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概念的学习是观念的改变和发展，而不是新信息的积累。生活中大量的物理现象使学生形成了一些关于这些现象的初步概念（教育学上称为前科学概念，又称相异概念，简称前概念）。我们教师要在学生大脑这张“画布”上作画，遇到的并不是一张“干净的画布”，而是已经被“涂鸦”了：上面杂乱无章得分布着扭曲的、模糊不清的图案。我们不将其去除，就很难在上“作画”。前概念往往根深蒂固，很难改过来，让科学概念取代前概念并非易事。除了用实验、分析、推理外，更需要教师的教学策略。以下结合笔者的教学实践，谈谈这方面的认识和做法。
首先，要让学生对物理概念发表自己的看法，充分暴露学生的前概念；然后使学生充分意识到自己和其他同学所持有的各种观念，通过让学生运用自己的观念尝试去解释教师特别选择的，与学生的前概念矛盾冲突的事例，从而使学生发现自己的观念的局限性和错误；最后教师指导学生进行认知上的转变，形成正确的科学概念，并分析前概念产生的原因，使学生明白前概念的转变途径。
例如，在惯性的学习中，学生在开始学习时易与冲力的概念混淆，认为物体继续前进是因为受到冲力的作用。这时教师可以让学生对这些物体进行受力分析，让学生暴露前概念的错误。
在以后的学习中，学生又会产生“惯性与速度有关，速度大就是惯性大，没有速度就没有惯性”等等类似的前概念。为了使学生暴露这些错误，我们应采用让学生进行认知上的错误，让学生回答地面上静止的物体有没有惯性这个问题。使学生认识到速度的相对性会导致惯性的相对性，从而理解惯性的意义。
从认知的心理学上说，概念的正确性应与具体知识相关联，不是孤立于事例以外。所以引导学生在不同的事例中暴露前概念这一教学策略显得十分重要。
现代教育理论认为，学生只有遇到以下几种情况时，才会改变前概念。遇到新的问题，原有的概念框架无法解释；过去认为很重要的某些知识，现在看来，在解释某些现象时，已不再是必要的了，或者说，原来的概念框架并不是某些现象的最终原因，可能有更根本、更深刻的概念取代它；发现原来的概念在某些方向违背了常理或公认的原理；从原概念推出的结论是荒谬的、无法接受的；原概念与其他有关领域的知识相冲突。例如，在纠正学生“只要闭合线圈中的磁通量不等于零，闭合线圈中就会有感生电流”的错误认识时，教师可提出：“将闭合线圈连接家用电器，然后把磁铁放入线圈中，这些家用电器能使用吗？”这类问题来使学生认识到前概念的荒谬从而消除错误的前概念。
组织学生讨论，揭露前概念的不合理性，从而使学生自愿放弃前概念是一种较好的教学策略。针对一些学生“摩擦力的方向总是与物体运动方向相反”的错误认识，教师提出“人在爬竿时摩擦力向什么方向的问题”可以让学生在争论的过程中发现前概念的结论与受力的情况矛盾，从而正确的认识摩擦力是与相对运动方向或相对运动趋势的方向相反、而不是与运动方向相反。
学生如果只是听教师讲，则学生只是被动的听，缺少对知识的自我构建。组织学生问的讨论不仅调动了学生思维的积极性，还能使不同的前概念之间或前概念与科学概念之间相互“交锋”，使学生真正接受科学概念，放弃前概念。
引导学生接受（或尝试建立）新的概念框架也并非易事，除非这种新的概念框架具备以下优越性，学生才可能接受。能够成功地解释旧概念框架无法解释的现象或问题，而不带来新的矛盾；新概念框架比旧概念框架包括了更本质的内容；新概念框架及其推论是合理的，可以接受的；新概念框架与认知结构中的其他知识没有冲突。
例如“平衡状态”这个概念的建立，在高中物理教学中就不是“一蹴而就”的。在开始学习时，学生头脑中的平衡状态是“物体处于静止或匀速直线运动。”这是从运动角度（表面）对平衡状态下的定义。在这时候，学生会产生“只要速度为零，物体就处于平衡状态”“只要速度大小不变，物体就处于平衡状态”等错误想法。学生会认为上抛运动最高点的物体处于平衡状态，匀速圆周运动的物体也处于平衡状态等。随着学生知识的增加，教师要引导学生逐步从概念的表层深入到概念的本质。例如“平衡状态”的表层是“物体处于静止或匀速直线运动状态”。学过加速度概念后，“平衡状态”应进一步理解为“物体处于加速度为零的状态”，学过牛顿第二定律后“平衡状态”应理解为“物体处于合外力为零状态”。这不仅是对平衡状态概念理解的逐步深入，也是对平衡状态概念理解的不断完善，有了这么一个对“平衡状态”比较完整、深入的理解过程，学生就能清醒地判断匀速圆周运动是不是平衡状态？所受的合外力是否为零？上抛运动的最高点是否是平衡状态？简谐运动的振子在最大位移处是不是处于平衡状态等問题。
前概念产生的原因与人的认识发展过程有密切的联系。人的认识发展总是由浅人深，由表及里的。当人们的认识还停留在浅层、表面时，我们对自然界的认识总是片面的。为什么亚里士多德的许多观点是错误的，就是因为当时人们还没有科学的研究方法，还没有建立严格的、精确的物理概念体系。例如人们对运动与力关系的正确认识就是从伽利略引入了“实验+数学”的科学研究方法逐步开始的。人们对分子运动及热现象的正确认识也是用了统计方法后逐步做到的。人们的许多前概念就是因为物理学的实验及对实验的深入分析使人们对物理现象的本质有了深刻认识后才改变的。例如惯性概念是在人们认识了力的本质与速度本质后才与冲力、速度相区分；也是在人们认识了动能、动量的具体表达式后与动能、动量相区分的。
科学的思维方法对建立科学的概念也具有重要的意义，例如伽利略的假设、推理方法就提示了“重物比轻物下落快”存在的内在矛盾。基于以上的认识，笔者觉得在教学中适度增加物理学史的教学内容，详细介绍物理概念的建立过程，指出前概念的转变途径是有效的教学策略。在教学实践中也确实产生了良好的教学效果，激发了学生的兴趣，提高了学生探究的能力。
首先，要让学生对物理概念发表自己的看法，充分暴露学生的前概念；然后使学生充分意识到自己和其他同学所持有的各种观念，通过让学生运用自己的观念尝试去解释教师特别选择的，与学生的前概念矛盾冲突的事例，从而使学生发现自己的观念的局限性和错误；最后教师指导学生进行认知上的转变，形成正确的科学概念，并分析前概念产生的原因，使学生明白前概念的转变途径。
例如，在惯性的学习中，学生在开始学习时易与冲力的概念混淆，认为物体继续前进是因为受到冲力的作用。这时教师可以让学生对这些物体进行受力分析，让学生暴露前概念的错误。
在以后的学习中，学生又会产生“惯性与速度有关，速度大就是惯性大，没有速度就没有惯性”等等类似的前概念。为了使学生暴露这些错误，我们应采用让学生进行认知上的错误，让学生回答地面上静止的物体有没有惯性这个问题。使学生认识到速度的相对性会导致惯性的相对性，从而理解惯性的意义。
从认知的心理学上说，概念的正确性应与具体知识相关联，不是孤立于事例以外。所以引导学生在不同的事例中暴露前概念这一教学策略显得十分重要。
现代教育理论认为，学生只有遇到以下几种情况时，才会改变前概念。遇到新的问题，原有的概念框架无法解释；过去认为很重要的某些知识，现在看来，在解释某些现象时，已不再是必要的了，或者说，原来的概念框架并不是某些现象的最终原因，可能有更根本、更深刻的概念取代它；发现原来的概念在某些方向违背了常理或公认的原理；从原概念推出的结论是荒谬的、无法接受的；原概念与其他有关领域的知识相冲突。例如，在纠正学生“只要闭合线圈中的磁通量不等于零，闭合线圈中就会有感生电流”的错误认识时，教师可提出：“将闭合线圈连接家用电器，然后把磁铁放入线圈中，这些家用电器能使用吗？”这类问题来使学生认识到前概念的荒谬从而消除错误的前概念。
组织学生讨论，揭露前概念的不合理性，从而使学生自愿放弃前概念是一种较好的教学策略。针对一些学生“摩擦力的方向总是与物体运动方向相反”的错误认识，教师提出“人在爬竿时摩擦力向什么方向的问题”可以让学生在争论的过程中发现前概念的结论与受力的情况矛盾，从而正确的认识摩擦力是与相对运动方向或相对运动趋势的方向相反、而不是与运动方向相反。
学生如果只是听教师讲，则学生只是被动的听，缺少对知识的自我构建。组织学生问的讨论不仅调动了学生思维的积极性，还能使不同的前概念之间或前概念与科学概念之间相互“交锋”，使学生真正接受科学概念，放弃前概念。
引导学生接受（或尝试建立）新的概念框架也并非易事，除非这种新的概念框架具备以下优越性，学生才可能接受。能够成功地解释旧概念框架无法解释的现象或问题，而不带来新的矛盾；新概念框架比旧概念框架包括了更本质的内容；新概念框架及其推论是合理的，可以接受的；新概念框架与认知结构中的其他知识没有冲突。
例如“平衡状态”这个概念的建立，在高中物理教学中就不是“一蹴而就”的。在开始学习时，学生头脑中的平衡状态是“物体处于静止或匀速直线运动。”这是从运动角度（表面）对平衡状态下的定义。在这时候，学生会产生“只要速度为零，物体就处于平衡状态”“只要速度大小不变，物体就处于平衡状态”等错误想法。学生会认为上抛运动最高点的物体处于平衡状态，匀速圆周运动的物体也处于平衡状态等。随着学生知识的增加，教师要引导学生逐步从概念的表层深入到概念的本质。例如“平衡状态”的表层是“物体处于静止或匀速直线运动状态”。学过加速度概念后，“平衡状态”应进一步理解为“物体处于加速度为零的状态”，学过牛顿第二定律后“平衡状态”应理解为“物体处于合外力为零状态”。这不仅是对平衡状态概念理解的逐步深入，也是对平衡状态概念理解的不断完善，有了这么一个对“平衡状态”比较完整、深入的理解过程，学生就能清醒地判断匀速圆周运动是不是平衡状态？所受的合外力是否为零？上抛运动的最高点是否是平衡状态？简谐运动的振子在最大位移处是不是处于平衡状态等問题。
前概念产生的原因与人的认识发展过程有密切的联系。人的认识发展总是由浅人深，由表及里的。当人们的认识还停留在浅层、表面时，我们对自然界的认识总是片面的。为什么亚里士多德的许多观点是错误的，就是因为当时人们还没有科学的研究方法，还没有建立严格的、精确的物理概念体系。例如人们对运动与力关系的正确认识就是从伽利略引入了“实验+数学”的科学研究方法逐步开始的。人们对分子运动及热现象的正确认识也是用了统计方法后逐步做到的。人们的许多前概念就是因为物理学的实验及对实验的深入分析使人们对物理现象的本质有了深刻认识后才改变的。例如惯性概念是在人们认识了力的本质与速度本质后才与冲力、速度相区分；也是在人们认识了动能、动量的具体表达式后与动能、动量相区分的。
科学的思维方法对建立科学的概念也具有重要的意义，例如伽利略的假设、推理方法就提示了“重物比轻物下落快”存在的内在矛盾。基于以上的认识，笔者觉得在教学中适度增加物理学史的教学内容，详细介绍物理概念的建立过程，指出前概念的转变途径是有效的教学策略。在教学实践中也确实产生了良好的教学效果，激发了学生的兴趣，提高了学生探究的能力。