让错误丰富阅历，提升认知进阶

董军

摘    要：学生的“错误”是一种真实的、有价值的课程资源。通过对“错误”资源的捕捉和利用，激发学生的心理矛盾和问题意识，就能更好地促进学生的认知发展。在化学教学中，教师要善于对“错误”进行归类，引导学生分析错因，并编制一定量的易产生审题性错误、知识性错误、思维性错误、策略性错误的习题，帮助学生在矫正过程中提升知识进阶。

关键词：错误成因;矫正方法;认知进阶

一、引言

错误是学习的必然产物，黑格尔说“错误本身乃是达到真理的一个必然环节”。因此，只有在“展示错误”和“纠正错误”的过程中进行，学科教学才是鲜活的、有效的。学生的“错误”是一种真实的、有价值的课程资源，教师应灵活机智地将其加以捕捉和运用，因势利导，把 “错误”与“纠错”融入学科教学，使其成为有效的课程资源，进而提升学生的元认知能力，提高学科教学的针对性和有效性。

认知进阶理论是近几年美国科学教育改革中的一个新兴概念，引进到国内后受到了广泛的关注。“认知进阶”的定义是：学生对于某个主题连续的、更加熟练的思考方式，这些思考方式能随着学生对这个主题的学习和探究依次连续发展 [1]。对于这个定义，笔者有两点思考：第一，认知进阶关注的是学生的思考方式，而且通常会关注学生的“错误思考”，因为错误更能有效表明学生的理解层次在哪一个特定层级;第二，认知进阶并非学生自发生成的，其发展需要教师有针对性地进行教学指导。

下面笔者结合在具体教学中对学生常见错误的分析及矫正，谈谈提升学生认知进阶的方法。

二、错误类型、成因分析及矫正方法

（一） 矫正审题性错误——提升认知进阶的前提

由于化学实际问题通常是复杂的、多条件的，有些条件还隐含在字里行间，部分学生在审题时，不能认真阅读、系统分析，抓不住题干中的关键字词，忽视隐含条件，就会考虑不全面、分析不透彻，将复杂问题简单化，做出错误的判断。

【案例1】下列表述正确的是（     ）

A.用稀硫酸除去铜粉中混有的氧化铁粉末

B.常温下，CH3COONH4溶液显中性，1L该溶液中，由水电离出的n（H+）·n（OH-）>10-14

C.少量NH4HCO3溶液中加入足量Ba（OH）2溶液的离子方程式为：NH4+ +HCO3- +2OH-= NH3↑+2H2O+CO32-

D.Cl2可用于自来水的消毒，因为Cl2具有强氧化性

【错因分析】认为A选项正确，是因为稀硫酸不与铜粉反应，而与氧化铁粉末反应，但学生没有深入一步考虑到生成的Fe3+与Cu会发生反应。认为C选项正确，是因为没有看清楚题目所给的条件是足量的Ba（OH）2，以致忽视了生成的CO32-与Ba2+发生连续反应而引起误判。认为D选项正确，是因为学生只知道Cl2可用于自来水消毒和Cl2具有强氧化性这些事实性知识，但没有认识到Cl2具有强氧化性并不是Cl2可用于自来水消毒的原因，真正起杀菌消毒作用的物质是HClO。常温下，CH3COONH4水溶液中的c（H+）·c（OH-） =10-14，如果没有看清楚或不能理解水电离出的c（H+）·c（OH-），那么就会判B选项错误。其实在CH3COONH4水溶液中，被CH3COO-结合的H+和被NH4+结合的OH-都是由水电离的，所以实际上在1L该溶液中，由水电离出的n（H+）·n（OH-）>10-14是正确的。

【矫正方法】针对审题性错误，教师务必要教会学生审题的基本方法，让其养成良好的审题习惯。审题时要抓住题目要素，基本步骤为：①题给条件与有效信息有哪些→②题给问题是什么→③所给条件、信息与所要解决的问题之间是什么关系→④某些条件改变时，对所讨论的问题有什么影响。

教师要时常编制一些有隐含条件和多条件设限的课后习题，对学生加强训练。通过这种有针对性的训练，指导学生学会画线审题，先将每类题审题要素中的关键字词和有效信息在题干中做好明显的标记，再结合问题进行系统分析、理性思考，找到试题与教材的契合点。这样有针对性地进行题干信息的暗示训练，就能帮助学生练就火眼金睛，培养学生仔细观察的习惯和全面理性分析的能力，这是促进学生认知进阶的前提。

（二）矫正知识性错误——提升认知进阶的基础

由于对化学常识不了解，对基本概念、基本原理和物质性质理解不透彻、不全面，知识结构存在缺陷，思维杂乱无序，学生在解决化学问题时常会产生知识性错误。

【案例2】下列表述正确的是（     ）

【错因分析】认为A选项正确，是因为学生受HS-的干扰，想当然地认为NaHS是弱电解质，所以错误地认为NaHS在电离时，其电离方程式应写可逆符号。认为B选项正确，是因为学生不熟悉用铜电极电解CuSO4溶液，其实质就是Cu电极本身失去电子。认为D选项正确的原因可能有两个：一是没有提取题干信息：二是没有理解NH3在水溶液中显弱碱性的原理，即NH2OH在水溶液中显弱碱性是因为NH2OH结合H2O电离出来的H+生成了NH3OH+，从而使体系中的c（OH-）增大。认为C选项错误，是因为学生对盐的水解实质理解不透彻，NH4Cl水解的实质是NH4+结合D2O中的OD-生成弱电解质NH3·HDO。

【矫正方法】针对知识性错误，较为理想的矫正方法是结合错误进行归因分析。在正确理解核心概念和相关知识点的基础上，帮助学生构建良好的知识体系，并通过系列问题的解决，来提升学生提取信息、处理信息和输出信息的能力。学生的知识结構与能力结构是相互联系、不可分割、相辅相成的。学生矫正知识性错误的过程，就是不断建构良好知识结构和不断优化能力结构的过程。

学生在概括核心概念与其他概念的过程中，形成了基于“认识思路”的结构化知识，从而提升了化学核心概念和观念的结构化水平，发展了化学学科核心素养。

在化学习题讲评课中，教师要善于抓住学生错误率高的习题，借题发挥，以点带面，帮助学生不断完善知识体系，夯实基础，促进学生完成认知进阶。

例如，对于强弱电解质、电离、电解、水解等易混淆概念，可以采用列表比较法或思维导图法（如图1），帮助学生正确理解相关概念，形成比较完整合理的知识结构。

（三） 矫正思维性错误——提升认知进阶的关键

由于学生通常会以自己常用的、熟悉的思维方式去思考问题，有时即使问题情境与条件发生了变化，学生还是会有思维定式，按老方式去处理各种问题，其结果往往会阻碍新问题的解决。

【案例3】某工业流程中，进入反应塔的混合气体中NO和O2的物质的量分数分别为0.10和0.06，发生化学反应2NO（g）+O2（g），在其他条件相同时，测得实验数据如表1所示：

根据表1中的数据，下列说法正确的是（    ）

A.升高温度，反应速率加快

B.增大压强，反应速率变慢

C. 在1.0×105 Pa、90℃条件下，当转化率为98%时反应已达平衡

D. 若进入反应塔的混合气体为a mol，反应速率以v=[Δ]n/[Δ]t表示，则在8.0×105 Pa、30℃条件下，转化率从50%增至90%时NO的反应速率为4a/370 mol·s-1

【错因分析】这是一道高考真题，据统计，当年该题错选A的比例达70%。这是因为学生通常会死记速率理论中“温度升高，反应速率增大”这一常理，根本不去分析题中给出的相关数据，甚至不看这些数据，当然也谈不上尊重实验事实，一眼瞟过即快速判断A选项正确。实际上，NO氧化成NO2是分两步进行的：①2NO（g）N2O2（g），②N2O2 （g）+O2（g）2NO2（g）。第一步反应速率较快，第二步反应速率较慢，因此决定总反应速率的是反应②。温度升高后反应①平衡向左移动，造成N2O2浓度减小，而温度升高对于反应②的影响弱于N2O2浓度减小的影响，故N2O2浓度减小导致反应②速率变慢。最后综合考虑，可知温度升高导致总反应2NO（g）+O2（g）2NO2（g）的反应速率下降。其他选项与思维性错误无关，故不再分析。

【矫正方法】针对思维性错误，较为理想的方法是不断变换问题情境，改变设问条件和问题角度，对学生加强变式思维训练，提升学生思维的变通性、深刻性与灵活性，培养学生的求异思维能力，力求让学生能深刻、全面地理解化学核心知识。如此，学生就可在掌握解决问题所必备的基本方法的前提下，尊重事实，认清问题的实质，做到举一反三、触类旁通。

在课后作业中，教师要编制一定数量的变式题，对学生加强思维训练。通过针对性训练、变式思维训练，学生就能比较顺畅地处理有关“认知冲突”的化学问题，学会多角度、多层面、多变量思考问题的方法，不断提升自己的思辨能力。这是提升学生认知进阶的关键。

在习题讲评中，教师还要指导学生善于从复杂的化学现象中去发现问题的本质，学会抓住本质拓展知识、建构合理的认知模型的方法，并用自己构建的模型综合解释或解决复杂的化学问题。

（四）矫正策略性错误——提升认知进阶的保障

部分学生养成了浅表学习的习惯，不善于深度学习，喜欢用死记硬背的方式完成各种学习任务，故往往仅善于处理一些直观的或熟悉的化学问题，一旦遇到情境陌生、角度较新的问题时，由于所学知识在大脑中处于无序状态，其解题思路就会出现障碍，答题时就“胡思乱写”，出现策略性错误。

【案例4】 25℃时，将a mol/L的氨水与b mol/L的盐酸等体积混合（混合后溶液体积为混合前两溶液的体积之和），若混合后的溶液显中性，则NH3·H2O的电离平衡常数为                            （用a、b表示）。

【错因分析】学生往往习惯于求单一溶质NH3·H2O的电离平衡常数，而遇到NH4Cl和NH3·H2O的混合溶液，要求NH3·H2O的电离平衡常数时，就感觉无从下手。其实，只要抓住本质知识，即无论是单一溶质还是多种溶质，只要溶液中含有NH4+、OH-、NH3·H2O这三种微粒，在一定温度下，c（NH4+）c（OH-）/c（NH3·H2O）就是NH3·H2O的电离平衡常数，问题便会迎刃而解。由于混合溶液显中性，则c（H+）=c（OH-）=10-7mol/L，c（NH4+）=c（Cl-）=b/2 mol/L，c（NH3·H2O）=（a-b）/2 mol/L，则K=10-7b/（a-b） mol/L。

【矫正方法】针对策略性错误，教师要教会学生自觉运用转化思想，将陌生的问题转化为熟悉的问题，以便充分利用已有的知识、经验或解题模式，顺利地解决各种问题。学生要逐步学会全方位、多角度地分析题意，学会透过现象看本质，善于从题目的因果关系入手，寻求可能的中间环节和隐含条件，把原题分解成一组互相联系的系列问题。这是实现复杂问题简单化的一条重要途径，也是提升学生认知进阶的有效方法。

在课后作业中，教师要编制一定比例的“起点高、落点低”的新情境的综合练习，对学生加强训练。通过针对性训练，学生就可以利用常规思维去处理各种新情境的问题，不断优化思维品质。

当然，学生要矫正各种错误，也不是轻而易举的事情。教师必须尊重遗忘规律，充分利用错误资源，采用科学的矫正方法指导学生做好自我矫正;学生必须经历“整理错题→分析错因→补偿矫正→形成方法→变式应用→反复纠错”的过程。教师要清醒地认识到，学生的任何一处错误都不可能只靠一两次订正就能纠正。

此外，教师还要通过有效捕捉课堂上学生出现的错误，帮助学生进一步理解和掌握知识。在错误中寻找疑惑点，可以培养学生严谨的科学态度，激活其创新思维，激发其探究欲望，从而达到事半功倍的教育教学效果。

三、结论

错误是学习的必然产物，上述几类错误伴随化学教学过程的始终。从认知发展的角度来说，学生在学习过程中出现各种错误，是学生享有的“特殊权利”。心理学家盖耶认为：“谁不考虑尝试错误，不允许学生犯错误，就将错过最高成效的学习时刻。”我们教师应该以宽容和欣赏的态度对待学生的错误。在课堂教学中，教师必须巧妙地引导学生经历寻错、用错、议错、理错的探究过程，这样，教与学的过程才能真正发挥应有的价值。在课内，教师要鼓励学生敢于表达自己的想法，敢于暴露自己的认知错误;在课外，教师要引导学生不放过作业中的每一处错误，帮助学生养成遇错必析、遇错必改、遇错必理的习惯。如此，学生就能树立“错误是一种资源”的理念，从而让错误成为丰富自己阅历、促进自己认知进阶的最有价值的资源。

参考文献：

[1]National Research Council. Taking science to school：Learning and teaching science in grades K-8[M]. Washington D.C.：National Academies Press， 2007：168.

[2]鄭原琛，陈瑞，李宝金，颜国英，张雄.基于学习进阶理论的课堂教学设计与实践[J].物理通报，2019，38（6）：67.