揭示错误本质提升资源价值

邵丹玮

摘 要 围绕“种群的特征”这一节内容，以学生常犯的错误为主线，通过揭示这些错误的本质，对高中生物学课堂教学中实施错误资源化开展了实践探索。提出了错误资源化应用于高中生物学的教学策略：善于识错，自然生成；引导思错，深化理解；自主纠错，辨析提升；梳理记错，强化记忆。还探讨了教学中实施错误资源化的价值追求。

关键词 高中生物学 错误资源化 教学策略

中图分类号 G633.91 文献标志码 B

在教学过程中学生出现错误是一种正常现象，反映了学生在学习中存在着疑惑及困难。“学生的许多错误是有价值的”，教师应宽容学生犯错误，理性看待学生的错误，并深入探究学生犯错的原因，揭示错误的本质，将错误这种普遍意义上被人们视为“废物”的原料进行性质的转变，进而成为课堂教学或者学生学习的资料来源之一。

在2015年中国教育科学研究院、华东师范大学教育部中学校长培训中心与江苏省南菁高级中学联合举办的“首届‘审美课堂公开教学研讨活动”中，笔者围绕“种群的特征”这一节内容，以学生常犯的错误为主线，通过揭示这些错误的本质，在高中生物学课堂教学中对实施错误资源化开展了实践探索。

1 错误资源化应用于“种群的特征”的教学背景

刚接到由本次活动主办方江苏省南菁高级中学指定的上课课题——人教版高中生物学教材《稳态与环境》第四章第一节“种群的特征”，第一感觉便是“这节课不好上”。产生这种感觉是基于以下三点原因：① 近几年的《高考考试说明》中，“种群的特征”的要求等级都定为“Ⅰ”，仅要求学生知道该知识点的含义，而非理解层面的；② 从学生学情来分析，虽然学生在初中阶段和《必修2·遗传与进化》中，已接触了“种群”这一概念，但由于前面都只是归属于其他章节的非系统性的介绍，导致学生往往停留在种群概念的浅表理解，并没有深入理解种群这一概念的内涵和外延。③ 人教版教材中专门设计了“探究”活动：用样方法调查草地中某种双子叶植物的种群密度，但由于这一活动属尝试、模仿层次，且需在野外进行，目前的借班上课并不方便实施。

1.1 关于“种群的特征”常见的教学设计

关于“种群的特征”这一内容的教学，目前比较典型的授课思路有如下两种：① 如人民教育出版社网站的高中生物同步教学资源中将科学方法的介绍放在突出位置。“问题探讨”并非围绕“种群有什么特征”之类的知识性内容来设计，而是提出“如何调查草地中蒲公英的种群密度”，探讨怎样估算种群密度才比较准确，并顺势介绍了估算最常用的两种方法——样方法和标志重捕法。再从一些现象和实例入手，介绍种群的数量特征，包括种群密度、出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄组成和性别比例等。这一思路在常规教学及生物学杂志中都较为常见。② 如美国高中主流理科教材《科学发现者》的《The Dynamics of Life》（即《生命的动力》）和浙江科学技术出版社的高中生物学教材《稳态与环境》中，都采用“知识→实践”的演绎教学法，先明确种群的概念，再列举种群的特征，最后提供种群密度的调查方法。

1.2 “种群的特征”中学生常见的错误分析

1.2.1 种群概念的内涵理解不到位

概念是共同具有某些特性或属性的事件、物体或现象的抽象概括，是一种由相近、相似的事件、想法、物体或人所组成的集合。种群作为宏观和群体水平上研究生物的基本单位，它绝不是个体的简单累加，种群内的个体之间通过特定关系构成一个整体。种群是物种的具体存在单位、繁殖单位和进化单位，这正是种群这一核心概念的本质所在。但教材中“种群是占有一定空间和时间的同一物种个体的集合体”这一简单的定义却无法体现出种群的本质。在笔者以往的教学过程中，学生遇到判断“一个教室中的全体师生”是否属于一个种群时极容易犯错。深入剖析学生的这一错误，不难看出犯错的根本原因在于他们只是用教材中种群的定义进行简单套用，而没有真正理解种群概念的内涵。

1.2.2 未很好掌握抽样调查种群密度的方法

由于自然界的极端复杂性，要从大量的观察数据中识别模式，人们常采用“抽样调查”法。自然环境中生物的生长方式和种群分布型是多种多样的，这也就决定了不同种群的取样方式不尽相同。因此，如何获得不受主观因素影响、真正具有代表性样本的信息才是掌握抽样调查种群密度方法的关键。人教版教材中介绍了样方法和标志重捕法，并安排了探究活动“用样方法调查草地中某种双子叶植物的种群密度”。在实际教学中，教师都会把教学重点放在“样方如何选取和处理”的问题探讨上。如样方的数量怎样确定？样方的面积如何设置？如果被调查的对象落在样方的边界上又该如何处理……但如果教学仅限于解决上述浅层次的问题，没有对样本获取的随机性原则进行深入剖析，则“抽样调查”这一重要的科学研究方法的介绍极可能沦为知识点的死记硬背。

1.2.3 混淆种群各项特征的区别与联系

种群特征是描述一个种群区别于同一物种其他种群的一系列在数量、遗传和空间上的特点，同时也是研究一个种群进化和发展变化规律的重要参数。一般来说，自然种群有3个基本特征：① 空间特征，即种群具有一定的分布区域；② 数量特征，每单位面积（或空间）上的个体数量（即密度）是变动的；③ 遗传特征，种群具有一定的基因组成，即系一个基因库，以区别于其他物种，但基因组成同样是处于变动之中的。在人教版教材“种群的特征”一节的教学要求中，种群的空间特征属选学内容，种群的遗传特征已前移至必修2“生物的进化”部分。本节突出介绍种群的数量特征，包括种群密度、出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄结构和性别比例。教师在教学过程中应引起重视的是，这几项特征并非单纯的并列关系，而是有着内在的逻辑联系和层次区分的。其中，种群密度是种群最基本特征，而出生率和死亡率、迁入率和迁出率是直接影响种群密度的初级种群参数，年龄结构和性别比例则是通过影响出生率和死亡率来影响种群密度的次级种群参数。

2 错误资源化应用于“种群的特征”的教学策略

2.1 善于识错，自然生成

课堂中的错误资源并非都是显性的且能被直接发现的，一些问题可能是隐形的，还可能被学生下意识的行为所掩盖。据华应龙的一次调查显示，过半数以上的学生认为错误就等同于失败或是耻辱，而且随着年龄的增长对这种态度的认同感越强。当然，学生的这种隐藏也并非悄无声息，往往会通过学生的表情、动作、语言等方面传递出来。如果教师观察得不够仔细，极容易错失利用时机或处理得不够妥帖。

在“种群的概念”这一部分的教学中，笔者并没有直接展示种群的定义，而是根据学生已接触过种群这一概念，通过导学案中精心设计的典例“判断以下哪几个选项属于种群”，尝试把学生在理解种群的概念中易出现的错误暴露出来。在师生共同探讨“校园内某个花坛中各种各样的草”“某农户屋前后两个池塘中全部的鲫鱼”“蝗灾发生地上东亚飞蝗的全部幼虫”“一个教室中的全体师生”等几组不符合种群的概念时，学生头脑中关于“种群的概念”逐步明晰化，知道种群是物种的具体存在单位、繁殖单位和进化单位。这正是种群这一核心概念的本质所在，远比教材中“种群是占有一定空间和时间的同一物种个体的集合体”这一定义更准确、更到位。

2.2 引导思错，深化理解

概念是生物学理论的基础和精髓，也是思维过程的核心。任何学科的教学都是以概念的教学为基础进行逐渐深化和系统化的。但学生在学习过程中因没有掌握概念的内涵（即本质属性）而出现“概念不清楚”、“概念掌握不完整”或“概念理解错误”等问题，导致出现一系列判断、推理及结论的错误不胜枚举。在前面“是否属于种群”的典例判断中，学生碰到“一个教室中的全体师生”这个选项时极容易犯错，此时教师如果直接采用机械式的“拨乱反正”，那这个错误就无法达到其应有的教学价值。准确地说，学生是利用课本中“在一定的自然区域内，同种生物的全部个体形成种群”这一定义来判定“一个教室中的全体师生”属于种群的，这样的推断过程看似没有问题。那“错”究竟在哪里？

教师不妨引导学生再往深处思考，这里的“错”其实与生物学概念自身的特点有很大的关系。概念是人类在认识过程中，将感知觉器官感觉到的事物的共同特点，从感性概括上升到理性概括，抽出本质属性而成。而生物学概念又区别于文学、哲学、数学等其他方面的概念，因为它是在大量观察生物现象的基础上形成的，是对复杂的生命现象和活动规律的高度概括和精炼总结。正因为所面对的生物学概念的外延如此丰富，所以要概括出生物学概念的内涵（即本质属性）就困难得多，往往会面临概念界定不全面的问题。而“在一定的自然区域内，同种生物的全部个体形成种群”这个种群的定义恰是说明这类问题的绝好实例。

2.3 自主纠错，辨析提升

值得注意的是，人教版教材在呈现“种群的特征”这一内容时，是从问题出发，落脚于对科学方法的学习：调查种群密度的方法。因此，让学生尝试、模仿、体验如何用估算法调查种群密度，是本节课的重要教学目标。但限于一节课的时间和借班上课的现状，实施人教版教材中的探究活动“用样方法调查草地上某种双子叶植物的种群密度”确有困难。笔者及时调整了授课思路，转而借助于教材“课后练习”中的第一题开展对估算法的教学。该题属于基础题，大部分学生很快就发现解题的关键思路是抓住前后两次捕获的带标记的鲤鱼比例保持不变。即第一次取样并标记的数目106∶种群中鲫鱼的总数X=第二次取样被标记的数目25∶第二次取样的数目91，即可计算得出种群中鲫鱼的总数X为385.84，即该池塘中约有386条鲫鱼。但对课本中经典例题的利用完全可以不仅仅限于得出答案！笔者在此基础上进一步追问：要得出正确的结论，捕捞至少几次？多捕捞几次的估算结果会不会更准确些？如果要做第三次捕捞，那第二次捕捞上来的鱼作何处理？给鲫鱼带标记的时候需要注意什么问题？第一次捕捞和第二次捕捞之间需不需要时间间隔？每一次捕捞的数量有没有具体的要求？

正是在这些无法直接从课本上找到现成答案的问题串的引领下，学生的学习兴趣和分析探究的主动性都得到了更大的激发，并在师生、生生探讨沟通的过程中切实掌握了“抽样调查”的科学研究方法。在真正领悟了抽样调查法的精髓之后，学生再理解后继的样方法和标志重捕法的区别、五点取样法、等距取样法、边缘效应等就容易多了。郑毓信教授讲过：“学生的错误不可能单独依靠正面的示范和反复的联系得到更正，它必须是一个‘自我否定的过程，而‘自我否定又以自我反省，特别是内在的‘观念冲突作为必要的前提。”

所以，当教师发现了错误，捕捉到了错误，解决了错误，还要引导学生进行自我纠错，让学生站在新的高度上再去认识这个问题，从而深化学生的自主认识，提高学生的思考探究能力。

2.4 梳理记错，强化记忆

种群的各数量特征及各特征之间内在的逻辑联系和层次区分也是本节课的教学难点之一。如果只是按照书本上的出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄组成和性别比例进行逐个的概念介绍，则无法体现出种群这一章节的“整体大于部分之和”的哲学诉求。种群的很多特征是种群内个体特征的统计值，如出生率、死亡率、年龄组成和性别比例等，而种群密度和空间特征则是种群所特有的，这可以加深学生对“种群不是个体的简单累加”的理解。笔者还在课堂上适时插入了于上课前一天晚上才发布的新闻“中共十八届五中全会决定全面放开二胎政策”，并与学生开展讨论：什么是种群最基本的数量特征？直接决定种群密度大小的是什么因素？为什么年龄组成可以预测种群未来数量的动态信息？喷洒害虫的性引诱剂是如何达到种群密度明显下降的目的的？

在开展“种群的特征及关系”这一内容的教学中，一方面，教师不要急于把参考答案直接抛给学生，而要留给学生自主探究的空间，发挥学生之间的互补效应。作为同辈群体，由于他们思维方式、学习环境、知识背景都较为相似，更加了解彼此的想法，他们之间的信息沟通也更为通畅，而且对于彼此的困惑在哪，相比教师而言更加清晰。面对一个问题，A生犯了错误，B生可以从一个新的角度给予阐述，同时C生也会有自己不同的思考。那么出现错误的A生会在和同学B、C甚至更多同学的交流中找到自己错误的根源，并解答自己的困惑，由此得出的正确答案更能让学生自己接受。另一方面，教师通过引导，让学生们在相互倾听中分析、质疑和总结，最终在理解核心概念的基础上绘制出种群各特征之间的层次和内在逻辑联系图解。

3 高中生物学教学中实施错误资源化的价值追求

3.1 满足深化课程改革、提高课堂教学效率的需求

《高中生物课程标准（实验）》指出：课程资源是决定课程目标能否有效达成的重要因素。充分利用现有的课程资源，积极开发新的课程资源，是深化课程改革、提高教学效益的重要途径。错误资源是在动态教学过程中生成的，属于生成性的课程资源。在新课改的大背景下，课程资源的开发不再是专家教授、教研员的专项任务，每位教师都应积极参与其中，要善于发现并积极利用一切可以为课堂、为学生的成长所用的课程资源。将错误这样一种独特教学资源进行最大限度地、及时地、有效地应用，让其服务于教学，以促进学生的学力发展。因为课堂并不是容纳了错误就好，而是把错误融化为教学不可或缺的资源才精彩。精彩在于教师艺术地处理了随机生成的差错，巧妙彰显了错误的宝贵价值，把真正富有价值的内涵植入了学生的生命。

3.2 突出学生在课堂上的主体地位

科学知识之于学习者不是放之四海皆准的客观规律和普遍真理，每位学习者都有着自己独特的经验背景，他们都以自己的方式建构对知识的理解，从而会出现对问题的“猜测性解释”，其中“混杂着错误、偏见、梦想、希望”。只有弄清不同学生、不同错误的性质及原因，才能采取有针对性的纠正措施，这不仅有助于错误问题的根本性解决，而且营造的和谐宽松的课堂氛围还能帮助学生在思考解决问题的过程中掌握学习的方法，形成和提高探索能力、思辨能力，更能激发学生克服困难的勇气，使其和体验到问题解决后的成功感。

3.3 促进教师教育教学能力的提高

课堂错误具有动态性、生成性，是在教师的教学预设之外的，那么如何将这些生成性内容转化为可利用的课程资源，这对教师的教学能力是一个很大的挑战。它需要教师开动脑筋，认真分析学生的思维特点，并根据学生的不同特点给予有针对性的指导。根据课堂错误的类型和根源，及时调整教学策略，安排适宜的教学内容，在与学生的互动沟通中完善教学，积累丰富的教学经验。同时，可能还有一些错误是在课堂上无法及时妥当处理的，因为教师个体也存在知识和思维的局限性，这类错误对教师更有重大的意义。教师可以在课下进行系统的反思，找到教学中的漏洞，尤其是错误发生高频区。另一方面，也可以及时补充教师的储备知识，拓宽教师的视野，促进教师教育教学能力的提高。

总之，对待课堂错误无论是教师还是学生都应该树立正确的观点，哲学家卡尔·波普认为：“人人都必然会犯错误，即便最伟大的、智慧的思想家也会有不例外。所以更何况一个还不成熟的学生。”我国教育学家王策三也曾指出：“作为学习主体的教师和学生，由于各人的能力极其有限，所以认识结果也自然是有限的。没有任何人能够脱离这种认识和能力的有限性，所以也就没有人能够把这样有限的认识转化为绝对的无限的认识。”所以说，教学中出现的错误不可怕，关键在于教师如何处理它。错误也绝不是阻碍进步的根源，关键在于教师怎么利用它。

参考文献：

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