在初中物理教学中，“迷思概念”是学生常常遇到的问题。为此，对“迷思概念”进行深入分析，并在此基础上运用创新改进实验解决这一教学难题，是较好的选择。以下是笔者基于教学实践的总结性经验，希望对同仁有所帮助。
1 “迷思概念”的定义
“迷思概念”（Misconception），是指学生在学习之前基于具有的直觉知识或习惯性思维产生的错误概念
［1］。在教学时，学生会主动利用这些概念解释现有的一些新概念或现象、原理，从而导致学生产生错误思维和错误方法，甚至阻碍新概念的学习和认知，造成认知阻力的形成。
2 学习主体特质分析
作为初中的起始年级，七年级学生正处于初小衔接阶段，面临心理、认知、学习内容及学习场景的较大变化。从心理特质分析，学生开始关注自我，探寻自己的兴趣所在，尝试寻找自我身份的定位。从认知规律分析，学生逐渐从具象思维向抽象逻辑思维过渡，这种思维方式的转变使得他们在学习新知识时能够更深入地理解和把握其本质，同时学习内容和学习场景也发生较大变化。
3 “迷思概念”影响初中科学学习的原因
学生的认知发展过程，往往是从简单到复杂、从形象到抽象、从已知到未知。一般分为3个认知区，即已知区、最近发展区和未知区。学生通过一定的方法从已知区到达未知区（
图1），而“迷思概念”主要产生在学生认知的已知区，这种概念形成的主要原因和影响有两个方面：一是学生的认知水平受限，对复杂、抽象的概念难以理解。为了能够理解这些概念，学生会从已知区中寻找类似概念进行铺垫，从而由认识上的最近发展区达到未知区。二是学生虽然接受生活经验，但未探寻本质，只是自然联想到已有经验，然后通过认知的最近发展区达到未知区来解释新现象。
4 “迷思概念”对初中科学学习的影响分析
“迷思概念”，是初中科学学习难点的重要来源之一，它可以分为三类：第一类，表现在“迷思概念”导致科学概念的理解错误；第二类，生活经验类的“迷思概念”导致科学现象的解释错误；第三类，体验感不强的科学现象及原理，表现为只闻其“声”不见其“形”。从教学现状看，诸多教学的重难点往往是由“迷思概念”引起的，导致学生不易理解知识。对此，教师需要着力探索各种有效路径加以突破，否则不但这部分内容学生听不懂、学不会，甚至会影响到新知识、新技能的掌握，并产生新的“迷思概念”。而教师采用创新改进实验展开教学，利用其具象化、立体化、放大化及过程化的特点创设教学环节，就能帮助学生纠正“迷思概念”，从而为学生认知的正确发展找到有效路径。
5 运用创新改进实验，具象化突破“迷思概念”
5.1 压力、压强学习中“迷思概念”的分析
在学习压力方向时，学生尽管感受到压力，但对其方向的抽象描述较为欠缺，其原因是学生的抽象概括能力还不够。在初中力学学习中，学生容易混淆压力和重力，主要原因有两个：第一，学生认为压力是由重力引起的；第二，学生无法通过硬质界面的形变观察重力和压力大小，且在自由放置物体时重力大小正好等于压力大小，导致容易扩大适用范围。对此，在讲解压力概念时，可采用对比方法指导学生进行学习，如将压力和重力进行对比分析。具体而言，教师应引导学生认识到压力和重力是两种不同性质的力，压力不一定是由物体的重力产生的，但将一个物体放在水平支撑面静止时，物体对支撑面的压力的大小与物体重力的大小相等。
在明确引入“压强”概念的物理意义后，关键在于辅助学生认识压力产生的效果跟受力面积有关，相等的压力能产生不同的效果，而日常生活中的不少实例可以证明。为了说明压力产生的效果，需要引入“压强”这一概念，但难点在于如何让学生对压力的作用效果与受力面积有关产生认同，即学生已具备力的基础知识，知道力的作用效果与力的大小有关，但对压力的作用效果与受力面积之间的关系还是很陌生。
5.2 学生“迷思概念”误导原因分析
学生已学习了力学的基础知识，并学习了两个重要的力，即重力和摩擦力，而这些知识都是该节学习的认知基础。初一学生有一定的观察能力，具备了较强的独立思维能力，但其抽象思维能力尚未成熟，同时压力和压强的概念比较抽象，因此如何通过具体的实验将这些抽象的知识具象化，以帮助学生完成知识的建构，就成为纠正学生“迷思概念”的有效途径。
5.3 创建实验模型，具象化突破“迷思概念”的教学实践
在压力三要素的教学过程中，由于压力的方向相对抽象，同时学生平时学习、生活中缺少体验，很难领悟压力方向，最终容易走向死记硬背。对此，教师可将压力方向具象化，以突破此难点。为此，笔者借案例一加以说明。压力方向具象化的实验教学流程如
图2所示，实验效果如
图3所示。
在突破压力方向的难点后，由于生活经验和已有的认知，学生对压力作用效果影响因素的认知较为单一，认为只有力的大小会影响压力的作用效果，忽视了受力面积也是影响因素之一。但在教学过程中，采用具象化实验形成认知冲突，突出学生的体验感，就能让学生由“体”到“悟”。为说明问题，笔者又引入案例二加以阐述。重力与压力的方向与大小如
表1所示。压力作用效果具象化的实验装置如
图4所示，实验教学流程如
图5所示。
6 运用创新改进实验，过程化突破“迷思概念”
6.1 水的组成学习中“迷思概念”的分析
以人教版物理八年级上册第一章“水的组成”为例，经过教师的实验演示和教材讲解，学生对水由氢原子和氧原子构成、比例为2∶1的知识点没有任何怀疑，但学生并没有体验和探究。是否对这一知识点理解了呢？实际上学生只是强记，并不理解。另外，学生无法建构微观模型，当电解水产生氢气和氧气时，学生认为水就是由氢气和氧气组成的。造成这个“迷思概念”的原因是学生之前没有化学反应的基本知识，于是就探寻原有的认知——混合物的概念。生活经验告诉学生，认识一个物体的组成是将它拆分开即可，就如同桌子由木头和铁钉组成。
6.2 学生“迷思概念”误导原因分析
在学生认知过程中，对物质的组成往往停留在物理的分离和混合，而对于物质本身的微观结构知之甚少，所以在已知区很难找到与之对应的概念。对此，学生只能基于生活中的类似概念进行迁移，于是就找到混合物的概念。那么，这样的未知概念如何掌握？笔者的回答是运用创新改进实验，它是实验过程化的有效途径，学生可利用身边的材料亲手制作装置，完成与课本类似的实验，这一过程能帮助学生有效理解和掌握这些概念和知识。
6.3 创新改进实验，过程化突破“迷思概念”的教学实践
为阐述方便，笔者以案例三加以说明。
案例三：水的组成实验装置自制的实验教学。
【学生质疑】①选用什么材料可以定量测定产生的氢气和氧气的体积比例为2∶1？②如何解决水电解时速度较慢的缺点？③选用什么材料可以制作电极？
该实验属于化学实验，初二学生对化学实验相对陌生，由于缺乏基本的化学知识，只能单纯记忆，无法理解相关知识。
【实验设计】学生首先在注射器底部两侧各插进一枚大头针，且两枚大头针的针头相对但不接触（距离约为1 cm），推动注射器活塞到底，以固定住大头针；用热溶胶枪密封住大头针插入注射器形成的穿刺口，液体塑料要稍稍多用些，这样才能使大头针稳稳地与注射器的外管套连在一起；用橡皮管连接装置，则制成的装置实物如
图6所示；
A点连接正极导线，
B点连接负极导线，就可以清楚地看到氢气与氧气的比例为1∶2。
在这一实验中，水中氢氧根离子和氢离子很少，虽然加入NaOH溶液能增强液体的导电性，但改进实验的橡皮管较细，所以需要确保NaOH溶液的浓度更高。
在实验设计过程中，学生提出一个个问题，据此查阅资料、文献并对实验进行改进，最后在解决这些问题的同时，完成了水的电解定量研究难点的突破。
7 运用创新改进实验，放大化突破“迷思概念”
7.1 电路状态学习中“迷思概念”的分析
在学习电路状态时，需要学习3种电路状态，其中学生对短路危害的体验感较差。这是因为，在电路学习过程中，学生往往以电流走迷宫的形式完成电路的判断，这与学生的生活经验相符，但为什么要避免短路现象，学生只能机械记忆其易于引发火灾，而未将这一知识点上升为日常需要防范的内容之一，遂形成短路危害不大的“迷思概念”。
7.2 学生“迷思概念”误导原因分析
在学习电路图一节时，学生对于短路概念没有多少感受，如果切实体验短路现象及其危害结果，就会在判断电路时避免将短路现象变成并联现象。教师可通过实验使学生直观感受短路带来的危害，从而突破这一“迷思概念”。
7.3 创新改进实验，放大化突破“迷思概念”的教学实践
为突破“迷思概念”，笔者决定以案例四加以说明。
案例四：学生体验式教学之短路实验教学。
笔者让每位学生自带一节5号电池进行短路实验，经过短暂的时间后，学生发现导线和电池都发烫了；然后，笔者演示实验，即利用短路手段让餐巾纸燃烧以引出短路的危害，这时的教学气氛最好，学生的积极性最高，就为后续“电路元件符号的认识”教学打下了基础。
【互动过程】
师：其实，电路状态还有一种，叫作短路。大家手上有一节小电池，我们来做短路实验。请同学们直接把导线连在电池正负极上，感受一下电池的导线和电池有什么变化？（学生开始操作短路实验）
学生发现：电池有点热；导线热了；电池发烫了；电池太小，没感觉。此时笔者再操作实验，故意将两极相碰，出现火花，学生很感兴趣，当看到餐巾纸由冒烟到着火后，其兴趣达到最高点。
师：短路电流过大，会损坏电源或造成火灾，所以必须防止短路，特别是家里要预防短路现象的发生。
【实验优点】该短路实验能达到放大的效果，学生在设计实验时想到用白磷受热容易燃烧来放大现象。
从生动的直观到抽象的思维，是认识的基本规律。因中学科学中的有些内容比较抽象，而该阶段的学生缺乏相应的理性认知能力，且课本描述和教师的讲解都很难给学生一个满意的解答，对此，教师可以设计开放实验进行探究，让学生在探究活动中寻找解答问题的方法，既可以解决疑难问题，又可以培养学生的探究性学习习惯。
8 运用创新改进实验，立体化突破“迷思概念”
8.1 月相和日食形成学习中“迷思概念”的分析
月相和日食形成的原因都涉及日地月三者相对位置关系，但学生容易混淆上弦月和下弦月的位置关系，对上弦月和下弦月的月相和月球在宇宙中亮面朝着太阳的方位也容易出现概念偏差。同时，教材图是平面图且印刷在纸上，学生很容易混淆空间方位与地图方位，遂形成了方位判断上的“迷思概念”。
8.2 学生“迷思概念”误导原因分析
在学习月相和日食形成的教学中，学生容易用“左右”来代替“东西”方位的判断，这对上弦月和下弦月时月亮面的朝向和日食先亏方向的判断都是不利的，造成这种错误的主要原因是学生空间方位感不强，只有二维平面概念而缺乏三维立体概念。利用创新改进实验将视觉的平面图形和三球的空间三维位置同时呈现并进行对比，就能让学生有立体化的感受。
8.3 创新改进实验，立体化突破“迷思概念”的教学实践
为帮助学生理解知识，笔者用案例五阐述相关知识点。教师可将教具（
图7）放置在水平桌面上，使合金槽大致呈水平态。此时，三球处于水平位置，握住把手旋转，月球就会自西向东转动，此时从北极上空观察，发现其为逆时针旋转；打开摄像头相当于人的眼睛，连接电脑，使月球自西向东旋转，即可从屏幕中观察月相的变化；在月球转动时，可以对比月相和月球亮面的关系，就能观察日地月三者之间的位置关系；当接近新月时，从屏幕中可以观察到日全食现象；调节月球高度，使日月地呈一定角度，就可以观察到日偏食现象；调节日地距离，模拟月地距离与日地距离的比例变化，即可观察到日环食现象。学生也可以现场操作该仪器，就能观察到各月相和日食的三球空间位置关系，从而纠正空间方位的“迷思概念”。
9 结语
“迷思概念”是学生已有的错误认知，常会利用这些概念解释科学现象，从而产生新的错误概念
［2］。而创新改进实验是学生获取科学经验、知识和检验科学知识的重要媒介和手段。因此，以该类实验为基础开展教学，已成为广大教师的共识。为突破学生根深蒂固的“迷思概念”，借助创新改进实验，往往能够达到事半功倍的教学效果。
2025年杭州市基教教研课题“支架协同：初中科学论证式教学路径的探索”(L2025084)
2025年杭州市教育学会课题“π型人才：基于工程实践的杭中育人载体设计与实施研究”(2025xk0122)
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