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什么是相异构想？教育理论上把学生由感性认识得出的偏离科学现象本质和科学概念的理解与想法称为相异构想.研究表明，学生正式学习物理前已形成大量的相异构想，相异构想的存在，使得学生难以用科学的眼光去看问题，遵循科学的思维去想问题，成了学生学习相关知识的重大障碍，造成物理教学的效率低下，发现并采用一定的教学方法帮助学生转变这些相异构想，一直是迫切需要解决的实际问题.因此，调查初中生有关物理知识的相异构想，分析初中生有关物理知识相异构想形成的原因，寻找转变相异构想的有效策略，对于走出物理教学的困境，提高物理教学效益，必将产生积极作用.
1 初中生有关物理知识相异构想的初步调查
笔者根据教学经验自拟了一份问卷.利用判断题的形式，在上新课前对我校初二的学生进行测试，检测学生的相异构想.现选择部分学生的相异构想，见表1中初中部分.
为了了解经过初中二年物理的学习，学生对相异构想解决的情况如何，又选取了高中的一些学生进行测试.检测出学生部分物理知识的相异构想，现选择部分学生的相异构想，见表1中高中部分.
2 初中生有关物理知识相异构想的原因分析
通过以上相异构想的调查、分析，个别访谈，可以发现初中生形成物理知识相异构想主要原因有以下几个方面：
2.1 日常生活经验的影响
学生头脑中的相异构想源于对大量的日常生活现象的观察和感知，这些经验在其大脑中逐渐深化发展，经过感觉、知觉、表象阶段最终形成概念.学生头脑中的相异构想完全是自发的，他们是凭借自己的感觉经验建构起来的.学生虽然接触了许多现象，但是感觉印象又不全面，因此，在此基础上经过思维加工而形成片面或错误的认识.如“力是维持物体运动的原因”这一观点在历史上曾持续了两千多年，现在在学生中仍能找到它的“追随者”.原因是现实生活中很容易找到相应例子.如教室桌椅推它就运动，不推就静止，所以学生自然就得出：有力就运动、无力就静止的错误观点.
2.2 日常生活中某些说法误导
主要表现为：（1）人们之间进行交流时对某些物理概念曲解；（2）电视、网络等大众传媒对某些物理概念不正确表述；（3）某些资料对物理概念片面解释等.如生活中买东西时，称量的是“质量”而习惯上常说成“重量”是多少.于是学生想当然地把生活中的“重量”和物理概念中的“质量”等同起来.
2.3 学生学习方法不当
学生理解科学概念的过程，大致经历领会、运用、完善和扩展四个阶段.这四个阶段中任何一个阶段的认知不完善，都会影响相异构想的转变.中学生学习概念时死记硬背、思维定势、逻辑混淆等都会影响到学生相异构想的转变.很多概念不仅仅是记住就可以解决问题，记住只是对概念的表面认识，实际学生并没有因为学习了科学概念就把相异构想摈弃掉，相反，他们把它保存在思维体系中，当用来回答老师提问、做题和考试时，他们会尽可能地应用科学概念；当解释一些现象时，他们又“自觉”搬出自己很熟悉的相异构想.如学习了牛顿第一定律后，学生做题、考试时用该定律进行解释，而在生活中，遇到物体运动时又认为是力的作用导致的.
2.4 教师教学方法不对
教师迫于升学率的压力，为了加快教学进度，教法上采用了传统观念上的 “接受式教学法”，导致学生对物理知识死记硬背、一知半解，对物理问题的分析缺乏科学的观察、科学的依据和方法.
3 相异构想的转变策略研究
相异构想的存在，对物理教学有着不可低估的负面影响，那么我们如何来突破学生的相异构想提高教学效率呢？下面笔者以苏科版8年级下册第九章第二节《牛顿第一定律》为例，谈谈我们的转变策略.
3.1 进行问卷调查，诊断相异构想
学生通常不能自发地意识到自已存在的相异构想，这就需要教师采取合适的方法来诊断，同时教师也可对学生的相异构想做到心中有数.教师可以通过问卷调查，给学生一系列问题，从他们的回答中推出隐藏在其中的错误观念.比如本课中，通过发放问卷调查和与学生的交流，得出有85%以上的学生认为“力是维持物体运动的原因”是正确的.
3.2 创设冲突情境，暴露相异构想
知识总是在一定的情境中产生和发展的，学习过程不只是被动地接受知识，更是理解知识、加工知识，主动建构知识的过程.教师借助一定手段设置能使学生产生认知困惑和冲突的问题情境，一方面可以唤起学生的思维注意，活跃课堂气氛，另一方面可让学生充分暴露错误观念，最大程度地展示出相异构想，找出问题症结.本课可以设置如下冲突情境.
师：多媒体展示图1情景，请同学们完成图中的填空.
生1：如果我们不去推原来静止的小车，它就不会运动；小车运动后，如果不继续推它，它就会停下来.这说明没有力物体就不能运动.
生2：风吹树摇，风停树静.如果没有风吹，树就处于静止状态.这说明力是维持物体运动的原因.
师：推车车动，不推不动；风吹树摇，风停树静.生活中的许多现象给我们这样一个直觉：只有施加了力，物体才能运动，要使物体持续运动，只有持续施加力.
教师演示：取一辆小车，车轮朝上，在讲台上推着前进，突然松手.
教师继续演示：同一辆小车，车轮朝下，在讲台上推着前进，突然松手.
师：同学们看到了什么现象？比较两次的实验，你发现了什么？
生：松手后，小车会继续向前滑行一段距离.
生：同一辆小车，车轮朝下时，小车继续向前滑行的距离比车轮朝上时滑行得远.
师：松手后，没有推力小车怎么会继续向前运动呢？
生议论、交流.
师：可见力并不是维持物体运动的原因，没有力物体就不能运动的观点并不正确.
3.3 加强科学探究，否定相异构想，建立科学概念 《物理课程标准》指出，科学探究既是学生的学习目标，又是重要的教学方式之一.将科学探究列入内容标准，旨在将学习重心从过分强调知识的传授和积累向知识的探究过程转化，从学生被动接受知识向主动获取知识转化，从而培养学生的科学探究能力、实事求是的科学态度和敢于创新的探索精神.科学探究中，让学生经历设计实验、进行实验、收集和分析实验数据等自主活动，让全体学生都参与其中，在相互启发和交流中实现共同进步，把不全面或欠科学的认识统一到正确的结论上来，从而否定相异构想，建立起科学概念.本课可以进行如下科学探究.
（1）提出问题
教师在创设冲突情境的基础上提问.
师：想想看，是什么原因造成小车停下来的？
生：所受摩擦阻力不同.
提出问题：运动的物体如果不受阻力，会怎样运动呢？
（2）猜想与假设
师：下面我们一起来探究阻力对物体运动的影响.先请大家猜一猜如果运动着的物体受到的阻力大小不同，那么物体运动的路程会有怎样的变化？并说出你的理由.
生：如果运动着的物体受到的阻力越小，物体运动的路程越远.比如刚才的演示实验中，同一辆小车，车轮朝下时摩擦力比车轮朝上时小，小车滑行得远.
师：很好.那么运动的物体如果不受阻力，会怎样运动呢？
生：一直运动下去.
（3）设计实验
实验前请同学们观察书P65图9-4和P66做一做，并思考一下问题：
①为什么强调木板处于水平？
②每次实验都需从斜面上的同一高度下滑，其目的是什么？
③让同一小车在三种不同材料的表面上运动的目的是什么？
④实验中又是通过比较什么来比较阻力对物体运动的影响？
学生答：（略）
（4）进行实验
学生分组实验，观察并比较每次小车停下的位置，将实验结果记录在书P66表格内.
学生实验：（略）
（5）分析论证，得出结论
引导学生分析下面的问题，从而得出结论.
①三次实验，小车最终都静止，为什么？
②三次实验，小车运动的距离不同，这说明什么问题？
③小车运动距离的长短跟受到的阻力大小有什么关系？
④若使小车运动时受到的阻力进一步减小，小车运动的距离如何变化？
⑤根据上面的实验进行推理，若没有阻力，小车将会怎样运动？
学生答：（略）
生归纳：通过对实验现象的分析可知，运动物体受到的阻力越小，其运动的路程越长.设想小车在绝对光滑的水平面上运动，即不受阻力的作用，小车将以恒定不变的速度一直运动下去.
师：非常好.其实我们做的实验，伽利略就做过，英国物理学家牛顿在伽利略等科学家研究的基础上，对大量的事实进行了深入地研究，总结出牛顿第一定律：一切物体在没有受到力的作用的时候，总保持静止状态或匀速直线运动状态.牛顿第一定律是通过分析事实，再进一步概括、推理得出的.虽然世界上没有真正不受力的物体，但大量的事实可以验证这一定律是正确的.牛顿第一定律还从另一侧面说明了力与运动的关系：力不是维持物体运动的原因，力是使物体运动状态发生改变的原因.
3.4 强化练习，巩固科学概念
实现了对相异构想的转化并不是学习的结束.学生刚刚发生概念转变后，科学概念和相异构想并存在脑海中，要求学生一次性理解科学概念是不符合认知规律的.学生要彻底转变相异构想，还需通过训练，灵活运用科学概念解决问题，达到对科学概念的深化和活化，相异构想才能真正发生转变.本课可以进行如下强化练习.
课件展示习题：
（1）正在做曲线运动的物体，若它所受到的外力同时消失，那么它将
A.物体立即停下来
B.物体继续做曲线运动
C.物体将做匀速直线运动
D.物体将改变运动方向
（2）关于力和运动的关系，下列说法正确的是
A.物体受力才会运动
B.力使物体的运动状态发生改变
C.停止用力，运动的物体就会停止
D.力是使物体保持静止或匀速直线运动状态的原因
强化练习时，学生很可能会引起争论，那么争论的过程就是科学概念与具体问题结合的过程，即巩固、活化概念的过程.
3.5 激发反思，消除相异构想
教学实践表明，学生在头脑中建立正确的力和运动关系的过程，并非一帆风顺，常常形成与亚里士多德相似的观点，且根深蒂固.处理具体的实际问题时，一些直觉的错误观点不时冒出来，存在着严重的“口是心非”问题.在教学中，教师要积极创造反思条件，引导学生自觉反思，强化学生的反思意识，通过对相异构想的反思，逐步实现对概念全面、准确地理解，化腐朽为神奇，消除相异构想的副作用.
本课在课堂小结阶段，教师可激发学生从以下几个方面进行反思：（1）原来对力和运动关系是如何理解的；（2）现在对力和运动关系是如何理解的；（3）两种理解的相同、相异之处是什么；（4）自己是如何转变原来的理解形成科学概念的.
实践证明，学生的相异构想是普遍存在的，相异构想向科学概念转变是思维结构转变，是在学生头脑中引发一场革命.因此，针对相异构想造成思维障碍，教师应适时地、有针对性地纠正学生长期以来形成的错误生活经验或概念，引导学生科学地分析物理现象，使学生对自己的相异构想从潜意识转为有意识状态，从心理和行动上真正参与到相异构想的转变过程中，形成科学概念.
1 初中生有关物理知识相异构想的初步调查
笔者根据教学经验自拟了一份问卷.利用判断题的形式，在上新课前对我校初二的学生进行测试，检测学生的相异构想.现选择部分学生的相异构想，见表1中初中部分.
为了了解经过初中二年物理的学习，学生对相异构想解决的情况如何，又选取了高中的一些学生进行测试.检测出学生部分物理知识的相异构想，现选择部分学生的相异构想，见表1中高中部分.
2 初中生有关物理知识相异构想的原因分析
通过以上相异构想的调查、分析，个别访谈，可以发现初中生形成物理知识相异构想主要原因有以下几个方面：
2.1 日常生活经验的影响
学生头脑中的相异构想源于对大量的日常生活现象的观察和感知，这些经验在其大脑中逐渐深化发展，经过感觉、知觉、表象阶段最终形成概念.学生头脑中的相异构想完全是自发的，他们是凭借自己的感觉经验建构起来的.学生虽然接触了许多现象，但是感觉印象又不全面，因此，在此基础上经过思维加工而形成片面或错误的认识.如“力是维持物体运动的原因”这一观点在历史上曾持续了两千多年，现在在学生中仍能找到它的“追随者”.原因是现实生活中很容易找到相应例子.如教室桌椅推它就运动，不推就静止，所以学生自然就得出：有力就运动、无力就静止的错误观点.
2.2 日常生活中某些说法误导
主要表现为：（1）人们之间进行交流时对某些物理概念曲解；（2）电视、网络等大众传媒对某些物理概念不正确表述；（3）某些资料对物理概念片面解释等.如生活中买东西时，称量的是“质量”而习惯上常说成“重量”是多少.于是学生想当然地把生活中的“重量”和物理概念中的“质量”等同起来.
2.3 学生学习方法不当
学生理解科学概念的过程，大致经历领会、运用、完善和扩展四个阶段.这四个阶段中任何一个阶段的认知不完善，都会影响相异构想的转变.中学生学习概念时死记硬背、思维定势、逻辑混淆等都会影响到学生相异构想的转变.很多概念不仅仅是记住就可以解决问题，记住只是对概念的表面认识，实际学生并没有因为学习了科学概念就把相异构想摈弃掉，相反，他们把它保存在思维体系中，当用来回答老师提问、做题和考试时，他们会尽可能地应用科学概念；当解释一些现象时，他们又“自觉”搬出自己很熟悉的相异构想.如学习了牛顿第一定律后，学生做题、考试时用该定律进行解释，而在生活中，遇到物体运动时又认为是力的作用导致的.
2.4 教师教学方法不对
教师迫于升学率的压力，为了加快教学进度，教法上采用了传统观念上的 “接受式教学法”，导致学生对物理知识死记硬背、一知半解，对物理问题的分析缺乏科学的观察、科学的依据和方法.
3 相异构想的转变策略研究
相异构想的存在，对物理教学有着不可低估的负面影响，那么我们如何来突破学生的相异构想提高教学效率呢？下面笔者以苏科版8年级下册第九章第二节《牛顿第一定律》为例，谈谈我们的转变策略.
3.1 进行问卷调查，诊断相异构想
学生通常不能自发地意识到自已存在的相异构想，这就需要教师采取合适的方法来诊断，同时教师也可对学生的相异构想做到心中有数.教师可以通过问卷调查，给学生一系列问题，从他们的回答中推出隐藏在其中的错误观念.比如本课中，通过发放问卷调查和与学生的交流，得出有85%以上的学生认为“力是维持物体运动的原因”是正确的.
3.2 创设冲突情境，暴露相异构想
知识总是在一定的情境中产生和发展的，学习过程不只是被动地接受知识，更是理解知识、加工知识，主动建构知识的过程.教师借助一定手段设置能使学生产生认知困惑和冲突的问题情境，一方面可以唤起学生的思维注意，活跃课堂气氛，另一方面可让学生充分暴露错误观念，最大程度地展示出相异构想，找出问题症结.本课可以设置如下冲突情境.
师：多媒体展示图1情景，请同学们完成图中的填空.
生1：如果我们不去推原来静止的小车，它就不会运动；小车运动后，如果不继续推它，它就会停下来.这说明没有力物体就不能运动.
生2：风吹树摇，风停树静.如果没有风吹，树就处于静止状态.这说明力是维持物体运动的原因.
师：推车车动，不推不动；风吹树摇，风停树静.生活中的许多现象给我们这样一个直觉：只有施加了力，物体才能运动，要使物体持续运动，只有持续施加力.
教师演示：取一辆小车，车轮朝上，在讲台上推着前进，突然松手.
教师继续演示：同一辆小车，车轮朝下，在讲台上推着前进，突然松手.
师：同学们看到了什么现象？比较两次的实验，你发现了什么？
生：松手后，小车会继续向前滑行一段距离.
生：同一辆小车，车轮朝下时，小车继续向前滑行的距离比车轮朝上时滑行得远.
师：松手后，没有推力小车怎么会继续向前运动呢？
生议论、交流.
师：可见力并不是维持物体运动的原因，没有力物体就不能运动的观点并不正确.
3.3 加强科学探究，否定相异构想，建立科学概念 《物理课程标准》指出，科学探究既是学生的学习目标，又是重要的教学方式之一.将科学探究列入内容标准，旨在将学习重心从过分强调知识的传授和积累向知识的探究过程转化，从学生被动接受知识向主动获取知识转化，从而培养学生的科学探究能力、实事求是的科学态度和敢于创新的探索精神.科学探究中，让学生经历设计实验、进行实验、收集和分析实验数据等自主活动，让全体学生都参与其中，在相互启发和交流中实现共同进步，把不全面或欠科学的认识统一到正确的结论上来，从而否定相异构想，建立起科学概念.本课可以进行如下科学探究.
（1）提出问题
教师在创设冲突情境的基础上提问.
师：想想看，是什么原因造成小车停下来的？
生：所受摩擦阻力不同.
提出问题：运动的物体如果不受阻力，会怎样运动呢？
（2）猜想与假设
师：下面我们一起来探究阻力对物体运动的影响.先请大家猜一猜如果运动着的物体受到的阻力大小不同，那么物体运动的路程会有怎样的变化？并说出你的理由.
生：如果运动着的物体受到的阻力越小，物体运动的路程越远.比如刚才的演示实验中，同一辆小车，车轮朝下时摩擦力比车轮朝上时小，小车滑行得远.
师：很好.那么运动的物体如果不受阻力，会怎样运动呢？
生：一直运动下去.
（3）设计实验
实验前请同学们观察书P65图9-4和P66做一做，并思考一下问题：
①为什么强调木板处于水平？
②每次实验都需从斜面上的同一高度下滑，其目的是什么？
③让同一小车在三种不同材料的表面上运动的目的是什么？
④实验中又是通过比较什么来比较阻力对物体运动的影响？
学生答：（略）
（4）进行实验
学生分组实验，观察并比较每次小车停下的位置，将实验结果记录在书P66表格内.
学生实验：（略）
（5）分析论证，得出结论
引导学生分析下面的问题，从而得出结论.
①三次实验，小车最终都静止，为什么？
②三次实验，小车运动的距离不同，这说明什么问题？
③小车运动距离的长短跟受到的阻力大小有什么关系？
④若使小车运动时受到的阻力进一步减小，小车运动的距离如何变化？
⑤根据上面的实验进行推理，若没有阻力，小车将会怎样运动？
学生答：（略）
生归纳：通过对实验现象的分析可知，运动物体受到的阻力越小，其运动的路程越长.设想小车在绝对光滑的水平面上运动，即不受阻力的作用，小车将以恒定不变的速度一直运动下去.
师：非常好.其实我们做的实验，伽利略就做过，英国物理学家牛顿在伽利略等科学家研究的基础上，对大量的事实进行了深入地研究，总结出牛顿第一定律：一切物体在没有受到力的作用的时候，总保持静止状态或匀速直线运动状态.牛顿第一定律是通过分析事实，再进一步概括、推理得出的.虽然世界上没有真正不受力的物体，但大量的事实可以验证这一定律是正确的.牛顿第一定律还从另一侧面说明了力与运动的关系：力不是维持物体运动的原因，力是使物体运动状态发生改变的原因.
3.4 强化练习，巩固科学概念
实现了对相异构想的转化并不是学习的结束.学生刚刚发生概念转变后，科学概念和相异构想并存在脑海中，要求学生一次性理解科学概念是不符合认知规律的.学生要彻底转变相异构想，还需通过训练，灵活运用科学概念解决问题，达到对科学概念的深化和活化，相异构想才能真正发生转变.本课可以进行如下强化练习.
课件展示习题：
（1）正在做曲线运动的物体，若它所受到的外力同时消失，那么它将
A.物体立即停下来
B.物体继续做曲线运动
C.物体将做匀速直线运动
D.物体将改变运动方向
（2）关于力和运动的关系，下列说法正确的是
A.物体受力才会运动
B.力使物体的运动状态发生改变
C.停止用力，运动的物体就会停止
D.力是使物体保持静止或匀速直线运动状态的原因
强化练习时，学生很可能会引起争论，那么争论的过程就是科学概念与具体问题结合的过程，即巩固、活化概念的过程.
3.5 激发反思，消除相异构想
教学实践表明，学生在头脑中建立正确的力和运动关系的过程，并非一帆风顺，常常形成与亚里士多德相似的观点，且根深蒂固.处理具体的实际问题时，一些直觉的错误观点不时冒出来，存在着严重的“口是心非”问题.在教学中，教师要积极创造反思条件，引导学生自觉反思，强化学生的反思意识，通过对相异构想的反思，逐步实现对概念全面、准确地理解，化腐朽为神奇，消除相异构想的副作用.
本课在课堂小结阶段，教师可激发学生从以下几个方面进行反思：（1）原来对力和运动关系是如何理解的；（2）现在对力和运动关系是如何理解的；（3）两种理解的相同、相异之处是什么；（4）自己是如何转变原来的理解形成科学概念的.
实践证明，学生的相异构想是普遍存在的，相异构想向科学概念转变是思维结构转变，是在学生头脑中引发一场革命.因此，针对相异构想造成思维障碍，教师应适时地、有针对性地纠正学生长期以来形成的错误生活经验或概念，引导学生科学地分析物理现象，使学生对自己的相异构想从潜意识转为有意识状态，从心理和行动上真正参与到相异构想的转变过程中，形成科学概念.