新课程改革强调以人为本,注重培养和发展学生的主体意识,倡导自主、合作、探究的学习方式。而传统教学仍以教师为中心,采用“教师讲授+学生练习”的模式,教师只有在进行补救教学时才会对学生的错误进行分析,导致学生进行了大量练习却收效甚微。而有学者提出如果学生可以识别错误并得到适当反馈,可使其对所学习的知识领域有更深、更延续的理解。因为错误可作为“探究的跳板”,调动学习者探究的积极性,通过产生认知冲突引发思考。美国国家数学教师协会也提出通过分析错误能够提高数学推理能力。错误样例学习正是受到这一思想的影响,在样例学习的基础上发展而来的一种新的学习模式。研究表明错误样例学习对于知识的获取和迁移有正向的促进作用。但是,现有的研究仍然存在以下问题：(1)缺乏对错误样例学习进行系统性研究；(2)忽视错误样例的设计对学习效果的影响,致使学习者难以发现错误及其背后的原因；(3)无法引导学习者对错误做出有意义有深度的解释,导致其难以发掘错误背后的规则和原理；(4)缺少对先备知识不足的学习者的支持和帮助,使其无法独立反思错误。针对这些问题,本文围绕解释错误样例学习模式的构建,对错误样例的设计方法、解释错误的模式以及反馈机制三方面内容展开研究,探讨了解释错误样例学习的理论基础,采用基于设计的研究方法对该模式进行系统性研究。具体的研究工作和成果主要体现在以下几方面：(1)提出一种基于变异理论的错误样例设计方法。该方法是指在对学习内容深入分析的基础上,首先根据学习目标确定样例的关键特征,再结合学习者的常见错误设计错误样例中的错误类型,之后通过样例各特征间相似性和差异性变化设计错误样例组。本文采用实验法来验证该设计方法的有效性,以三位数减法为学习内容,使用该方法设计了36个减法错误样例,将参与实验的三年级学生分为实验组和对照组,分别进行错误和正确样例学习,要求错误样例组学生对错误进行识别和纠正,并对错误原因做出结构化自我解释。结果表明错误样例学习帮助学习者获取概念性和程序性知识,促使知识迁移和保持,除此之外,还可以促使学习者更加积极地面对错误。(2)提出合作解释错误样例学习。在合作学习理论与认知冲突解决理论的指导下,提出合作解释错误样例学习模式。为探究其对低龄学生减法学习的影响,本文设计实施了一个包含样例类型和学习情境两个因素的实验,该实验的结果进一步证实解释错误样例学习的有效性,同时表明合作样例学习能促使知识迁移,使其更牢固地记忆和运用知识,且能够提高学习者处理错误的信心。同时从认知负荷的角度对实验结果进行了解释。(3)提出针对错误样例学习的个性化层级反馈机制。该反馈机制包含最小反馈、轻量级和重量级对比式元认知反馈以及详尽反馈,这四种反馈逐层递进,相互依赖,所包含的信息量以及对学习者思维过程的侵入性逐渐增加。当学生在学习过程中遇到困难时,根据其作答情况提供相应的反馈。为探究该反馈机制的效果,本文以小学二三年级低能力学生为实验对象,设计实施了一个实验研究,并采用质性和量化相结合的研究方法。结果表明在反馈的帮助下,解释错误样例学习促使学习者加深对知识的理解,减少错误,消除迷思概念,同时指出个性化层级反馈机制帮助低能力学习者学会反思错误,对错误做出有意义的解释。对比式元认知反馈能够帮助学习者学会识别错误的类型,推测错误的计算过程。(4)在内容优先设计方法的指导下,并在以上研究结果的基础上,设计开发了一个解释错误样例在线学习系统。该系统通过创设游戏化学习情境以进一步提高学习者的学习动机；采用基于变异理论的错误样例设计方法建立样例库,并依据学习者的能力制定适应性样例派发机制；以解释错误样例学习为主要学习活动,引导学习者以合作学习的方式通过识别、纠正和解释错误来获取知识,提高知识迁移能力；同时为教师提供监控学生学习过程等管理功能。