前言：尋找寫作靈感？中文期刊網用心挑選的錯誤演示大學物理論文，希望能為您的閱讀和創作帶來靈感，歡迎大家閱讀并分享。
1理論基礎
1.1認知沖突理論基礎
錯誤演示法以認知沖突理論為基礎，認知沖突是指學生的原有認知結構與所學新知識之間無法包容的矛盾，最早由美國心理學家費斯汀格提出．教學中利用學生的認知沖突，既能激起學生激烈的思維振蕩，又會催生出樂于學習的積極情感．錯誤演示法就是在教學過程中通過外界的人為因素，利用錯誤演示，來激發學生的認知矛盾，意在引起學生的有意注意，調動學生的認知內驅力，促進學生積極、高效地優化物理實驗的認知結構．
1.2錯誤概念轉變的理論基礎
除上述之外，錯誤演示法還建立在概念轉變的理論基礎上，了解了學生的錯誤概念是實現概念轉變的前提．教師首先應該在態度上關注學生學習科學概念之前存在的錯誤概念，從而了解學生頭腦中存在的錯誤概念．然后提出錯誤概念，對錯誤概念進行轉換，創設“沖突情境”是一種非常有效的教學方式，能有效地優化學生的認知結構．創設“沖突情境”主要針對一些學生容易產生錯誤概念的教學內容展開．概念轉變教學就是一種立足于學生的已有認識，使學生的錯誤概念向科學概念轉變的教學，概念轉變教學過程就是認知沖突的引發及其解決的過程．本文運用錯誤演示法，就是希望利用學生的錯誤概念，創設沖突情境，然后進行概念轉變教學的過程．有別于其他的教學方法，它往往是從反面作為知識點的切入口，對學生有較高的能力要求．所以錯誤的設計往往是只服務于課堂上重點、難點的突破，切勿任意的展開、無限制的延伸．因此，在用錯誤演示法進行教學時，筆者是在實驗教學中較為關鍵、重點的地方設計，而非從頭到尾都是糾正演示，希望能在關鍵知識點教學中提高效果．
1.3問題的提出
在大學物理實驗課，關于實驗步驟與注意事項的講授中，如果按照實驗的操作步驟逐一講授，學生的錯誤概念轉化較少，認知沖突不明顯，如果通過錯誤演示，然后糾正的方法講授，增加了學生的認知沖突．然而這種錯誤演示的方法，相對過去的逐一按步驟講授，能否使學生對知識掌握得更明顯？能否使學生對知識掌握的情感更強烈？本文期望通過這兩種不同講授方式對比，得出初步的探索．
2研究對象的選定與處理
本文以華南師范大學物理與電信工程學院的大一新生作為研究對象，選取大一新生作為實驗研究對象，是因為大一新生都是第一次上大學物理實驗課，基本排除了因上大學實驗課后，導致的個體差異，從而提高實驗結果的可信度．本次實驗研究中，隨機選取了140人作為實驗對象，分為兩個組，每組70人．在進行教學實驗研究前，每組的男女比例、整體教學氛圍、任課教師等基本相同．盡最大的可能控制實驗前的無關變量，提高實驗的內部效度。實驗組在講授實驗步驟和注意問題時，采用錯誤演示的方法教學，對照組還是進行傳統實驗步驟的實驗教學方法．實驗組和對照組所接受的教學內容都是初次接觸，均為完全不知道的情況，并且在實驗過程中沒有對任何一組的學生進行實驗的強化處理，均為相同的實驗操作情境．教授的內容均為普通實驗的“物體密度的測量”，整體教案一致，只是在其中有關物理天平的使用方面，運用了兩種不同的教學方法．
3教學方法的實施與應用
筆者選取的課題是大學普通物理實驗“物體密度的測量”．在學生自主實驗前，我們常常需要簡要地介紹實驗的操作規范和操作方法．本實驗所需要用到的主要儀器是天平，首先調節好天平，才能進行液體或固體密度的測量，天平調節的細節體現了學生對實驗操作的規范程度．對于剛入學的大學生而言，中學階段大部分學生較少甚至沒有接觸過較為精密的物理天平，如何正確使用物理天平成為大學新生較為普遍的易錯點．筆者通過兩種教學方法來講解天平的使用，將學生分為對照組和實驗組，具體教學方法如下．對照組：筆者將物理天平放置在講臺上，按正確步驟為該組學生演示天平使用．首先，調節天平的底腳螺絲，讓水準儀氣泡到中央；其次，調節游碼，使得游碼到零刻度；再次，調節物理天平的平衡螺母，讓天平的指針豎直向下；演示完畢之后，課堂繼續進行，對有關測量密度的原理進行講解．實驗組：同樣，筆者將物理天平放置在講臺上，但演示步驟與對照組學生不同．首先，調節物理天平的平衡螺母，讓天平的指針豎直向下；其次，調節游碼，使得游碼到零刻度；再次，調節天平的底腳螺絲，讓水準儀氣泡到中央；最后，口頭告訴學生該操作步驟有誤，正確步驟應該是反過來的；之后，課堂繼續進行，對有關測量密度的原理進行講解．
4應用SPSS軟件進行實證研究
4.1實驗組與對照組學生知識掌握的自我認同的對比
本文通過命制問題，當堂測試，“關于天平使用的注意方面，您覺得自己得到了收獲嗎？”設置4個不同的選項。利用SPSS軟件，將選項中的“非常同意”、“比較同意”、“不同意”、“非常不同意”4種不同程度依次設置為“4”、“3”、“2”、“1”，其中，組別1為對照組，組別2為實驗組，錄入數據如表3．此類情況多采用秩和檢驗，即利用非參數檢驗，這里采用的是兩獨立樣本的非參數檢驗，繼續對兩個樣本進行Mann－WhitneyU檢驗，即判別兩個獨立樣本所屬的總體均值是否相同。其中，在表4中，組1為對照組，組2為實驗組，對照組的平均秩次為51．65，實驗組的平均秩次為72．74，Z值為－3．789，相伴概率為0．0，明顯小于顯著水平0．05，可以認為應該拒絕零假設，認為兩組之間的均值存在顯著差異．這說明錯誤演示法對學生的知識情感的認可程度產生了影響，兩種教學方法之間是有顯著性差異的．綜上數據，可以得出結論，在錯誤演示法講授天平使用時，對比傳統教學，更能提高學生對知識掌握的自我認同感，一定程度上提高了學生對學習的情感．
4.2實驗組與對照組學生知識點掌握的對比
關于學生知識點掌握的情況，為了避免設置無關題目降低對該研究的可靠性，針對性地就天平使用的操作步驟這個最相關的知識點，命制了有關操作步驟的測試題目，探索兩組學生通過兩種不同的方法教學后，對這個知識點的重視情況及掌握的程度，進行了當堂問卷測試，“在天平調節時，應最先調節哪個呢？”同樣，利用SPSS軟件，將本題選項中的正確答案設置為“1”，其他3個錯誤答案均設置為“0”，其中，組別1為對照組，組別2為實驗組，錄入數據如表6．利用非參數檢驗，這里繼續采用的是兩獨立樣本的非參數檢驗，對兩個樣本進行Mann－WhitneyU檢驗，即判別兩個獨立樣本所屬的總體均值是否相同。同樣的，在表7中，組1為對照組，組2為實驗組，對照組的平均秩次為55．66，實驗組的平均秩次為67．20，Z值為－2．317，相伴概率為0．021，小于顯著水平0．05，可以認為應該拒絕零假設，認為兩組之間的均值存在顯著差異．綜上數據，可以得出結論，在錯誤演示法講授天平使用時，對比傳統教學，更能提高學生對實驗操作步驟的記憶及對知識點的掌握，能較為有效地突出實驗的重點，并引起學生的注意．
4.3實驗組與對照組學生對實驗整體印象的對比
為了能夠進一步分析學生對實驗整體印象的情況，筆者還設置了一道開放題，“本實驗，您覺得天平調節應該注意哪些方面？”通過統計得到如表9所示結果．從表中可以明顯看出，雖然錯誤演示法的被測人數略小于傳統演示法，但涉及天平水平的答案卻超出傳統演示法，在錯誤演示法中回答天平水平的人數占59．6％，大于傳統演示法的36．9％，也進一步補充驗證了上述研究結果．將難點采用錯誤演示法教學時，學生的印象會深刻，能更好地把重點內容作為重點來記憶．
5結論
本文通過錯誤演示法在大學物理實驗教學中的應用探索，以普通物理實驗課中“密度的測量”里的物理天平使用為例，對比傳統的按照操作步驟的講授方法，差異較為明顯，教學效果有一定的優越性，主要體現在：（1）在錯誤演示法講授天平使用時，對比按步驟教學，更能提高學生對知識掌握的自我認同感，在一定程度上有助于提高學生的學習情感．（2）在錯誤演示法講授天平使用時，更能提高學生對實驗操作步驟的記憶，能更好地增強學生的印象，也能有效地突出實驗的重點，并引起學生的注意，幫助學生對該知識點的吸收．（3）為大學物理實驗的教授提供新的思路，也豐富了物理實驗的講授形式，為物理實驗的教學方法提供了探索空間．當然，要運用好錯誤演示法，筆者發現，也應注意以下幾個方面：（1）首先要求教師對實驗的正確步驟和用法要熟記于心，錯誤演示后，要對錯誤的演示及時進行糾正，這樣才能使得學生的錯誤概念發生轉變．（2）運用錯誤演示法設計教學時，應恰如其分地重視大多數學生錯誤，了解大多數學生普遍出現的問題．（3）目的要明確，應從教學內容的難點和容易出現錯誤的地方進行錯誤演示教學，而不是整堂課的講授都進行錯誤演示，否則整個實驗的講授會有邏輯混亂的感覺．
作者：李澤欽 王笑君 單位：華南師范大學