張伏文

初中物理學(xué)習(xí)奠定了學(xué)生今后學(xué)習(xí)物理的基礎(chǔ)，而對于初中的物理教師而言，物理教學(xué)面臨著諸多的困境，主要是由于初中生的思維限制，多數(shù)學(xué)生厭倦物理解題，因此，只有找到良好的教學(xué)方法和學(xué)習(xí)方法，才能提高學(xué)生對物理學(xué)習(xí)的興趣.本文旨在例談“轉(zhuǎn)換法”在初中物理中的應(yīng)用.

所謂轉(zhuǎn)換法，指物理學(xué)中有許多由于物質(zhì)自身屬性的原因，很難用儀表或儀器直接測量的物理量，還有是因為受條件限制而難以提高測量準(zhǔn)確度的物理量，需要按照物理量間的定量關(guān)系與各種效應(yīng)，把難測量的物理量轉(zhuǎn)化為簡單測量的物理量實施測量，然后再測量需要測量的物理量的量值.如：無法用儀器測量和觀察分子的運動及其運動的快慢，需要運用轉(zhuǎn)換法，找兩個同樣大小的量杯，杯中倒入不同溫度，但相同刻度的水，分別滴入一滴墨水，透過量杯觀察墨水在水中的擴(kuò)散程度，因為墨水是由分子組成，如此就可以輕松的研究分子的運動.轉(zhuǎn)換就是事物在發(fā)生、發(fā)展和變化過程中所彰顯出來的表面特征和外部形式，以便做出一個物理過程中難于發(fā)現(xiàn)的運動規(guī)律和演變本質(zhì)的推論.簡單來說，轉(zhuǎn)化法就是在保證效果相同的基礎(chǔ)上，把難見的現(xiàn)象轉(zhuǎn)化為易見的現(xiàn)象；把復(fù)雜、陌生的問題轉(zhuǎn)化為簡單、熟悉的問題；把難測量或難測準(zhǔn)的物理量轉(zhuǎn)化為易測量或易測準(zhǔn)的物理量的方法.

1.轉(zhuǎn)換法在難觀察的現(xiàn)象中的應(yīng)用

于初中學(xué)生而言，能看見的、具體的宏觀的現(xiàn)象容易被了解與掌握，但一些看不見、摸不著的抽象的物質(zhì)的微觀現(xiàn)象，若要使它們被學(xué)生了解與認(rèn)識，必須將其轉(zhuǎn)化為學(xué)生能看見、能摸著且熟悉的宏觀現(xiàn)象.

轉(zhuǎn)換法在觀察難以理解的現(xiàn)象中的應(yīng)用有：看不見、摸不到的空氣、電流、磁場等.首先，對空氣的認(rèn)識，可以轉(zhuǎn)換為空氣流動所產(chǎn)生的作用來認(rèn)識；對電流的認(rèn)識，對電路中是否存在電流和電流的大小，可以通過觀察連接在電路中的小燈泡是否發(fā)光，發(fā)光則存在電流，反之則不存在，電流的大小可通過燈泡的亮度來判斷，燈泡越亮電流越大，反之則電流較??；最后，對磁場的認(rèn)識，可將一個指向南北方向的小磁針放置在一個條形磁體的旁邊，由于磁力的影響，小磁針會向磁場的方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)，其靜止時，所指方向不是南北方向.此外，還有壓力、聲波等，也可運用轉(zhuǎn)換法.

2.轉(zhuǎn)換法在測量工具原理中的應(yīng)用

一部分實驗測量工具就利用了轉(zhuǎn)換法，就是把那些不能直接測量或觀察的量用可直接量度的量間接表現(xiàn)出來.

初中物理中的彈簧測力計、溫度計、微小壓強(qiáng)計就是轉(zhuǎn)換法的應(yīng)用.彈簧測力計的制作原理，在彈性限度之內(nèi)，彈簧的拉力越大其伸長就越長，我們可以直接觀察與測量彈簧的長度變化，對于看不見也摸不著的力的大小正與彈簧長度變化相關(guān)，因此力的大小便可以用彈簧長度的變化來量度；溫度計的原理，其制作原理源于液體的熱脹冷縮，溫度的高低是無法看到的，而液體體積的膨脹卻是可以用眼睛觀察到的，液體體積的熱膨脹與溫度的變化存在直接關(guān)系，因此溫度的高低可以用液體體積的膨脹表現(xiàn)出來；微小壓強(qiáng)計的制作原理，其是利用U型管左右兩側(cè)液柱的高低來衡量液體壓強(qiáng)的變化.[HJ1.45mm]

3.轉(zhuǎn)換法在測量中的應(yīng)用

初中物理教材中有些引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行一些物理量的測量，通常會遇到一些不能直接測量或不易測量的物理量，需要將不能或不易測量的物理量轉(zhuǎn)換為可直接或能簡單測量的物理量.例如：一，不規(guī)則小石塊體積的測量實驗中，將小石塊的體積轉(zhuǎn)換成排開水的體積，是變不易直接測量的量轉(zhuǎn)換為能夠直接測量的量；二，在特殊測量的教學(xué)中，有一項關(guān)于車輪周長的測量，其可利用轉(zhuǎn)換法做一個標(biāo)記在車輪上，把車輪從標(biāo)記出開始沿直線在地面上推動其前進(jìn)至一周，用刻度尺量出線段的長度即為車輪的周長；三，測量大氣壓為多少的實驗，大氣壓的值是不能直接被測出的，而大氣壓與水銀柱間存在直接的關(guān)系，大氣壓的大小可以通過水銀柱高度所產(chǎn)生的壓強(qiáng)來判斷；四，研究影響滑動摩擦力大小因素的實驗，可利用二力平衡的原理，沿水平方向拉動木塊，保持木塊直線勻速運動狀態(tài)，就可以將摩擦力大小的測量轉(zhuǎn)換為拉力大小的測量；五，對于電阻與電熱關(guān)系的研究，無法直接測量或比較電流經(jīng)過阻值不同的兩根電阻絲所產(chǎn)生的熱量，則可通過轉(zhuǎn)換為煤油吸熱，觀測煤油溫度的變化得出電阻的放熱量.

4.轉(zhuǎn)換法在實驗顯示器的應(yīng)用

部分初中物理的實驗，科學(xué)儀器顯示設(shè)備能夠進(jìn)行更準(zhǔn)確的測量，將未知的測量信息轉(zhuǎn)換為能通過儀器顯示出的數(shù)據(jù)信息，便于對物理規(guī)律的探究.例如：電路中的電流分為大小電流，可以通過電流表指針偏轉(zhuǎn)的大小得知電路中電流的大??；對物體重量的準(zhǔn)確測量，可運用天平的平衡砝碼來測量，天平的左右盤中的物體重量同等，砝碼即為物體的重量；測量被測區(qū)域內(nèi)溫度時，可用溫度計的液體膨脹來確定溫度的高低等.

5.轉(zhuǎn)換法在物理應(yīng)用題中的應(yīng)用

運用物理科學(xué)方法的轉(zhuǎn)換法，可以使章節(jié)課后的難題更容易和簡單地解決.例如：彈力章節(jié)后，有一道關(guān)于“用手捏加厚玻璃杯子，玻璃杯會變形嗎？”的彈力題，面對這一題，多數(shù)學(xué)生會選擇回答“不會”，那么，教師可通過一個小實驗來驗證學(xué)生的回答是否正確.首先在玻璃瓶內(nèi)加滿水，用一個帶孔的橡皮塞封住玻璃瓶的瓶口，然后拿一個可通過橡皮孔的細(xì)玻璃管插入玻璃瓶中，最后用手輕捏玻璃瓶，觀察細(xì)玻璃管內(nèi)的水是否會上升，結(jié)論是玻璃管內(nèi)水面上升，證明用手捏玻璃瓶其會發(fā)生變形.這個簡單的小實驗向我們證明看不見的物理量轉(zhuǎn)化為易見的物理量，能容易解釋與講解，更能為學(xué)生所接受.

轉(zhuǎn)換法通常分為轉(zhuǎn)換空間角度、轉(zhuǎn)換研究對象和轉(zhuǎn)換參照物三種類型.轉(zhuǎn)換空間角度，即將立體空間的問題轉(zhuǎn)化為平面的問題，把正面的圖形轉(zhuǎn)換為側(cè)面的圖形，初中物理的解題能力可以通過靈活多變的空間轉(zhuǎn)換得以提升.轉(zhuǎn)換研究對象，通常以求解的量為中心，選擇與之相關(guān)的對象作為研究對象，但這樣進(jìn)行思考困難較多，若采用轉(zhuǎn)換法，把研究對象進(jìn)行轉(zhuǎn)換，解決問題就變得十分簡單.在一些問題中，參照物的選擇很重要，合適的參照物能夠更輕松的解決問題.總之，初中物理解題中常用的轉(zhuǎn)換法，不僅很大程度上提高了學(xué)生的解題能力，還增加了學(xué)生對物理課程學(xué)習(xí)的興趣.