科学课堂中的点“错”成“金”

祝晶

［摘 要］每位学生都不免犯错误，错误的出现符合学生理解和掌握知识的认知规律，一些错误恰恰蕴藏着一定的教育教学价值，是一种宝贵的教学资源。小学科学课堂中常见的错误类型分别是前概念型错误、定式思维型错误、预设型错误和偶发错误，教师利用这四种典型的错误，可以训练学生的四种思维品质，逐步提升学生的科学素养。

［关键词］小学科学；错误；思维品质

［中图分类号］ G623.6 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1007-9068（2023）21-0084-03

《义务教育科学课程标准（2022年版）》指出，科学课程要培养的学生核心素养，包括科学观念、科学思维、探究实践、态度责任等方面。因此，广大教师在教学中应该不断加强探究与思维的融合，既要引导学生在做中学，更要引导学生在学中思。

我们经常能在课堂上看到一种引人深思的现象：教师在提出问题时没有学生回答，但当有一位学生报出错误答案后，学生就开始各抒己见。错误有时可以意外引燃思维之火，因此教师不要制止学生犯错，而应因势利导，让学生之错成为他们智力发展之资，努力训练学生的思维品质，为学生开启一扇智慧之门。

一、归纳错误类型，分析错误原因

1.前概念型错误

前概念亦称日常概念，指人们在生活中所积累的经验。前概念型错误其实是潜意识的一种外部表现，一般出现在学生不假思索脱口而出时。前概念对小学生获得新知识有着二重性影响（正反两方面的影响），其中积极影响不予赘述，这里着重阐述其消极影响。

例如，“空瓶里没有任何物质”“云和雾的成分是水蒸气”“大肠比小肠长”“添加溶剂可以提高物质的溶解速率”“分泌胆汁的器官是胆囊”，这些错误是学生受到日常经验的影响，在无意识状态下犯的错误，所以都属于前概念型错误。

2.定式思维型错误

定式思维指人们习惯于用某种固定思维方式去考虑问题的思维倾向。定式思维比前概念更侧重于实践过程，是一种内驱力思维模式，具有惯性和强迫性的特点。定式思维会令学生无法排除干扰因素，从而不能看透事物本质，严重影响了新知识的内化。定式思维也具有二重性，笔者在这里着重阐述其消极方面的影响。

以教科版科学教材三年级上册《认识气温计》为例，学生在认读零下温度时经常出现读错方向的情况，比如把-7℃读成-13℃。以教科版科学教材四年级上册《用气球驱动小车》为例，由于语文学习时形成的定式思维，大部分学生会自然而然地得出“反冲力与物体运动方向相反”的错误结论。以教科版科学教材三年级上册《测量降水量》为例，由于数学学习时形成的定式思维，学生会得出“雨量器底面积越大，测得降雨量数值越小”的错误结论。这些错误都是学生头脑中的固定思维模式造成的，都属于定式思维型错误。

3.预设型错误

预设型错误指在教学过程中，教师为强化内容而有意识地制造出来的错误，意在引发学生深入思考，揭示事物本质。

有经验的老教师经常会给学生挖“温柔陷阱”。比如，在讲解教科版科学教材五年级下册“食物链的书写”这一内容时，教师先跟学生强调书写方法：“从绿色植物开始，到不被其他动物捕食的凶猛肉食动物终止。”接着教师边举例边板书“虾→小鱼→大鱼”，大多数学生会随着教师的板书大声地读出来，但也有少数学生提出质疑：“不对，食物链应从植物开始。”于是教师又微笑重写“藻类←虾←小鱼←大鱼”，又有学生说：“箭头指向反了。” 教师又重写“阳光→藻类→虾→小鱼→大鱼”， 又有学生提出：“阳光属于非生物部分，应去掉。”这种事先设计好的“温柔陷阱”就是预设型错误的体现。

4.偶发型错误

偶发型错误是在教学过程中偶然发生的，一般是学生发散思维所致。偶发型错误的出现是一次契机，对学生创造力的培养有着深远的影响，对教师专业素养的提高也具有一定价值。

以教科版科学教材四年级上册《运动和力》为例，课上，在探究“摩擦力大小与物体重量的关系”时，突然有学生提出：“老师，课本中有错误。”其他学生都震惊了，他继续说：“如果将一本书压在墙上，轻轻压书容易下滑，用力压书不易下滑，同一本书，重量相同，墙面粗糙程度也相同，所受摩擦力的大小却不相同。”其实，滑动摩擦力大小应该是与压力成正比（而非重量），压力和重量不是同一概念。但教材在编排过程中，考虑到小学生的知识局限，确实存在一些“科学错误”，这些学生偶然发现的错误，都属于偶发型错误。

二、利用错误资源，训练思维品质

1.针对前概念型错误，采用趣味实验法，训练思维灵活性

以教科版科学教材三年级上册“空瓶里面到底有没有物质”为例，笔者将课本实验改为趣味实验。教师先在水面放置一个红色烛盒，烛盒漂浮于水面上，点燃蜡烛，再将一只大号量筒对着蜡烛慢慢倒扣入水中，将蜡烛罩在量筒中。学生惊奇地发现虽然烛盒底面低于外界水平面，但蜡烛仍继续燃烧着。该实验现象与学生已有的认知观念产生矛盾，教师及时抓住机会，分析冲突原因，让学生彻底摆脱前概念的束缚。

小學生的好奇心极强，趣味实验是小学科学教学的法宝之一。趣味实验能够让学生在兴趣中实践，让学生从过去的经验场景快速跳转到现实场景中来，从而摆脱前概念的影响。在趣味实验中，学生的大脑会一直处于兴奋状态，思维会更活跃，能更有效地训练学生思维的灵活性。

2.针对定式思维型错误，采用情景模拟法和科学模型法，训练思维深刻性

以教科版科学教材五年级上册《光是怎样传播的》为例，学生对“发光电灯保持静止，做出各种手影呈现于墙面，当手朝墙面慢慢靠近时，手影大小会如何变化呢”这个题目会给出怎样的答案呢？笔者就这个问题在玉环市合垟小学进行了实地调查。调查结果显示，中高年级（四、六年级）绝大部分学生认为手影变大，低年级（二年级）学生的答案有两种，但多数学生提出“最近玩过手影游戏，手影会变小”。笔者反思高年级学生出现错误答案的原因，认为这个错误的产生与中高年级学生的惯性思维有关，高年级学生更善于逻辑思维，但之前的一些逻辑惯性和逻辑自信恰恰使得他们不愿意再通过画图的方式进行逻辑再加工，从而出现了错误。

比如，当一个人走近平面镜时，他会产生虚像在逐渐变大的错觉。又如，在观察同一景物时，站在近处的人要比站在远处的人观察到的实像大。小学生学龄前的这种自我逻辑可能会造成科学课堂中的定式思维型错误。下面笔者将选择两种比较合适的教学方法来探索定式思维型错误的破解之法。

方法1：情景模拟法

针对前面提出的手影问题，教师可以先营造出黑夜场景（教室内），并选择一只发光的灯泡作为光源（让光源保持静止），再找一位学生用手做出小狗等形状的手影，并慢慢靠近墙面，这时学生会发现墙面上的影子逐渐变小了。

“实践是思想的真理。”情景模拟就是情景再现，是一种把假设变为现实的教学方法，通过模拟现实情境，用事实去打破思维定式，从而有效训练学生思维的深刻性。

方法2：科学模型法

针对前面提出的手影问题，教师也可以指导学生先利用“光沿直线传播”原理画出光线图，再通过观察暗影面积的大小，得出影子逐渐变小的结论。

所谓“不识庐山真面目”，在科学研究中，人们常用模型来看清事物真面目。科学模型是根据特定教学目的，用物质或思想形式对原型本质进行再现，一条曲线、一个公式、一张表格、一幅图（光路图、电路图、流程图、思维导图等）皆可为科学模型。科学模型法通过对原型进行简化、纯化和抽象化，排除干扰因素，使学生的思路变得清晰、明朗、开阔，轻松实现透过现象看本质的探究目的，有效训练学生思维的深刻性。

3.针对预设型错误，采用“带入歧途”的表演手段，训练思维敏捷性

以教科版科学教材三年级上册《水结冰了》为例，在实验前，教师可以先让学生预测一下水结冰后体积的变化情况，大多数学生猜测道：“水结冰后体积变小，因为热胀冷缩。”教师对此先不做任何评价，而是预设一个“错误”放在那里。待实验结束后，学生惊讶地发现水结成冰后体积竟然变大了。此时，课堂中出现了多种声音，很多学生认为：“热胀冷缩是骗人的。”当教室安静下来后，教师让学生各抒己见，最后进行总结：“热胀冷缩理论并不是骗人的，只是在水结成冰这个变化过程中，热胀冷缩作用与物质的空间结构改变相比微不足道而已。”学生虽意犹未尽，但也牢牢记住了这个知识点。

再以教科版科学教材四年级上册《用气球驱动小车》为例，教师边板书边讲：“气球越大，小车运动距离越长；气球越小，小车运动距离越短。”学生热情响应。教师又写：“气球嘴越粗，小车运动距离越长；气球嘴越细，小车运动距离越短。”多数学生仍随声附和，此时突然有学生提出质疑：“错了，气球嘴越粗，小车运动距离应该越短。”

预设型错误的利用方式也是多样化的，看教师想要达到的目的是什么。比如，在《水结冰了》一课的实验中设置预设型错误，根本用意是让学生对实验现象加深印象。而水结冰体积膨胀的真正原因涉及高中化学中氢键相关的知识，教师在课堂上无须深入解释，采用简洁生动的语言点到即可。又如，在《用气球驱动小车》一课的教学中，教师利用学生的易错点，挖好“陷阱”等着学生，而学生反应过来自己上当以后，会好好反思自己的思维模式和学习习惯，这对他们将来的学习能起到一定的警醒作用，有着一定的现实意义。在这场预设型错误表演中，学生似乎在和教师博弈，教师似乎在和学生“放风筝”，教师要抓紧“风筝”的线，不要被学生带偏。埋设预设型错误的表演又像脑筋急转弯，它促进了师生智慧的碰撞，对训练学生思维的敏捷性有极大帮助。

4.针对偶发型错误，采用启发式教学法，训练思维独创性

在前面探究“摩擦力大小与物体重量的关系”的例子中，个别学生对教师的话提出质疑，并指出如果将书压在墙上时，对摩擦力起决定性作用的是手对书水平方向的压力，而非重力。这类偶发型错误的发现和提出，都是宝贵的课堂资源，教师要抓住并利用好这种资源，不断提高自身专业素质，积极迎接各种挑战。实际上，摩擦力与压力和接触面粗糙程度有关，而与物体重力无直接联系，但因为小学生的能力水平和知识范围具有局限性，教材编写者会将一些知识和概念“儿童化”，于是就出现了上述知识性错误。

再以教科版科学教材四年级上册《运动和力》为例，在“测量物体的滑动摩擦力”实验中，一个实验小组的学生别出心裁地在斜面上测量木块所受滑动摩擦力的大小（应考虑斜面与水平面间夹角）。由于小学生没有学习过力的分解和三角函数知识，教师倍感棘手。

下面笔者将运用启发式教学法来处理偶发型错误，过程如下。

教师引导：“刚才第6组同学独具创意地在斜面上用弹簧测力计直接测量木块所受摩擦力的大小，这种方法可行吗？”学生纷纷议论。教师说：“这个问题已超出了小学范畴，但我们可以换个角度进行思考。比如采用极端假设法，首先假设你们面前的这个斜面是‘光滑斜面（在此斜面上的物体所受摩擦力为零）’。接下来老师将提出几个问题，回答完问题之后，大家的思路要切换回现实，请注意老师的提示。”

教师开始提问：“木块在‘光滑斜面’上会静止吗？”学生回答：“不会，会下滑。”教师提问：“用弹簧测力计沿‘光滑斜面’向上匀速拉动木块时，测力计有示数吗？”学生回答：“有。”教师提问：“为什么，能举例说明吗？”学生回答：“无论滑梯光滑与否，沿着滑梯把人从下往上拉动都会很费力。” 教师总结：“说明物体在斜面上无论是否受到摩擦力，都会受到一个未知的力。这个未知力来自于重力产生的一个作用效果，作用方向是沿斜面向下，它對摩擦力的直接测量有干扰作用。所以我们无法在斜面上直接测量出物体所受到的摩擦力的大小。”需要注意的是，如果部分学生的基础较好，且已经发现了一些端倪，教师可让他们适当了解“真相”，这样反而更有利于小初知识衔接。

21世纪以来，大部分国家都将科学思维与创新列为课程目标。在课堂教学中，教师应抓住偶发型错误的契机，鼓励学生注意细节、善于质疑、发散思维、勇于创新，从而训练学生思维的独创性。

综上所述，教师发现学生犯错后，应分析其犯错原因，选择恰当方法，引导学生探索，训练学生思维品质，点其知识之“错”而成其智慧之“金”。

［ 参 考 文 献 ］

[1] 郑青岳.思维定势对问题解决的作用及对策[J]课程.教材.教法，1995（9）：30-34.

[2] 邱菊燕.利用习题教学中的错误资源培养学生核心素养[J]物理教学，2018（4）：13-16.

[3] 张建尚.巧用错误资源 活化课堂教学[J]生物学教学，2018（1）：17-18.

（责编 韦淑红）