1理论基础
1.1认知冲突理论基础
错误演示法以认知冲突理论为基础，认知冲突是指学生的原有认知结构与所学新知识之间无法包容的矛盾，最早由美国心理学家费斯汀格提出．教学中利用学生的认知冲突，既能激起学生激烈的思维振荡，又会催生出乐于学习的积极情感．错误演示法就是在教学过程中通过外界的人为因素，利用错误演示，来激发学生的认知矛盾，意在引起学生的有意注意，调动学生的认知内驱力，促进学生积极、高效地优化物理实验的认知结构．
1.2错误概念转变的理论基础
除上述之外，错误演示法还建立在概念转变的理论基础上，了解了学生的错误概念是实现概念转变的前提．教师首先应该在态度上关注学生学习科学概念之前存在的错误概念，从而了解学生头脑中存在的错误概念．然后提出错误概念，对错误概念进行转换，创设“冲突情境”是一种非常有效的教学方式，能有效地优化学生的认知结构．创设“冲突情境”主要针对一些学生容易产生错误概念的教学内容展开．概念转变教学就是一种立足于学生的已有认识，使学生的错误概念向科学概念转变的教学，概念转变教学过程就是认知冲突的引发及其解决的过程．本文运用错误演示法，就是希望利用学生的错误概念，创设冲突情境，然后进行概念转变教学的过程．有别于其他的教学方法，它往往是从反面作为知识点的切入口，对学生有较高的能力要求．所以错误的设计往往是只服务于课堂上重点、难点的突破，切勿任意的展开、无限制的延伸．因此，在用错误演示法进行教学时，笔者是在实验教学中较为关键、重点的地方设计，而非从头到尾都是纠正演示，希望能在关键知识点教学中提高效果．
1.3问题的提出
在大学物理实验课，关于实验步骤与注意事项的讲授中，如果按照实验的操作步骤逐一讲授，学生的错误概念转化较少，认知冲突不明显，如果通过错误演示，然后纠正的方法讲授，增加了学生的认知冲突．然而这种错误演示的方法，相对过去的逐一按步骤讲授，能否使学生对知识掌握得更明显？能否使学生对知识掌握的情感更强烈？本文期望通过这两种不同讲授方式对比，得出初步的探索．
2研究对象的选定与处理
本文以华南师范大学物理与电信工程学院的大一新生作为研究对象，选取大一新生作为实验研究对象，是因为大一新生都是第一次上大学物理实验课，基本排除了因上大学实验课后，导致的个体差异，从而提高实验结果的可信度．本次实验研究中，随机选取了140人作为实验对象，分为两个组，每组70人．在进行教学实验研究前，每组的男女比例、整体教学氛围、任课教师等基本相同．尽最大的可能控制实验前的无关变量，提高实验的内部效度。实验组在讲授实验步骤和注意问题时，采用错误演示的方法教学，对照组还是进行传统实验步骤的实验教学方法．实验组和对照组所接受的教学内容都是初次接触，均为完全不知道的情况，并且在实验过程中没有对任何一组的学生进行实验的强化处理，均为相同的实验操作情境．教授的内容均为普通实验的“物体密度的测量”，整体教案一致，只是在其中有关物理天平的使用方面，运用了两种不同的教学方法．
3教学方法的实施与应用
笔者选取的课题是大学普通物理实验“物体密度的测量”．在学生自主实验前，我们常常需要简要地介绍实验的操作规范和操作方法．本实验所需要用到的主要仪器是天平，首先调节好天平，才能进行液体或固体密度的测量，天平调节的细节体现了学生对实验操作的规范程度．对于刚入学的大学生而言，中学阶段大部分学生较少甚至没有接触过较为精密的物理天平，如何正确使用物理天平成为大学新生较为普遍的易错点．笔者通过两种教学方法来讲解天平的使用，将学生分为对照组和实验组，具体教学方法如下．对照组：笔者将物理天平放置在讲台上，按正确步骤为该组学生演示天平使用．首先，调节天平的底脚螺丝，让水准仪气泡到中央；其次，调节游码，使得游码到零刻度；再次，调节物理天平的平衡螺母，让天平的指针竖直向下；演示完毕之后，课堂继续进行，对有关测量密度的原理进行讲解．实验组：同样，笔者将物理天平放置在讲台上，但演示步骤与对照组学生不同．首先，调节物理天平的平衡螺母，让天平的指针竖直向下；其次，调节游码，使得游码到零刻度；再次，调节天平的底脚螺丝，让水准仪气泡到中央；最后，口头告诉学生该操作步骤有误，正确步骤应该是反过来的；之后，课堂继续进行，对有关测量密度的原理进行讲解．
4应用SPSS软件进行实证研究
4.1实验组与对照组学生知识掌握的自我认同的对比
本文通过命制问题，当堂测试，“关于天平使用的注意方面，您觉得自己得到了收获吗？”设置4个不同的选项。利用SPSS软件，将选项中的“非常同意”、“比较同意”、“不同意”、“非常不同意”4种不同程度依次设置为“4”、“3”、“2”、“1”，其中，组别1为对照组，组别2为实验组，录入数据如表3．此类情况多采用秩和检验，即利用非参数检验，这里采用的是两独立样本的非参数检验，继续对两个样本进行Mann－WhitneyU检验，即判别两个独立样本所属的总体均值是否相同。其中，在表4中，组1为对照组，组2为实验组，对照组的平均秩次为51．65，实验组的平均秩次为72．74，Z值为－3．789，相伴概率为0．0，明显小于显著水平0．05，可以认为应该拒绝零假设，认为两组之间的均值存在显著差异．这说明错误演示法对学生的知识情感的认可程度产生了影响，两种教学方法之间是有显著性差异的．综上数据，可以得出结论，在错误演示法讲授天平使用时，对比传统教学，更能提高学生对知识掌握的自我认同感，一定程度上提高了学生对学习的情感．
4.2实验组与对照组学生知识点掌握的对比
关于学生知识点掌握的情况，为了避免设置无关题目降低对该研究的可靠性，针对性地就天平使用的操作步骤这个最相关的知识点，命制了有关操作步骤的测试题目，探索两组学生通过两种不同的方法教学后，对这个知识点的重视情况及掌握的程度，进行了当堂问卷测试，“在天平调节时，应最先调节哪个呢？”同样，利用SPSS软件，将本题选项中的正确答案设置为“1”，其他3个错误答案均设置为“0”，其中，组别1为对照组，组别2为实验组，录入数据如表6．利用非参数检验，这里继续采用的是两独立样本的非参数检验，对两个样本进行Mann－WhitneyU检验，即判别两个独立样本所属的总体均值是否相同。同样的，在表7中，组1为对照组，组2为实验组，对照组的平均秩次为55．66，实验组的平均秩次为67．20，Z值为－2．317，相伴概率为0．021，小于显著水平0．05，可以认为应该拒绝零假设，认为两组之间的均值存在显著差异．综上数据，可以得出结论，在错误演示法讲授天平使用时，对比传统教学，更能提高学生对实验操作步骤的记忆及对知识点的掌握，能较为有效地突出实验的重点，并引起学生的注意．
4.3实验组与对照组学生对实验整体印象的对比
为了能够进一步分析学生对实验整体印象的情况，笔者还设置了一道开放题，“本实验，您觉得天平调节应该注意哪些方面？”通过统计得到如表9所示结果．从表中可以明显看出，虽然错误演示法的被测人数略小于传统演示法，但涉及天平水平的答案却超出传统演示法，在错误演示法中回答天平水平的人数占59．6％，大于传统演示法的36．9％，也进一步补充验证了上述研究结果．将难点采用错误演示法教学时，学生的印象会深刻，能更好地把重点内容作为重点来记忆．
5结论
本文通过错误演示法在大学物理实验教学中的应用探索，以普通物理实验课中“密度的测量”里的物理天平使用为例，对比传统的按照操作步骤的讲授方法，差异较为明显，教学效果有一定的优越性，主要体现在：（1）在错误演示法讲授天平使用时，对比按步骤教学，更能提高学生对知识掌握的自我认同感，在一定程度上有助于提高学生的学习情感．（2）在错误演示法讲授天平使用时，更能提高学生对实验操作步骤的记忆，能更好地增强学生的印象，也能有效地突出实验的重点，并引起学生的注意，帮助学生对该知识点的吸收．（3）为大学物理实验的教授提供新的思路，也丰富了物理实验的讲授形式，为物理实验的教学方法提供了探索空间．当然，要运用好错误演示法，笔者发现，也应注意以下几个方面：（1）首先要求教师对实验的正确步骤和用法要熟记于心，错误演示后，要对错误的演示及时进行纠正，这样才能使得学生的错误概念发生转变．（2）运用错误演示法设计教学时，应恰如其分地重视大多数学生错误，了解大多数学生普遍出现的问题．（3）目的要明确，应从教学内容的难点和容易出现错误的地方进行错误演示教学，而不是整堂课的讲授都进行错误演示，否则整个实验的讲授会有逻辑混乱的感觉．
作者：李泽钦 王笑君 单位：华南师范大学