【摘　要】错误的物理概念对学生学习物理知识有不利影响，有的错误概念利用讲授方式纠正效果并不明显。进行教学前，了解学生头脑中存在的前概念。通过物理实验，实验证伪引起情境冲突，有的实验化抽象为具体直观，学生身心参与探究，类比实验异同点并帮助学生理解、深化物理知识，达到改变错误前概念的目的。

【关键词】错误前概念　课堂教学　前概念转化

前概念是学生在正式学习或接受某个具体的科学概念以前，在其头脑中已经形成的与此概念相关的认识和理解。有些与科学概念不一致，甚至是错误的，而学生运用这些前概念解释生活中的一些现象，错误前概念不断被强化，根深蒂固，很难彻底清除。物理实验教学中，学生经历猜想、认真观察、体验感悟、深入思考，发现自己原有认知的不足，自觉改变原有认知。本文以课堂教学实例，谈谈利用实验转化错误前概念的具体做法和作用。

一、进行教学前测，了解学生错误前概念

教授新知识前，教师对本单元和本节课的重点问题进行罗列，可采用诊断性的测试方式，如问卷调查和访谈法，并根据这些问题对学生做简单了解，看看他们对这样的问题大致能有什么样的回答，了解学生的认知结构。诊断学生前概念非常必要，而且要弄清哪些是正确的，哪些是片面的，甚至是错误的。 

二、基于错误前概念，积极探寻转化方法

1、实验证伪，引发认知冲突

在科学探索的漫长岁月中，人们对自然科学现象及本质的认识都是不断地通过证伪错误的假说和理论而逐步深入的，比如伽利略的比萨斜塔实验。

[教学片段一]

器材准备：盛水的水槽、带塞子的小玻璃瓶（装有不同量的水）、小泡沫块、回形针、大实心木块以及学生自备的各种小物体。（注：小玻璃瓶的体积大于小泡沫块的体积，苹果的质量大于橡皮泥的质量。）

学生活动：将这些物体浸没在水中后松手，观察实验现象，记录上浮和下沉的物体分别有哪些。

学生交流：下沉的物体有：装较多水的小玻璃瓶、回形针等；上浮的物体有：装少量水的小玻璃瓶或空玻璃瓶、小泡沫块、大实心木块等。

基于错误前概念调查的结果，展示要讨论的问题：请学生思考并结合实验讨论下列关于浮沉原因的分析是否正确？为什么？

（1）轻的物体上浮，重的物体下沉；

（2）空心的物体上浮，实心的物体下沉；

（3）物体受到的浮力大，所以上浮，反之，下沉。

实验现象中的一些反例足以使学生意识到自己的前概念存在问题，例如：对于问题（1），回形针比大木块轻，而回形针下沉，大木块上浮，说明物体的浮沉并不由轻重决定；对于问题（2），装较多水的小玻璃瓶是空心的，但它下沉；木块是实心的，但它上浮，说明物体的浮沉并不由实心或空心决定；对于问题（3），装有较多水的小玻璃瓶体积比小泡沫块大，受到的浮力大，但小玻璃瓶下沉，小泡沫块上浮，说明浮沉条件也不是仅由浮力大小决定。学生自然就会产生疑问，物体的浮沉到底由什么决定呢？

因此当教师充分了解学生的前概念之后，要使学生放弃错误的前概念，通过设计反例实验证伪，使科学概念与学生的前概念产生冲突，当学生无法用自己已有的前概念来解释、回答看到的现象时，就不得不对已有的前概念进行反思，激发学生继续探究科学概念的兴趣。

2、直观实验，形成生动表象

直观化的演示实验就是将抽象的物理知识的教学用直观的、可视的实验呈现，直观使学生形成生动的表象，学生利用表象展开物理思维过程，抽象和概括出现象的本质，得出结论。

[教学片段二]

器材准备：圆形玻璃瓶，细长玻璃管，红墨水溶液，带孔瓶塞。

实验准备：将细长玻璃管与带孔瓶塞连接好，保证瓶塞与玻璃管衔接处的密闭性；将红墨水溶液装入圆形玻璃瓶内，盖好带玻璃管的瓶塞，保证瓶塞和玻璃瓶接口处的密闭性，并保证玻璃管内有一定的液面高度。

学生活动：用力挤压圆瓶，将观察到细长玻璃管中液面显著上升。思考为什么液面会上升。

学生交流：用力挤压时，玻璃瓶发生了微小形变。 对于坚硬的物体，在受到外界的力的作用时发生的形变非常微小，人的肉眼难以直接观察到。如果直接把眼睛看到的等同于事实，就会认为坚硬的物体受力时没有发生形变。在这里是通过放大法，将坚硬物体的形变直观地呈现出来了。

再如，物体间相互作用力是等大的。学生会联系生活，力气大的打架更厉害，相互作用力是不等大的。初中物理以“推、拉、提、压”引入力的概念，并以一对弹簧测力计对拉来显示力是物体间的相互作用，不足之处在于只能测量一对拉力，而对一对压力无能为力。使用一对力传感器不仅能测量一对推、拉的弹力，也能扩大到一对摩擦力（静摩擦力、滑动摩擦力）、一对吸引和排斥的磁力。

且相互作用力大小时刻相等，同时产生、同时消失，现象直观明了。

初中生的抽象思维虽逐渐加强，但仍需感性经验直接支持。一些无法直接观察到的现象，通过各种实验直观地呈现在学生面前，为学生提供丰富的感性材料，通过实验得到的事实更能有效地反驳学生原有的错误前概念，从而达到科学概念的转变。

    3、类比实验，深化概念本质

物理各知识之间存在着某些相同或相似的特征，我们可以利用生活中的现象或已学过的知识来类比新知识，实现知识之间的迁移．在类比过程中不仅可以让学生更快地接受新知识，转化错误概念，还可以对已学过的知识点进行加强巩固。

例如在学习欧姆定律这节时，部分学生会认为导体两端电压或电流变化时，导体电阻会变化这个错误的认识。教学中，引导学生经历了探究电流与电压的关系，以及电阻与哪些因素有关等实验后，通过类比实验探究质量与体积的关系，以及测量物质的密度实验，对实验中的异同点进行对比、总结，电阻是导体本身的一种性质，与电流、电压无关。后面学习测小灯泡电功率实验跟测电阻实验进行类比两个实验所用的器材和操作几乎都差不多，但它们的实验原理却不相同，在实验数据的处理上也不一样，因为大多数导体的电阻受温度的影响，所以对电阻的实验数据应进行多次测量取平均值，其目的是减小误差; 而对电功率的实验数据进行多次测量则是相对于小灯泡的额定电压来测量的，每一次测量得出来的结果都是小灯泡的实际功率值，不能计算它的平均值，突破小灯泡电功率实验中为什么不能求小灯电阻平均值的难点。

在初中物理学习中，某些类似的概念会在学生头脑中构成一种迷思构想。针对这些似是而非的物理概念，教师务必要引导学生展开深度的比较和分析，并通过设计实验来类比，由此发现概念之间的差异和区别，这样才能帮助学生辨析那些易于混淆的概念，学生也将更加精准地把握相关概念之间的关联和区别。

再比如电流表和电压表对于初学电路知识的学生而言，存在着一些混淆性的认识，教师要引导学生从电表的基本特点和作用来明确二者的区别。比如电流表是测定回路中的电流，在连接电路时是以串联的方式接入的，电流表的内阻很小，很多时候可以视为一根导线；电压表测定的是电路两端的电压，在连接电路时是以并联的方式接人的，电压表的内阻很大，很多时候接人电压表的支路可以视为断路。通过连接两灯串联的电路来结合电表的使用来演示电流表错误地并联在一灯两端和电压表错误串联在电路中，结合实验现象讲解，理清二者差异。

总之，学生由于受到生活经验存在许多的错误前概念，教师应该对此加以重视并寻求解决问题的办法。物理实验能够帮助学生在原有生活经验的基础上，通过实验过程引发思维冲突、直观明显、实现知识的迁移，转变错误的前概念，具有理论价值和实践意义。

参考文献：

1、陈建华《试论前概念与物理概念教学》物理教师，2015.6

2、帅厚梅《新课标下中学物理实验教学方法的探讨》,物理实验，2008.4

3、曾新基《类比法在初中物理教学中的应用》．中学物理，2017.8