初中科学典型错题的成因及教学对策

PAGEPAGE2初中科学典型错题的成因及教学对策【摘要】初中学生在科学学习过程中由于内在的认知结构、思维品质和解题习惯等三方面因素而导致学习困难，出现解题错误。文章据此从规范解题、构建知识网络、加强审题、习题编制、师生互动五个方面来制定相应的教学策略。以此来防错、纠错，并让错题成为有效的教学资源。一、概念界定典型错题是指学生学习中的通过习题暴露出来的典型性错误。首先它是非偶然性的，是能反映学生在认知过程中的偏差或失误的错误；其次，它是具有一定普遍意义的，较多的学生都会出现的错误；第三，它是容易出现反复的错误，即在问题情境稍作变化后，甚至是原题的解题过程中依然会出现的错误。二、提出的背景和意义在目前的学生学业的评价体系下，习题是检测学生学习成效的基本手段，它可以反映学生对基础知识、基本能力的掌握程度和应用水平。每个学生都有着自己独特的经验背景、思维方式、情感体验等，他们都以自己的方式建构对事物的理解，学习中难免会出现各种各样的错误。大多数教师对于学生作业或试卷中的错误缺乏必要地整理和分析，批改时没有关注学生解题过程酿成错误的原因。批改后，把作业或试卷发还给学生，学生拿到后，根本没有去思考错误问题的原因，只等老师讲解。而教师讲评时从第一题开始讲，一讲到底，逐题对答案、分析错误、就题论题、面面俱到。台上老师讲的口干舌燥；台下学生听得头昏脑胀。这样，我们就不难理解，为什么学生会屡犯相同的错误了。由于中考竞争的存在，许多教师为了提高成绩而采取题海战术，通过大量的操作性训练，灌输给学生大量的题型知识，忽略了学生在解题中的主体性和自我意识，这种费时、低效的教学方式无疑加重了学生的学习负担，挫伤学生的学习兴趣。目前的教育提倡轻负高效，注重学生的自主探究学习。这就要求教师精讲精练，通过精心设计课堂教学和选择典型习题帮助学生理解知识，建立正确的解题策略。那么，学生在学习过程中暴露出来的典型错题就是良好的载体和亟待开发的重要资源。本文结合实例从教学有效性的角度对学生错题成因进行分析研究，努力寻求切合实际的对策。以此来提升教师的课堂教学效率，提高学生的科学解题能力。三、典型错题的成因分析1.认知结构缺陷导致的错误学生科学解题的过程中出现错误，尤其是运用已掌握的科学知识和科学理论来解决一些实际问题时出现障碍，其中一个重要的原因是学生的认知结构上的缺陷。具体表现如下。⑴不能全面、正确地理解科学概念和科学规律基本概念和基本规律是解题的依据，对基本概念和规律一知半解在解题出错诱因占很大比例。常见的表现有：对知识点记忆不清，对基本概念理解不透彻而导致概念混淆，抓不准解决问题的切入点和关键点等。例1．有一茶杯静止在水平桌面上。下列说法正确的是（）A．茶杯受到的重力和茶杯对桌面的压力是一对相互作用力B．茶杯受到的重力和桌面对茶杯的支持力是一对平衡力例1图C．茶杯受到的重力和茶杯对桌面的压力是一对平衡力例1图D．茶杯对桌面的压力与桌面对茶杯的支持力是一对平衡力错因分析：平衡力和相互作用力都有等大、反向、共线的特点，两者的区别在于是否“同物”，这就使对概念理解不深的学生极易产生混淆，而学生的错误都是忽略了“同物”这个条件，所以在判断两个力是否平衡力时先要考虑“作用在同一物体上”这一条件。⑵不明规律的本质涵义和适用条件，生搬硬套例2图形式地记忆公式、定律，忽视其成立的条件，机械地记住某些规律性的结论，只知其然不知其所以然，对公式、定律的本质缺乏深刻的理解，因此不问青红皂白，生硬地套用，也往往出现知识性障碍，导致解题错误。例2图例2．如图所示，在竖直向上大小为10N的力F的作用下，重物A沿竖直方向匀速上升．已知重物A上升速度为0.2m/s，不计滑轮重、绳重及绳与滑轮间的摩擦，则物体的重力大小和滑轮上升的速度分别为（）A．20N；0.4m/sB．20N；0.1m/sC．5N；0.4m/sD．5N；0.1m/s错因分析：错选A，生搬硬套拉力是物重的几分之一这一结论。2.解题思维品质不佳造成的错误解题思维是指解题者对题目信息的再认知，对大脑中贮存的知识的检索，选择正确的图式来解决问题的一系列的信息加工和处理的过程。由于一个问题从分析到最终解决必须经过思维的中介作用才得以完成的。因此解题思维品质的优劣直接影响解题成败。⑴肤浅、片面的分析问题，缺乏思维的深刻性思维的深刻性是指解题者善于透过纷繁复杂的现象，把握事物的本质，善于进行抽象概括，抓住问题的核心，揭示隐含的信息，预见事物的发展。学生往往观察事物和思考问题很片面，解题时容易产生局部满足感而忽视对隐含条件的分析，造成描述现象不完整、对于与问题相关的多个因素顾此失彼，答案残缺不全等。例3图例3.将甲、乙两砝码以细线相连并跨过定滑轮，使两砝码距离地面相同高度，如图1所示．当由静止自由释放后，甲砝码下降，乙砝码上升，假设细线及定滑轮的重量不计，且细线与定滑轮间无摩擦力，在砝码运动的过程中，下列推论何者最适当（）例3图 A．甲的动能增加，乙的重力势能减少 B．甲的动能减少，乙的重力势能增加 C．甲的动能增加，乙的重力势能增加 D．甲的动能减少，乙的重力势能减少不少习题中往往存着一些隐含的条件，这些条件在题目中没有直接给出，但在解题中却往往起着决定性的作用，它需要学生通过深入细致的分析才能加以揭示。如本题，学生会单凭直觉认为甲、乙分别是匀速下降和匀速上升，甲、乙的动能均不变，甲的势能减少，乙的动能增加，但选项都对不上，有些学生就瞎蒙一个答案。⑵解题思路单一，缺乏思维的发散性许多学生在解决问题时，其思路往往拘泥于某个角度或某一方面，不善于全面地考察问题，用多方面的知识经验去寻求解决问题的方法，也就是我们通常所说的“钻牛角尖”。这种情况会使学生的解题思路陷于停滞，挫伤其学习的自信心。例4．将6g碳放在盛有10g氧气的密闭容器中燃烧，两者恰好完全反应，所得的生成物中碳元素和氧元素的质量比为（）A．3：2B．3：4C．3：5D．3：8错因分析：本题学生若是通过化学方程式计算来解决的话很麻烦，因为两者并非恰好完全反应，但若换个角度思考，抓住反应前后元素的质量不变这一本质，利用质量守恒定律来解题就很容易得出结果。⑶思维的灵活性差，缺乏知识的迁移能力思维的灵活性在解题中表现为能够根据问题提供的新的情境，机智寻找新的解决方法和途径，善于对问题进行变换转化，克服不良定势，寻求变通。在教学中我们可以发现，很多学生一旦遇到新的问题就束手无策，不能灵活地把陌生的、较为复杂的新情境转化为熟悉的、较为简单的旧情境。例5．如图所示，用一细线悬挂一根粗细均匀的轻质细麦桔杆，使其静止在水平方向上，O为麦桔杆的中点．这时有两只大肚皮的蚂蚁同时从O点分别向着麦桔杆的两端匀速爬行，在蚂蚁爬行的过程中麦桔杆在水平方向始终保持乎衡，则（）例5图图A．两蚂蚁的质量一定相等例5图图B．两蚂蚁的爬行速度大小一定相等C．两蚂蚁的质量与爬行速度大小的乘积一定相等D．两蚂蚁对麦桔杆的压力一定相等错因分析：学生在解题时没有想到用转换的方法，将两只蚂蚁对杠杆的压力转换为蚂蚁的质量，将力臂转换为相同时间内蚂蚁爬行的距离即爬行速度。⑷由初始条件分析推理得出结论能力差，缺乏思维的严密性严密性要求推理演算应有理有据，合乎逻辑，环环相扣，逐步深入。不将未加证实的猜测当作解题可靠的依据来加以利用，不将要论证的结论作为推理的前提，不以想象代替事实。学生在解题过程中，时常会因不能有效地利用初始条件、正确的选择相关的知识与规律，逻辑思维不严、推理不当而导致解题错误。例6图例6．如图所示，闭合开关，将滑动变阻器的滑片P例6图向右移动时，弹簧测力计的示数变小．则下列分析正确的是（）A．电磁铁的上端为S极B．电源左端为“+”极C．抽去铁芯，弹簧测力计示数增大D．断开开关，弹簧测力计示数为零错因分析：本题涉及到欧姆定律、电流对电磁铁磁性强弱的影响、电流变化对灯的亮度的影响的多个知识点，由滑动变阻器阻值变化→控制电路电流变化→（电磁铁磁场强弱变化→巨磁电阻阻值变化）→工作电路电流变化→指示灯亮度变化的一系列变化，要求学生稳固掌握相关的知识，并能找出各知识点的联系，任一环节的疏漏和知识点的缺失都会导致错误。⑸解决实际问题的分析和综合能力差，缺乏思维的批判性思维的批判性是指在思维过程中洞察、分析和评估的过程。学生解题活动中，善于对自已提出的各种方案进行比较、选择，对提出的各种猜想和假设进行检验、修正，对问题分析过程中涉及的因素加以讨论，对求解过程与结果进行必要的回检等。例7．某金属加工厂生产过程中的废液含有少量AgNO3、Cu(NO3)2，为回收利用资源和防止污染，该厂向废液中加入一定量的锌粉，反应停之后过滤，向滤出的固体中加入少量的稀盐酸，无气体产生。则下列有关说法中，正确的是：（）

A．滤出的固体中一定含有Ag、Cu，一定不含Zn

B．滤出的固体中一定含有Ag，可能含有Zn和Cu

C．滤液中一定含有Zn(NO3)2，一定没有AgNO3和Cu(NO3)2

D．滤液中一定含有Zn(NO3)2，可能有AgNO3和Cu(NO3)2错因分析：部分学生考虑Zn能AgNO3、Cu(NO3)2溶液反应，置换出Ag、Cu，又根据题中条件，可知Zn已全部反应，所以选A。事实上此题中还应考虑金属与混合盐溶液的反应顺序问题和讨论加入Zn的质量多少问题。⑹因思维定势而出现负迁移相似的知识有助于迁移，但当新知识与认知结构中原有的知识相似而不相同时，“先入为主”的原有知识常常干扰、掩盖或替代新知识，因思维定势而出现负迁移，这与认知结构中原有的观点不稳固、不清晰有关。①科学前概念的定势作用。学生在成长过程中积累了大量生活经验，其中有些经验与科学理论不相符，是对事物及现象非本质的认识，。这些错误概念根深蒂固，不易纠正，它排斥了科学概念的建立，使学生形成错误的思维定势，进而导致负迁移的产生。例8．某同学从平面镜前2.5m处走近平面镜，则该同学在平面镜中将（填“变大”“变小”或“不变”）错因分析：学生根据生活经验，远离我们的物体或像，看上去是变小的，但这是视角偏差造成的，而并非物或像在变小。根据平面镜成像特点稍作分析，就可以得出结论。②记忆的定势作用。记忆定式的特征是印象重叠或混淆记忆，即认知结构中记忆牢固的旧知识严重地干扰了其他相关知识的记忆。例如，涉及浓硫酸的性质的问题，学生极易与记忆深刻的脱水性相联系，而忽略了吸水性这一性质。又如学生在书写过氧化氢溶液分解的化学方程式时，出现的错误H2O2=H2↑+O2↑，很明显是因为与水通电分解的化学方程式2H2O=2H2↑+O2↑混淆而导致的负迁移。再如化合物的俗名：生石灰、熟石灰和石灰石，三者的名称中都有“石灰”，往往相互干扰，出现张冠李戴的错误。③直觉的定势作用。直觉定势的产生与学习者缺乏周密的思考和科学的判断有关，常常在面临新的问题情境时凭借直觉或局部线索，不加思索地迅速作出推论，正好进入命题者所设置的“圈套”之中。例9.由电压为220V的电源向远处某工地的一盏标着“PZ220V100W”的电灯供电，由于距离较远，导线的电阻不能忽略，灯泡消耗的实际电功率为96W．则导线消耗的电功率（） A、小于4W B、等于4WC、大于4W D、为0错因分析：大多数学生选择B，学生直觉地认为总功率不变，导线和电灯串联，导线消耗的功率等于总功率100W减去电灯功率96W等于4W。实际上因为串联后电路中总电阻增大，在电压不变的情况下，电路的总功率将小于100W。④数学公式的定势作用。数学知识是学习和研究科学的重要工具，能否恰当运用数学工具解决科学问题也是衡量学生能力高低的重要方面。学生在思考问题时往往纯数学化，以数学关系来理解科学概念。例如在学习科学中，学生往往会提到正比两个字，遇到电阻、密度等概念，将表达式，等与数学式表达式混淆，忽视了对事物的本质的认识，而认为电阻与电压成正比或与电流成反比等错误。3.不良的解题习惯导致的错误⑴审题不清解题时，因为审题不清而导致得出错误答案是学生做错题的一个很重要的因素，这个问题虽然教师三番五次强调，但是效果并不明显。①有些学生在做题时并没有认真审题，只是凭借着平时积累的知识或经验去做题，做一些相对熟悉的题目尤其如此。②有些学生看题目比较粗心，或者比较紧张，漏看或错看了一个字或一个词（如“没有”看成“有”，“不正确”看成“正确”，“升高到”看成“升高”，等），这样就可能得出与题目要求完全不同的答案。③有些学生的解题障碍或错误解答是由于没有挖掘题中的隐含条件而导致的。如不能正确读取文字信息，主要是对叙述题目文字中的关键词、情景对象的描述不能正确读取，从而造成题目理解的不全面，解答不完整甚至错误。不能正确读取图象信息，图像能比较直观、简洁地展示事物的变化规律，并且能对题中的文字信息起到补充和说明作用。若对题中所给的图象视而不见，或不深入挖掘图中所含的信息，则易造成对题目信息理解的残缺。④学生还出现不理解题意，不清楚题目考查的知识点，而在解题时不能确定思考方向，做出正确的分析。⑵解题不规范规范的解题行为可以帮助学生完善解题思路，弥补分析问题过程中因疏忽大意而出现的遗漏，减少因多个量混淆而导致的计算错误。养成解决有关力的问题中画出物体的受力分析图，在电学问题中画出等效电路图，在分析多个状态下同一个量时，作出标示如R1、U总、M氯化钠等，这些习惯是正确解题所必不可少的。但在实际的学习过程中，有些学生觉得物体的受力图画了没用就不画了，或者觉得某个方向上的力有用就画，没用的那个方向就不画了。有些学生在练习过程中没有良好的标示物理符号的习惯，在使用物理量的符号时随心所欲，如不管什么力都用F表示，不管那种物质的质量都用m表示，都没有下标，特别是在草稿上演算时更严重，变成了无图、无公式、无单位的“三无产品”。这样学生在解题过程中如果头脑清醒时答案可能不会错，当问题复杂或考试紧张时就会漏洞百出。例10.如图所示“悬空的磁环”活动中，假设甲、乙、丙三个磁环相同，中间塑料管是光滑的．当磁环都处于静止状态时，甲对乙的作用力F1和丙对乙的作用力F2的大小关系是（）A．F1小于F2 B．F1等于F2 C．F1大于F2 D．无法比较错因分析：没有画出物体的受力分析分析图，导致简单的认为甲和丙对乙的斥力是一对平衡力，错选A。由于磁环均处于静止状态，即三磁环受到的均为平衡力，对于甲磁环：F乙甲=G甲；乙磁环：F甲乙+G乙=F丙乙；丙磁环：F丙乙+G丙=F支持。因此有F1+G乙=F2四、学生错误的应对策略1.注重基础、规范解题初中科学重在对概念、规律的理解和简单应用，所以在教学过程中首先要重视基础知识和基本技能的落实。例如指导学生对化学中元素的化合价、常见物质的化学式、基本的化学反应方程式、常见的碱和盐的溶解性、物质的颜色和反应现象等进行强化记忆，不妨反复的采用抽背、默写等方式，督促和检查学生的记忆情况。其次，教师应指导学生进行解答基础习题的训练，使学生形成解答习题的基本模式，培养学生牢固掌握解题的规范和程序，为进一步深化做好准备。例如在动态电路分析时要画出等效电路，并且要求在不同状态、不同研究对象的同一物理量的符号上标上相应的角标，以避免出现混淆；要列出公式、带单位带入数据、注意单位的统一等等。在教学中老师要给学生分析清楚概念、规律的内涵和外延，公式的适用条件以及与相近概念规律之间的联系与区别，督促学生及时理清自己在概念、规律理解上有疑问或觉得有矛盾的地方。对重点学生在练习中暴露出来的，不断累积的概念、规律理解上的误区进行记录和整理，并每隔一段时间对其作业进行面批和分析。2.构建知识网络，完善知识体系学生在学习过程中，对原有的知识认识水平越高，就越能揭示新鲜事物的实质，并把事物纳入到已有的知识系统中去，新知识的迁移就比较顺利。在教学实践中，经常发现学生回答问题通常是不完整的，东一榔头西一锤的，其重要原因之一是学生的已有知识只是零碎储存在头脑中，并没有形成有机的整体，影响了知识的灵活应用。因此，在教学过程中，教师不仅要引导学生透彻地理解新知识，还要重视知识间的类比深化，使知识由点到线、由线到面，从而构建出比较完整的知识网络。这样做不仅可增强知识的系统性和条理性，又能培养学生思维的灵活性和综合性。例如“机械效率”复习教学，这块内容涉及到的物理量多、物理关系复杂，而且又都是非常抽象的概念和关系，致使学生感到知识非常混乱，很难把握知识间的内在联系，这样会严重阻碍学生问题解决时知识的提取和思路的构建。为此，笔者运用了如下图所示的知识结构图进行复习教学，教学实践表明，此图可以很好地帮助学生理清各物理量间的逻辑关系，深化对功、功率、机械效率等概念的认识，有效地减少学生在有关机械效率计算的解题过程中的错误。S=nhS=nhv绳=nv物v绳sFG物hv物P总=Fv绳W总=FsP有用=G物v物W有用=G物hη=W有用/W总η=P有用/P总在教学实践中，知识结构图的应用是广泛和有效的。在课堂上可以作为一节课的板书或小结，也可以作为一个单元或一章内容的复习提纲。在课后还可以作为学生复习的作业，经过教师的多次演示和指导，学生完全可以自主构建知识结构图，而且复习效果比教师一个个的讲知识点要好的多。3.提高学生的审题能力解题是对题目信息接收和加工的过程，充分接收题目提供的各种信息，准确地理解题意是成功解题的前提。首先，引导学生审题时应该慢，反复读题，字斟句酌，尤其是定语、状语、补语在物理情景的描述中起着提供条件的作用。在审题过程中能逐句、逐段分析，捕捉中心词、理解关键句子的含义，同时在审题过程中可以在关键的字词下面做适当的记号，从而在阅读完问题后通过这些关键字词、句对整个问题有一个全面、正确的认识。慢审题可以防止前摄抑制对题意理解的干扰。其次，审题时应准确理解题意，认真阅读题目给出的条件，仔细理解题干所隐含的信息，对于含蓄的条件要进行转化，使之明朗化；对于隐蔽的条件要予以挖掘，使之外显。结合题目的要求，从而正确判断题目考查目标。对题目信息感知不足，曲解题意，都是将解题引向错误的重要原因。最后，审题的同时要建立合适的模型，要随着审题而描绘问题情景，分析事物变化过程，挖掘隐含物理量，辅以必要的分析或图示来明确题目给出了哪些条件，这些条件的重要意义是什么等等。要密切注意题目给出的条件，对一些重点强调的条件要重点标出，及时地排除干扰因素，对一些通过分析能够得出的结论也要记录下来。4.精选习题，讲练结合在基础知识和基本技能落实的基础上，要想进一步提高学生思维品质和解题能力，习题训练是必不可少的。习题的选编要具有典型性、代表性。要通过对所选习题的分析使学生把握、分析和解决同类题目的思路和方法，达到触类旁通和举一反三。所选习题难易适度，要具有启发性和针对性。知道、理解、应用是三个不同的教学层次。在这三个层次中，无论是在教学目的与要求上，还是在学生的年龄特征和学习能力上都有明显的差别。因此，不同教学层次上的习题教学应在内容、要求和方式上有所区别。教师依据所要巩固、应用的知识点精选典型习题。典型习题一到两个即可，千万不要搞多题累积。假如是两个或多个例题时，要留意知识的纵向递进和横向扩充。教师对所选习题进行详尽细致的讲解。包括此题所涉及的知识点、出题背景、解题方法及类似题的拓展，并通过一类题的讲解给出一些具有规律性的东西。在讲解中巧设疑问，激发认知冲突，培养学生思考、分析题目的能力，使知识进一步深化。习题训练时可编制多种类型的题组，如概念巩固用相似题组，破除思维定势用相异题组，知识拓展用递进题组或拓展题组，由浅至深，逐层推进，增强其对同类错误的免疫力；也可以变换题型从不同角度、不同层面考察同一知识点，培养学生思维的灵活性和发散性。在题型上要新奇多样，如选择、填空、计算、问答等。难度较大的习题，可由学生讨论，再指名由学生回答。这样，学生通过反复练习，巩固了课堂教学成果，学习知识的能力和运用知识的能力也得到了进步。5.角色定位，师生互动在教学中教师应当找准自身的角色定位。“师者，传道、授业、解惑也”。那么，