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深入探寻学生解题错因,提高教学效率

2017-03-12吴志标

科教导刊·电子版 2017年3期
关键词:思维过程归因教学效率

吴志标

摘 要 学生解题出现错误是教学和学习过程中自然存在的现象,因此教师要正确对待学生错误的态度,对错误进行系统的分析是非常重要的。科学教学要重视通过学生呈现思维过程来深入探寻学生解题错因,研究改正错误的方法,是提高教学质量的有效方法。

关键词 解题错误 思维过程 归因 对策 教学效率

中图分类号:G633.6 文献标识码:A

学生学习科学必然要解一定数量的题目,而在解题过程中不可避免地会产生形形色色的错误,对于学生出现的错误,教师不应就事论事,而应深入探寻学生出错的原因,从而让学生吸取有益的教训,并由此及彼获得一类问题的正确解法。这是学生学好科学,提高分析问题和解决问题能力的有效途径,也是教师对症下药,提高教学效率的有效手段。

1看似“正确”答案下隐藏错误的思维

案例1:浙教版七年级上册《科学》第四章第2节《作业本》配套练习题:使用托盘天平测量物体时,会因某些因素的变化造成测量结果偏大或偏小。请分析以下因素对测量结果的影响。

题目:使用生锈了的砝码,结果会?

对于该题,笔者所任教两个班中约有三分之二的学生填偏小,约有三分之一的同学填偏大。对于这一结果,对刚学习利用天平测量物体质量的学生已经感到满意了,因为有一半多同学已经“懂”了,但深入调查却发现:找来一个正确答案的学生问:你为什么认为偏小?学生回答:砝码生锈了,锈掉了,砝码变轻了,所以读数就偏小了。再到班里问其他同学,那些所谓“对”的同学有相当一部分也是这样想的。原来这些学生在解题中犯了两个错误,两个错误相互抵消,结果歪打正着了。那么这些学生出错的原因在于什么呢?

(1)主观性解题:题目只说砝码生锈了,并没有说锈掉了,所谓“锈掉了”这一条是学生凭借主观想象自已添加上去的。

(2)非逻辑推理。为什么锈掉了,砝码变轻了,质量测量就偏小?从“锈掉了,砝码变轻了”到“质量测量值变化”,其间要经过一个严谨的推理过程。学生在解题时没有进行推理,仅凭直觉。

针对学生错误的原因,教师应当向学生指出:(1)解题要客观,不能轻易地添加条件和删除条件,题目说生锈了,而生锈是一个氧化的过程,铁变为铁锈,是与空气中的氧气发生了反应,有氧进入的,所以砝码生锈之后质量应该是变大了。(2)当砝码质量变大后,称量物体质量时,对测量值会造成什么影响?这个问题如果进行抽象的推理,七年级学生较难理解。我们可借用具体的数字辅助推理:砝码生锈后,质量会变大。比如100克的砝码变成了101克了,101克的砝码放在天平的右盘,当左盘被称物体的质量也是101克时,天平才会平衡。但我们是根据砝码的标称100克来读数的,即101克的物体读出100克,测量值偏小。同理,假如砝码生锈后锈真的掉了,砝码的质量变小了,比如,100克的砝码变成了99克。99克的砝码放在天平的右盘,当左盘被称物体的质量也是99克时,天平才会平衡。但我们是根据砝码的标称100克来读数的,即99克的物体读出100克。可见,此时测量值是偏大,而不是偏小。

2看似“荒谬”答案却也有可取的思维

案例2:把盛有碎冰块的大试管插入烧杯里的碎冰块中,用酒精灯对烧杯底部慢慢加热(所有固定装置均省略),如图-1所示,当烧杯中的冰块大部分熔化时,试管中的冰温度 (填“会”或“不会”)达到0℃。且试管中的冰( )。

A.会熔化一部分

B.全部熔化

C.一点都没熔化

D.下边的熔化,上边的没熔化

对于该题,笔者原认为对于第一空,大部分学生应该是没有问题的,但没想到的是當一个班中平时科学成绩还不错的同学回答时,她居然说不会达到0℃。问她为什么,她说:“晶体熔化要吸热,吸热不是有致冷的作用吗?所以试管中的冰温度不是要下降吗?”她显然将液体蒸发吸热致冷的作用迁移到了晶体熔化。但当提醒她那是液体蒸发吸热会致冷时,她却反驳教师,既然液体蒸发吸热会致冷(使周围物体温度下降),那么晶体熔化吸热为什么不会致冷呢?说真的许多学生(包括有些教师)从来没有想过这样的问题。

课后我仔细地想了一下,这位同学为什么会有这样的质疑。其根本原因在于我们教师,在教学中我们常说液体蒸发时要吸热,但还没有深入探讨过液体蒸发时从哪里吸热呢?是从外界(液体周围的物体)吸热,还是从液体内部(本身)吸热呢?其实际是:从液体内部(本身)吸热。由于液体蒸发时从本身吸热,因而使自身的温度下降;当液体的自身温度比外界(周围物体)的温度低时,液体就要从外界吸热,使外界的温度也下降。这就是蒸发致冷作用。但液体蒸发时为什么能从液体内部吸热,而晶体熔化时却不能从晶体内部吸热呢?要回答这个问题,可以从物质构成微观角度来解释。首先内能是物体内部分子的动能和分子势能的总和,而温度则是分子热运动剧烈程度的量度,也就是说,温度只能反映热运动的动能,而不能反映分子势能。其次在晶体中,分子间是以化学键连接形成一定规则几何形状,在确定位置上只能不停振动。在晶体融化的过程中,必须先从外界吸收热量打破原来的晶体结构,即打破分子间的化学键连接,分子势能增大,但分子热运动的动能不变,使得晶体温度不变,所以,晶体熔化过程中内能增大而温度不变。

而液体蒸发则不同,蒸发是液体分子从液体表面分离出去的过程。因为分子从液体表面跑出去时需要在表面层中克服分子引力,所以能挣脱分子引力束缚的是那些分子动能较大的液体分子,留下来的是动能比较小的分子,蒸发的结果是使留在液体中的分子的平均热运动动能变小,这样液体的内能就变小,宏观上看就是液体分子蒸发,吸收液体热量,液体温度降低。

上述例子表明,我们教学决不能只关注学生题目的解题结果,而更应关注学生思维的过程。案例1中学生的答案虽然正确,但其思维并不正确。而案例2学生虽然答案是错误的,但她的知识迁移的思维方法和质疑的精神是十分可取的。因为我们教学的根本目的并不是让学生仅知道某个具体问题的答案,而是要让学生掌握解决问题思维过程,获得举一反三解决一类问题的能力。虽然我们学习过的知识大多还是会被遗忘。但学习思维方法却是终身受益的。所以当学生答出正确答案或出现错误的答案甚至“荒谬”答案时,我们也不要急于肯定或否定,一定要让学生呈述思维过程。通过学生的思维过程来判断来分析教学中问题,从而做到对症下药。

参考文献

[1] 义务教育初级中学课本七下科学[M].杭州:浙江教育出版社,2012,7.

[2] 郑青岳.郑青岳科学教育讲演录[M].浙江教育出版社,2015.

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