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摘要：本文在实践的基础上，利用改进后的物理实验，来发现、纠正初中生错误的前概念，肯定、延伸正确的前概念，从而突破教学中的难点和重点，达成高效的物理课堂。
关键词：物理教学；物理实验；前概念；发展
社会的发展，对人的发展提到了首位；教育的人性化发展，促使教师对学生的关注度日渐增加。要知道，学生并不是一张白纸，踏进教室的同时，学生长期的经验积累与自我辨别式学习而形成的对事物并非本质的认识，而这些认识对于学习新知识存在着这样那样的影响，我们称之为前概念。有效的物理课堂，很大程度取决于教师如何把握好学生的前概念，如何发掘和纠正错误的前概念，如何继承和延伸正确的前概念。近些年，教师、学者对于前概念的研究逐渐增多，许多人认为前概念会物理学习会产生很大的干预和影响。本文反其道而行之，在实践基础上，研究利用物理实验促使学生对于前概念的正确把握和有效发展，以促进师生构造有效的物理课堂。
一、前概念的涵义
前概念的定义不尽相同。狭义的理解认为“学生在接受正规的训练或学习以前就已经形成的错误的观念或认识。”有人称之为“相异构思”，有人称之为“民间概念”，其特点就是认为前概念是错误的。广义的理解认为“前概念就是学生在接受正式的教育以前，对所感知的现象、生活中的常识与经验进行总结加工所得出的认识和理解。”笔者认为，对于前概念的理解后者更为正确，前概念里有错误的知识和思维，也有正确的认识和逻辑。比如说，在学习力的概念之前，学生普遍认为没有力的作用，物体不运动；没有学习惯性的概念，学生认为物体的继续运动是由于受到了“惯性力”的原因等等，这些错误的前概念都是在新课教学中教师要帮助学生进行纠正和重新认识的。比如说，在学习电流的概念前，学生对于电流是一无所知的，但学生对于水流的特点是很清晰的，因此，我们可借助水流来类比电流，从而顺利达成概念的认识。这样的前概念是有助于教学的构建，因此教师可合理利用，加以延伸，达成教学目的。
二、改良物理实验，“诱导”学生的前概念，促进有效课堂的构建
对于感性思维向理性思维逐渐过渡的中学生来说，进行有效的物理实验演示，要比说上千万的语言来得更生动、更有说服力。对于这些已具备一定的生活、学习经验的学生来说，为激发学习物理的兴趣，修正自己错误的前概念，继承原有的合理的前概念，为构建更为全面、深入的知识体系，改进物理实验，增加实验的说服力和客观性显得更为重要。
1利用实验“外显”前概念
“学习不再简单地是信息由外而内的输入，而是通过信息与学习者原有知识经验的双向的交互作用实现的”。隐蔽性是前概念的一大特点，学生如果不是自己确信，存在内心深处的前概念会不自觉地影响新知识的摄入。选用合适的物理实验，学生在与实验对话的过程中，不自觉地会挖掘自己的前概念，从而进行前概念的评判，以利于新概念的掌握。
在《物质的密度》教学中，笔者将教材创设的问题“如何区分表面颜色相同的铁块和塑料块”进行了改进。选择的器材是一大一小两块木头A、B和一块铝块C，并且表面涂上相同的漆，保证外观上区别不出木头和铝块。然后设置任务：要求学生思考方法来找出哪个是木块、哪个是铝块。学生往往会认为：“用手掂量分量，重的是金属，轻的是木块。”选择C(铝块)和B(小木块)，放在天平上观察，发现C(铝块)下沉，B(小木块)。学生判断：“下沉的C是铝块。”然后，重新选择A（大木块）和C（铝块）放在天平两盘，发现C（铝块）上翘，而A（大木块）下沉。学生可以判断：“下沉的A是铝块，而上翘的C是木块”。学生产生了疑问：C到底是铝块和木块。看来，用生活中不自觉的用轻重进行物质的判断是有问题，这样的前概念也是错的。学生不难发现：在体积相同的前提下，铝块比木块重。那么同种物质的物体而言，体积增大了，质量增大了，这样很有可能大木块的质量要大于铝块的质量。顺着学生的思路，老师引导学生开始思考：“质量和体积之间有什么关系呢？”可以得出结论：同种物质，质量与其体积成正比；不同物质，质量与体积之比一般不同。有此可以得出“密度”的概念，从而进行新概念的进一步构建。
2设计实验找准概念“冲突”
建构主义认为，学习不是知识由教师向学生的传递，而是学生建构自己的知识的过程，学习者不是被动的信息吸收者，相反，他要主动地建构信息的意义，这种建构不可能由其他人代替。那么如何帮助学生主动构建物理概念呢？如果能够帮助发现前概念和新概念的冲突，激起学生的头脑风暴，学生的学习积极性自然被激发。在感性思维向理性思维过渡中的初中生来讲，实验的生动与形象能够更加直观地揭示这个“矛盾点”，从而更好地帮助学生向新概念进行迁移。
在《大气压》一课的引入中，笔者改良了物理实验，使得实验更加直观、生动，学生原有的知识得到了明晰地对比，利于学生发现旧知识的不足，思维的片面。如图（1）所示，在瓶中点燃酒精棉，短时燃烧后，迅速盖上瓶塞，有色的液体从低处的瓶内，“升”上密闭的瓶中。“物体受到重力的作用，为什么这个实验中的红墨水是从低处往高处流呢？”这个问题即使将学生思维矛盾点的外显，也是有意识地提示同学们可以从受力分析的角度去找寻答案，从而很好地启发了学生的思维。有的同学认为：“瓶子内燃烧的气体发挥了作用。”这个答案立刻得到了排斥，如果是瓶内的气体对外发挥作用，那么红墨水应该是向下跑，根本不是向高处“流”。要克服重力作用，应该能找出另外的一个施力物体，那么同学仔细观察整个装置，有的同学能够发现水面上方的空气，从而考虑到空气对红墨水有力的作用，酒精棉的燃烧是的瓶内的空气变得稀薄，从而下方瓶内的空气对红墨水的作用显示出来。
图（1）
值得一提的是，该实验笔者特别将连接水槽和广口瓶的玻璃管制成了弯曲的形状，除了增加实验的美观性，更多的是为了增加一定的路程，以利于学生观察红色液体上升的过程。如果点燃酒精棉后，盖上瓶塞的动作足够迅速，那么红色墨水不仅上升，而且会“喷”入广口瓶中，效果明显，且有一定的震撼作用，充分起到了激发学生思考，而启发思维，激起头脑风暴，利于大气压的引入。同样，利用大气压将鸡蛋压入瓶中的实验，如果将瓶子倒置，能够实现鸡蛋不仅没有在重力作用下下落，还能够被吸入瓶中，显得更有说服力。
3安排实验“澄清”前概念
建构主义认为，前人积累下来的科学知识，包括物理学的基本规律、原理、理论等，不是客观世界物质运动的固有规律本身，而是科学家提出的被科学界所承认的一种较好的模型或假设。既然科学知识是科学家群体经过社会性建构的结果，学生学习科学知识也要经过一个自我建构的过程。初中生具有一定的生活和学习经验，对于周围的事物也有自己独特的思考，来自于生活中的前概念并不都是错误的，如果利用实验能够让学生发现自己熟识的内容，在增加自信的同时，也能让学生正确认识到自己的前概念，能够进一步促进全面知识的掌握。
在探究《物体的浮与沉》的教学中，学生对于物体的浮沉有自己的理解，比如说：铁块会下沉；木头是上浮的，等等。为了让学生们能够对物体的浮与沉有个全面的认识，笔者制作了一个密度分层与物体浮沉实验，如图（2）所示。在实验的演示中，可以看出：铁块不一定是下沉的，只是在食油、水中是沉底的，当浸入水银中，是浮在水银面上的；泡沫是浮在油面上的；水浮在水银面上，而同时是沉在食油的底部的，等等。这样的演示足以证实学生的前概念部分是有道理的，但也有不足之处，如果加以补充，便可以理解物体密度对于浮沉的影响。
4“变式练习”巩固新概念
由于前概念存在强烈的顽固性，需要教学中的不断训练，以达到教学的实效。在进行惯性概念的教学中，学生对于惯性的概念有认识，但是容易混淆与力的概念，不能很好地理解惯性是物体自身的属性，与是否受力是无关的。笔者将《探究阻力对物体运动的影响》进行的变化，再次运用斜面，进行惯性概念的进一步理解。如图所示，将同一个铁球分别从斜面滚到光滑的木板、粗布条、毛巾的表面，比较三次在水平面上经过的距离，思考为何铁球越滚越近？有没有可能水平面足够粗糙，铁球滚到水平面上立刻停止？从而进一步理解力是改变物体运动状态的原因；理解惯性是物体的自身属性，无论受力与否，物体都有惯性。
图（3）
实验是物理的精髓，无论是知识点的发现还是成立都需要通过实验的检验，对于生在成长阶段的初中生来说，不可能有足够多的时间和精力去经历科学家的探究过程，但是完全可以通过必要的实验来纠正自己错误的前概念，延伸合理的前概念，从而掌握全面的知识体系，形成正确的思维体系。
参考文献：
[1]胡斌武.建构主义的学习与教学观要义评析[J].集美大学学报,2002(3):26-28.
[2]程传满,余兰山,肖发新.物理前概念及其教学策略[J].高等函授学报(自然科学版),2003(12):19-20.
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关键词：物理教学；物理实验；前概念；发展
社会的发展，对人的发展提到了首位；教育的人性化发展，促使教师对学生的关注度日渐增加。要知道，学生并不是一张白纸，踏进教室的同时，学生长期的经验积累与自我辨别式学习而形成的对事物并非本质的认识，而这些认识对于学习新知识存在着这样那样的影响，我们称之为前概念。有效的物理课堂，很大程度取决于教师如何把握好学生的前概念，如何发掘和纠正错误的前概念，如何继承和延伸正确的前概念。近些年，教师、学者对于前概念的研究逐渐增多，许多人认为前概念会物理学习会产生很大的干预和影响。本文反其道而行之，在实践基础上，研究利用物理实验促使学生对于前概念的正确把握和有效发展，以促进师生构造有效的物理课堂。
一、前概念的涵义
前概念的定义不尽相同。狭义的理解认为“学生在接受正规的训练或学习以前就已经形成的错误的观念或认识。”有人称之为“相异构思”，有人称之为“民间概念”，其特点就是认为前概念是错误的。广义的理解认为“前概念就是学生在接受正式的教育以前，对所感知的现象、生活中的常识与经验进行总结加工所得出的认识和理解。”笔者认为，对于前概念的理解后者更为正确，前概念里有错误的知识和思维，也有正确的认识和逻辑。比如说，在学习力的概念之前，学生普遍认为没有力的作用，物体不运动；没有学习惯性的概念，学生认为物体的继续运动是由于受到了“惯性力”的原因等等，这些错误的前概念都是在新课教学中教师要帮助学生进行纠正和重新认识的。比如说，在学习电流的概念前，学生对于电流是一无所知的，但学生对于水流的特点是很清晰的，因此，我们可借助水流来类比电流，从而顺利达成概念的认识。这样的前概念是有助于教学的构建，因此教师可合理利用，加以延伸，达成教学目的。
二、改良物理实验，“诱导”学生的前概念，促进有效课堂的构建
对于感性思维向理性思维逐渐过渡的中学生来说，进行有效的物理实验演示，要比说上千万的语言来得更生动、更有说服力。对于这些已具备一定的生活、学习经验的学生来说，为激发学习物理的兴趣，修正自己错误的前概念，继承原有的合理的前概念，为构建更为全面、深入的知识体系，改进物理实验，增加实验的说服力和客观性显得更为重要。
1利用实验“外显”前概念
“学习不再简单地是信息由外而内的输入，而是通过信息与学习者原有知识经验的双向的交互作用实现的”。隐蔽性是前概念的一大特点，学生如果不是自己确信，存在内心深处的前概念会不自觉地影响新知识的摄入。选用合适的物理实验，学生在与实验对话的过程中，不自觉地会挖掘自己的前概念，从而进行前概念的评判，以利于新概念的掌握。
在《物质的密度》教学中，笔者将教材创设的问题“如何区分表面颜色相同的铁块和塑料块”进行了改进。选择的器材是一大一小两块木头A、B和一块铝块C，并且表面涂上相同的漆，保证外观上区别不出木头和铝块。然后设置任务：要求学生思考方法来找出哪个是木块、哪个是铝块。学生往往会认为：“用手掂量分量，重的是金属，轻的是木块。”选择C(铝块)和B(小木块)，放在天平上观察，发现C(铝块)下沉，B(小木块)。学生判断：“下沉的C是铝块。”然后，重新选择A（大木块）和C（铝块）放在天平两盘，发现C（铝块）上翘，而A（大木块）下沉。学生可以判断：“下沉的A是铝块，而上翘的C是木块”。学生产生了疑问：C到底是铝块和木块。看来，用生活中不自觉的用轻重进行物质的判断是有问题，这样的前概念也是错的。学生不难发现：在体积相同的前提下，铝块比木块重。那么同种物质的物体而言，体积增大了，质量增大了，这样很有可能大木块的质量要大于铝块的质量。顺着学生的思路，老师引导学生开始思考：“质量和体积之间有什么关系呢？”可以得出结论：同种物质，质量与其体积成正比；不同物质，质量与体积之比一般不同。有此可以得出“密度”的概念，从而进行新概念的进一步构建。
2设计实验找准概念“冲突”
建构主义认为，学习不是知识由教师向学生的传递，而是学生建构自己的知识的过程，学习者不是被动的信息吸收者，相反，他要主动地建构信息的意义，这种建构不可能由其他人代替。那么如何帮助学生主动构建物理概念呢？如果能够帮助发现前概念和新概念的冲突，激起学生的头脑风暴，学生的学习积极性自然被激发。在感性思维向理性思维过渡中的初中生来讲，实验的生动与形象能够更加直观地揭示这个“矛盾点”，从而更好地帮助学生向新概念进行迁移。
在《大气压》一课的引入中，笔者改良了物理实验，使得实验更加直观、生动，学生原有的知识得到了明晰地对比，利于学生发现旧知识的不足，思维的片面。如图（1）所示，在瓶中点燃酒精棉，短时燃烧后，迅速盖上瓶塞，有色的液体从低处的瓶内，“升”上密闭的瓶中。“物体受到重力的作用，为什么这个实验中的红墨水是从低处往高处流呢？”这个问题即使将学生思维矛盾点的外显，也是有意识地提示同学们可以从受力分析的角度去找寻答案，从而很好地启发了学生的思维。有的同学认为：“瓶子内燃烧的气体发挥了作用。”这个答案立刻得到了排斥，如果是瓶内的气体对外发挥作用，那么红墨水应该是向下跑，根本不是向高处“流”。要克服重力作用，应该能找出另外的一个施力物体，那么同学仔细观察整个装置，有的同学能够发现水面上方的空气，从而考虑到空气对红墨水有力的作用，酒精棉的燃烧是的瓶内的空气变得稀薄，从而下方瓶内的空气对红墨水的作用显示出来。
图（1）
值得一提的是，该实验笔者特别将连接水槽和广口瓶的玻璃管制成了弯曲的形状，除了增加实验的美观性，更多的是为了增加一定的路程，以利于学生观察红色液体上升的过程。如果点燃酒精棉后，盖上瓶塞的动作足够迅速，那么红色墨水不仅上升，而且会“喷”入广口瓶中，效果明显，且有一定的震撼作用，充分起到了激发学生思考，而启发思维，激起头脑风暴，利于大气压的引入。同样，利用大气压将鸡蛋压入瓶中的实验，如果将瓶子倒置，能够实现鸡蛋不仅没有在重力作用下下落，还能够被吸入瓶中，显得更有说服力。
3安排实验“澄清”前概念
建构主义认为，前人积累下来的科学知识，包括物理学的基本规律、原理、理论等，不是客观世界物质运动的固有规律本身，而是科学家提出的被科学界所承认的一种较好的模型或假设。既然科学知识是科学家群体经过社会性建构的结果，学生学习科学知识也要经过一个自我建构的过程。初中生具有一定的生活和学习经验，对于周围的事物也有自己独特的思考，来自于生活中的前概念并不都是错误的，如果利用实验能够让学生发现自己熟识的内容，在增加自信的同时，也能让学生正确认识到自己的前概念，能够进一步促进全面知识的掌握。
在探究《物体的浮与沉》的教学中，学生对于物体的浮沉有自己的理解，比如说：铁块会下沉；木头是上浮的，等等。为了让学生们能够对物体的浮与沉有个全面的认识，笔者制作了一个密度分层与物体浮沉实验，如图（2）所示。在实验的演示中，可以看出：铁块不一定是下沉的，只是在食油、水中是沉底的，当浸入水银中，是浮在水银面上的；泡沫是浮在油面上的；水浮在水银面上，而同时是沉在食油的底部的，等等。这样的演示足以证实学生的前概念部分是有道理的，但也有不足之处，如果加以补充，便可以理解物体密度对于浮沉的影响。
4“变式练习”巩固新概念
由于前概念存在强烈的顽固性，需要教学中的不断训练，以达到教学的实效。在进行惯性概念的教学中，学生对于惯性的概念有认识，但是容易混淆与力的概念，不能很好地理解惯性是物体自身的属性，与是否受力是无关的。笔者将《探究阻力对物体运动的影响》进行的变化，再次运用斜面，进行惯性概念的进一步理解。如图所示，将同一个铁球分别从斜面滚到光滑的木板、粗布条、毛巾的表面，比较三次在水平面上经过的距离，思考为何铁球越滚越近？有没有可能水平面足够粗糙，铁球滚到水平面上立刻停止？从而进一步理解力是改变物体运动状态的原因；理解惯性是物体的自身属性，无论受力与否，物体都有惯性。
图（3）
实验是物理的精髓，无论是知识点的发现还是成立都需要通过实验的检验，对于生在成长阶段的初中生来说，不可能有足够多的时间和精力去经历科学家的探究过程，但是完全可以通过必要的实验来纠正自己错误的前概念，延伸合理的前概念，从而掌握全面的知识体系，形成正确的思维体系。
参考文献：
[1]胡斌武.建构主义的学习与教学观要义评析[J].集美大学学报,2002(3):26-28.
[2]程传满,余兰山,肖发新.物理前概念及其教学策略[J].高等函授学报(自然科学版),2003(12):19-20.
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文