(xùn)練思維深刻性

以教科版科學(xué)教材五年級(jí)上冊(cè)《光是怎樣傳播的》為例，學(xué)生對(duì)“發(fā)光電燈保持靜止，做出各種手影呈現(xiàn)于墻面，當(dāng)手朝墻面慢慢靠近時(shí)，手影大小會(huì)如何變化呢”這個(gè)題目會(huì)給出怎樣的答案呢？筆者就這個(gè)問題在玉環(huán)市合垟小學(xué)進(jìn)行了實(shí)地調(diào)查。調(diào)查結(jié)果顯示，中高年級(jí)（四、六年級(jí)）絕大部分學(xué)生認(rèn)為手影變大，低年級(jí)（二年級(jí)）學(xué)生的答案有兩種，但多數(shù)學(xué)生提出“最近玩過手影游戲，手影會(huì)變小”。筆者反思高年級(jí)學(xué)生出現(xiàn)錯(cuò)誤答案的原因，認(rèn)為這個(gè)錯(cuò)誤的產(chǎn)生與中高年級(jí)學(xué)生的慣性思維有關(guān)，高年級(jí)學(xué)生更善于邏輯思維，但之前的一些邏輯慣性和邏輯自信恰恰使得他們不愿意再通過畫圖的方式進(jìn)行邏輯再加工，從而出現(xiàn)了錯(cuò)誤。

比如，當(dāng)一個(gè)人走近平面鏡時(shí)，他會(huì)產(chǎn)生虛像在逐漸變大的錯(cuò)覺。又如，在觀察同一景物時(shí)，站在近處的人要比站在遠(yuǎn)處的人觀察到的實(shí)像大。小學(xué)生學(xué)齡前的這種自我邏輯可能會(huì)造成科學(xué)課堂中的定式思維型錯(cuò)誤。下面筆者將選擇兩種比較合適的教學(xué)方法來探索定式思維型錯(cuò)誤的破解之法。

方法1：情景模擬法

針對(duì)前面提出的手影問題，教師可以先營(yíng)造出黑夜場(chǎng)景（教室內(nèi)），并選擇一只發(fā)光的燈泡作為光源（讓光源保持靜止），再找一位學(xué)生用手做出小狗等形狀的手影，并慢慢靠近墻面，這時(shí)學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)墻面上的影子逐漸變小了。

“實(shí)踐是思想的真理。”情景模擬就是情景再現(xiàn)，是一種把假設(shè)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)的教學(xué)方法，通過模擬現(xiàn)實(shí)情境，用事實(shí)去打破思維定式，從而有效訓(xùn)練學(xué)生思維的深刻性。

方法2：科學(xué)模型法

針對(duì)前面提出的手影問題，教師也可以指導(dǎo)學(xué)生先利用“光沿直線傳播”原理畫出光線圖，再通過觀察暗影面積的大小，得出影子逐漸變小的結(jié)論。

所謂“不識(shí)廬山真面目”，在科學(xué)研究中，人們常用模型來看清事物真面目。科學(xué)模型是根據(jù)特定教學(xué)目的，用物質(zhì)或思想形式對(duì)原型本質(zhì)進(jìn)行再現(xiàn)，一條曲線、一個(gè)公式、一張表格、一幅圖（光路圖、電路圖、流程圖、思維導(dǎo)圖等）皆可為科學(xué)模型。科學(xué)模型法通過對(duì)原型進(jìn)行簡(jiǎn)化、純化和抽象化，排除干擾因素，使學(xué)生的思路變得清晰、明朗、開闊，輕松實(shí)現(xiàn)透過現(xiàn)象看本質(zhì)的探究目的，有效訓(xùn)練學(xué)生思維的深刻性。

3.針對(duì)預(yù)設(shè)型錯(cuò)誤，采用“帶入歧途”的表演手段，訓(xùn)練思維敏捷性

以教科版科學(xué)教材三年級(jí)上冊(cè)《水結(jié)冰了》為例，在實(shí)驗(yàn)前，教師可以先讓學(xué)生預(yù)測(cè)一下水結(jié)冰后體積的變化情況，大多數(shù)學(xué)生猜測(cè)道：“水結(jié)冰后體積變小，因?yàn)闊崦浝淇s。”教師對(duì)此先不做任何評(píng)價(jià)，而是預(yù)設(shè)一個(gè)“錯(cuò)誤”放在那里。待實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，學(xué)生驚訝地發(fā)現(xiàn)水結(jié)成冰后體積竟然變大了。此時(shí)，課堂中出現(xiàn)了多種聲音，很多學(xué)生認(rèn)為：“熱脹冷縮是騙人的。”當(dāng)教室安靜下來后，教師讓學(xué)生各抒己見，最后進(jìn)行總結(jié)：“熱脹冷縮理論并不是騙人的，只是在水結(jié)成冰這個(gè)變化過程中，熱脹冷縮作用與物質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)改變相比微不足道而已。”學(xué)生雖意猶未盡，但也牢牢記住了這個(gè)知識(shí)點(diǎn)。

再以教科版科學(xué)教材四年級(jí)上冊(cè)《用氣球驅(qū)動(dòng)小車》為例，教師邊板書邊講：“氣球越大，小車運(yùn)動(dòng)距離越長(zhǎng)；氣球越小，小車運(yùn)動(dòng)距離越短。”學(xué)生熱情響應(yīng)。教師又寫：“氣球嘴越粗，小車運(yùn)動(dòng)距離越長(zhǎng)；氣球嘴越細(xì)，小車運(yùn)動(dòng)距離越短。”多數(shù)學(xué)生仍隨聲附和，此時(shí)突然有學(xué)生提出質(zhì)疑：“錯(cuò)了，氣球嘴越粗，小車運(yùn)動(dòng)距離應(yīng)該越短。”

預(yù)設(shè)型錯(cuò)誤的利用方式也是多樣化的，看教師想要達(dá)到的目的是什么。比如，在《水結(jié)冰了》一課的實(shí)驗(yàn)中設(shè)置預(yù)設(shè)型錯(cuò)誤，根本用意是讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象加深印象。而水結(jié)冰體積膨脹的真正原因涉及高中化學(xué)中氫鍵相關(guān)的知識(shí)，教師在課堂上無須深入解釋，采用簡(jiǎn)潔生動(dòng)的語言點(diǎn)到即可。又如，在《用氣球驅(qū)動(dòng)小車》一課的教學(xué)中，教師利用學(xué)生的易錯(cuò)點(diǎn)，挖好“陷阱”等著學(xué)生，而學(xué)生反應(yīng)過來自己上當(dāng)以后，會(huì)好好反思自己的思維模式和學(xué)習(xí)習(xí)慣，這對(duì)他們將來的學(xué)習(xí)能起到一定的警醒作用，有著一定的現(xiàn)實(shí)意義。在這場(chǎng)預(yù)設(shè)型錯(cuò)誤表演中，學(xué)生似乎在和教師博弈，教師似乎在和學(xué)生“放風(fēng)箏”，教師要抓緊“風(fēng)箏”的線，不要被學(xué)生帶偏。埋設(shè)預(yù)設(shè)型錯(cuò)誤的表演又像腦筋急轉(zhuǎn)彎，它促進(jìn)了師生智慧的碰撞，對(duì)訓(xùn)練學(xué)生思維的敏捷性有極大幫助。

4.針對(duì)偶發(fā)型錯(cuò)誤，采用啟發(fā)式教學(xué)法，訓(xùn)練思維獨(dú)創(chuàng)性

在前面探究“摩擦力大小與物體重量的關(guān)系”的例子中，個(gè)別學(xué)生對(duì)教師的話提出質(zhì)疑，并指出如果將書壓在墻上時(shí)，對(duì)摩擦力起決定性作用的是手對(duì)書水平方向的壓力，而非重力。這類偶發(fā)型錯(cuò)誤的發(fā)現(xiàn)和提出，都是寶貴的課堂資源，教師要抓住并利用好這種資源，不斷提高自身專業(yè)素質(zhì)，積極迎接各種挑戰(zhàn)。實(shí)際上，摩擦力與壓力和接觸面粗糙程度有關(guān)，而與物體重力無直接聯(lián)系，但因?yàn)樾W(xué)生的能力水平和知識(shí)范圍具有局限性，教材編寫者會(huì)將一些知識(shí)和概念“兒童化”，于是就出現(xiàn)了上述知識(shí)性錯(cuò)誤。

再以教科版科學(xué)教材四年級(jí)上冊(cè)《運(yùn)動(dòng)和力》為例，在“測(cè)量物體的滑動(dòng)摩擦力”實(shí)驗(yàn)中，一個(gè)實(shí)驗(yàn)小組的學(xué)生別出心裁地在斜面上測(cè)量木塊所受滑動(dòng)摩擦力的大小（應(yīng)考慮斜面與水平面間夾角）。由于小學(xué)生沒有學(xué)習(xí)過力的分解和三角函數(shù)知識(shí)，教師倍感棘手。

下面筆者將運(yùn)用啟發(fā)式教學(xué)法來處理偶發(fā)型錯(cuò)誤，過程如下。

教師引導(dǎo)：“剛才第6組同學(xué)獨(dú)具創(chuàng)意地在斜面上用彈簧測(cè)力計(jì)直接測(cè)量木塊所受摩擦力的大小，這種方法可行嗎？”學(xué)生紛紛議論。教師說：“這個(gè)問題已超出了小學(xué)范疇，但我們可以換個(gè)角度進(jìn)行思考。比如采用極端假設(shè)法，首先假設(shè)你們面前的這個(gè)斜面是‘光滑斜面（在此斜面上的物體所受摩擦力為零）’。接下來老師將提出幾個(gè)問題，回答完問題之后，大家的思路要切換回現(xiàn)實(shí)，請(qǐng)注意老師的提示。”

教師開始提問：“木塊在‘光滑斜面’上會(huì)靜止嗎？”學(xué)生回答：“不會(huì)，會(huì)下滑。”教師提問：“用彈簧測(cè)力計(jì)沿‘光滑斜面’向上勻速拉動(dòng)木塊時(shí)，測(cè)力計(jì)有示數(shù)嗎？”學(xué)生回答：“有。”教師提問：“為什么，能舉例說明嗎？”學(xué)生回答：“無論滑梯光滑與否，沿著滑梯把人從下往上拉動(dòng)都會(huì)很費(fèi)力。” 教師總結(jié)：“說明物體在斜面上無論是否受到摩擦力，都會(huì)受到一個(gè)未知的力。這個(gè)未知力來自于重力產(chǎn)生的一個(gè)作用效果，作用方向是沿斜面向下，它對(duì)摩擦力的直接測(cè)量有干擾作用。所以我們無法在斜面上直接測(cè)量出物體所受到的摩擦力的大小。”需要注意的是，如果部分學(xué)生的基礎(chǔ)較好，且已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一些端倪，教師可讓他們適當(dāng)了解“真相”，這樣反而更有利于小初知識(shí)銜接。

21世紀(jì)以來，大部分國(guó)家都將科學(xué)思維與創(chuàng)新列為課程目標(biāo)。在課堂教學(xué)中，教師應(yīng)抓住偶發(fā)型錯(cuò)誤的契機(jī)，鼓勵(lì)學(xué)生注意細(xì)節(jié)、善于質(zhì)疑、發(fā)散思維、勇于創(chuàng)新，從而訓(xùn)練學(xué)生思維的獨(dú)創(chuàng)性。

綜上所述，教師發(fā)現(xiàn)學(xué)生犯錯(cuò)后，應(yīng)分析其犯錯(cuò)原因，選擇恰當(dāng)方法，引導(dǎo)學(xué)生探索，訓(xùn)練學(xué)生思維品質(zhì)，點(diǎn)其知識(shí)之“錯(cuò)”而成其智慧之“金”。

［ 參 考 文 獻(xiàn) ］

[1] 鄭青岳.思維定勢(shì)對(duì)問題解決的作用及對(duì)策[J]課程.教材.教法，1995（9）：30-34.

[2] 邱菊燕.利用習(xí)題教學(xué)中的錯(cuò)誤資源培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)[J]物理教學(xué)，2018（4）：13-16.

[3] 張建尚.巧用錯(cuò)誤資源 活化課堂教學(xué)[J]生物學(xué)教學(xué)，2018（1）：17-18.

（責(zé)編 韋淑紅）