摘 要：在我們的物理學(xué)習(xí)中，許多學(xué)生在學(xué)習(xí)物理這門學(xué)科后，都有這樣一個(gè)共同的認(rèn)識(shí)，認(rèn)為物理學(xué)概念抽象，難以去理解物理學(xué)當(dāng)中所蘊(yùn)含的一些物理意義。一些物理過(guò)程較為繁瑣，因此掌握有效研究物理問(wèn)題的方法就顯得尤為重要，而通常使用到的方法有：控制變量法、對(duì)比法、等效替代法、推理法、轉(zhuǎn)化法等。今天筆者將著重探討轉(zhuǎn)化法在中學(xué)物理教學(xué)中的應(yīng)用研究，從物理學(xué)的聲學(xué)、能量、電學(xué)幾個(gè)方面去探討轉(zhuǎn)化法在物理教學(xué)中的實(shí)際運(yùn)用，知道轉(zhuǎn)化法在物理教學(xué)中帶來(lái)的輕松便利，并逐步認(rèn)識(shí)到轉(zhuǎn)化法對(duì)我們的物理課程學(xué)習(xí)和物理實(shí)驗(yàn)大有裨益。

關(guān)鍵詞：物理；實(shí)驗(yàn)；轉(zhuǎn)化法；應(yīng)用

在物理實(shí)驗(yàn)中，有很多物理量，由于其自身的屬性關(guān)系或者由于實(shí)驗(yàn)條件所限制，難于用儀器和儀表直接測(cè)量或者難以達(dá)到準(zhǔn)確的測(cè)量，我們此時(shí)就根據(jù)物理量之間的定量關(guān)系或定性關(guān)系及各種物理效應(yīng)把一些不易測(cè)量的物理量轉(zhuǎn)化成可以或容易測(cè)量的物理量進(jìn)行測(cè)量，再根據(jù)所測(cè)到的物理量來(lái)研究我們面對(duì)的物理問(wèn)題，這種研究方法就叫轉(zhuǎn)化法。

一、 轉(zhuǎn)化法在具體物理教學(xué)中的運(yùn)用

首先，轉(zhuǎn)化法在聲現(xiàn)象方面的應(yīng)用：聲源發(fā)出聲音的響度大小與聲源的振幅大小有關(guān)，但有時(shí)有的聲源振幅較小，人們不容易用肉眼直接感觀到，所以我們?cè)谏险n時(shí)可以借助音叉觸及面頰時(shí)發(fā)麻的感覺(jué)去感受發(fā)聲體在振動(dòng)。當(dāng)然這個(gè)實(shí)驗(yàn)在實(shí)際教學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，效果不是很明顯，觸及面頰只能學(xué)生自己知道，但是讓其他學(xué)生也知道的話，我們就可以用激起水花的方法，如圖1所示，但是在平時(shí)的教學(xué)中只有坐在前排的學(xué)生才看得清楚一些，后排的學(xué)生看的效果就不是很明顯了，為了讓全部同學(xué)都看得清楚，因此此時(shí)可將音叉微小振動(dòng)給予放大，是教學(xué)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。因此我們可以在音叉旁懸掛一小球，當(dāng)用手輕輕敲擊音叉時(shí)，小球也隨敲擊而跳動(dòng)，這樣就可以讓全體學(xué)生知道音叉此時(shí)在振動(dòng)。當(dāng)然我們還可以在讓學(xué)生在桌子或鼓面上放上一些輕小物體如圖2，它們就會(huì)隨著敲擊桌面、鼓面的振動(dòng)而跳動(dòng)。這樣就可以把桌面和鼓面的振動(dòng)轉(zhuǎn)化為容易看出的輕小物體的振動(dòng)上去，這樣讓學(xué)生學(xué)得輕松，教師教得也輕松。

（1） 實(shí)驗(yàn)中你通過(guò)觀察 知道小球的動(dòng)能的大小， 圖中小球的動(dòng)能最大。

（2） 實(shí)驗(yàn)中如何使得銅球和鋼球滾到水平面速度相同？ 。

（3） 圖甲和丙，探究動(dòng)能與 的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)結(jié)論為 。

轉(zhuǎn)化法在此實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用：物體運(yùn)動(dòng)所具有的動(dòng)能大小我們不知道，但是可以把小球的動(dòng)能大小轉(zhuǎn)化成小球?qū)δ緣K的做功的多少，即木塊運(yùn)動(dòng)距離的大小，木塊運(yùn)動(dòng)距離的大小越大，說(shuō)明小球具有的動(dòng)能就越大。

例2 如圖4所示電路中，電源電壓為10 V，且保持不變，電阻R1=20Ω，滑動(dòng)變阻器R2的最大阻值是30Ω，則當(dāng)滑片P在滑動(dòng)變阻器上滑動(dòng)時(shí)，電流表、電壓表上示數(shù)變化的最大范圍分別是（ ）

通過(guò)這個(gè)電路圖可以知道電阻R1和滑動(dòng)變阻器R2串聯(lián)，電壓表測(cè)量R2兩端電壓；當(dāng)滑片滑到滑動(dòng)變阻器a端時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值為0，此時(shí)電路中電流最大，電壓表示數(shù)最小（分配到的電壓為0）；當(dāng)滑片滑到b端時(shí)，滑動(dòng)變阻器全部接入（阻值最大相當(dāng)于一個(gè)定值電阻），此時(shí)電路中電流最小，電壓最大，就可求出電流表和電壓表示數(shù)的最小值和最大值?？疾閷W(xué)生對(duì)電路圖的認(rèn)識(shí)及歐姆定律的綜合應(yīng)用，在分析時(shí)應(yīng)注意串聯(lián)電路中電阻的分壓與電阻大小是成正比的，即我們把電阻大小和分壓大小進(jìn)行轉(zhuǎn)化，在串聯(lián)電路中電阻的阻值越大分配的電壓就越大。因此在平時(shí)的教學(xué)中要經(jīng)常關(guān)注經(jīng)常給學(xué)生進(jìn)行總結(jié)，這樣學(xué)生的學(xué)習(xí)才會(huì)更輕松更容易。

二、 轉(zhuǎn)化法在物理重要實(shí)驗(yàn)中的運(yùn)用

如圖5所示為探究沙子與水吸熱升溫快慢的實(shí)驗(yàn)裝置。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案時(shí)，確定以下需控制的變量，其中多余的是（ ）

此實(shí)驗(yàn)要求相同質(zhì)量的不同物質(zhì)，并且向每種物質(zhì)提供相同的熱量，用溫度計(jì)分別測(cè)出每種物質(zhì)吸收了相同熱量后升高的溫度值，通過(guò)比較溫度值變化的大小，就可以得出物質(zhì)吸收相同的熱量后，溫度值的變化情況不相同。此實(shí)驗(yàn)在燒杯中，分別放入完全相同的電熱器，加熱時(shí)間相同就是讓學(xué)生理解加熱相同時(shí)間是為了讓水和沙子吸收的熱量相同，進(jìn)一步理解水和沙子吸收熱量的多少就看加熱時(shí)間的長(zhǎng)短。如果老師在上此節(jié)比熱容內(nèi)容時(shí)運(yùn)用轉(zhuǎn)化法，能輕松化解一些讓學(xué)生難以理解的知識(shí)點(diǎn)，可以讓學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到質(zhì)量相同的不同物質(zhì)，吸收相同的熱量，升高的溫度是不一樣的。

三、 化無(wú)形為有形的體驗(yàn)轉(zhuǎn)化法

化不易、不能測(cè)量的物理量為可容易直接測(cè)量的物理量，在平時(shí)物理實(shí)驗(yàn)和探究活動(dòng)中，我們需要測(cè)量一些物理量，但有一些物理量是不容易測(cè)量的或者測(cè)量不準(zhǔn)的。遇到這種情況時(shí)，我們可以轉(zhuǎn)換成其他容易或直接測(cè)量、能測(cè)量較準(zhǔn)的物理量，再通過(guò)物理定量公式計(jì)算出所要測(cè)量物理量的值，即通過(guò)轉(zhuǎn)化后進(jìn)一步采取間接測(cè)量的辦法。

例如：

（1） 對(duì)于一些無(wú)法直接測(cè)量的物理量，如通過(guò)ρ=m/V轉(zhuǎn)化為可以測(cè)量的物質(zhì)質(zhì)量m和物體體積V。

電功率這個(gè)物理量是沒(méi)有辦法直接測(cè)出的，我們可以通過(guò)變通的方法使用電流表、電壓表，用兩表可以分別測(cè)出用電器兩端的電壓和通過(guò)用電器的電流大小，再通過(guò)功率的定義式P=UI即可算出此用電器電功率的大小。

（2） 在測(cè)量滑動(dòng)摩擦力的大小時(shí)，因?yàn)榛瑒?dòng)摩擦力是不容易直接測(cè)量得到的，所以在測(cè)量滑動(dòng)摩擦力的大小時(shí)，此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)也并不能直接測(cè)量摩擦力的大小，但是可以通過(guò)二力平衡知識(shí)測(cè)量滑動(dòng)摩擦力的大?。ㄓ脧椈蓽y(cè)力計(jì)拉著木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)）。通過(guò)測(cè)力計(jì)示數(shù)大小等于測(cè)力計(jì)對(duì)木塊的拉力大小來(lái)轉(zhuǎn)化滑動(dòng)摩擦力的大小，把不易測(cè)的滑動(dòng)摩擦力轉(zhuǎn)換為彈簧測(cè)力計(jì)的拉力大小，通過(guò)轉(zhuǎn)化法讓學(xué)生輕松理解滑動(dòng)摩擦力的測(cè)量上遇到的難題。

（3） 在探究導(dǎo)體的電阻跟哪些因素有關(guān)時(shí)，具體實(shí)驗(yàn)時(shí)我們可以給燈泡兩端的電壓保持相同，看通過(guò)的電流表發(fā)生變化情況，即觀察電流表此時(shí)的示數(shù)變化情況。最后轉(zhuǎn)化為通過(guò)對(duì)電流表示數(shù)大小的比較來(lái)比較電阻的大小，從而將不可見(jiàn)的電阻轉(zhuǎn)化為直觀的電流表的示數(shù)來(lái)反映，這是一個(gè)非常好的教學(xué)策略，更是轉(zhuǎn)化法在這個(gè)地方的精妙運(yùn)用，比單純的看小燈泡的亮度情況要具體直白。endprint

（4） 物質(zhì)是由分子組成的，分子體積很小，靠我們?nèi)庋凼强床灰?jiàn)的，組成物質(zhì)的分子永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，分子的運(yùn)動(dòng)我們?nèi)庋垡矡o(wú)法看見(jiàn)，但是分子的運(yùn)動(dòng)可以通過(guò)一些宏觀的現(xiàn)象表現(xiàn)出來(lái)。例如生活中的一些擴(kuò)散現(xiàn)象，香水瓶打開(kāi)后，屋子里充滿香味；糖放入水中后，整杯水都變甜了；衣箱里放入衛(wèi)生球后，衣服充滿了衛(wèi)生球的味道。我們可以通過(guò)轉(zhuǎn)化法，把一些看不見(jiàn)的微觀現(xiàn)象轉(zhuǎn)化為我們?nèi)庋勰芸吹降暮暧^的現(xiàn)象來(lái)說(shuō)明分子在做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。當(dāng)然在實(shí)際的教學(xué)中，我們?cè)谏险n時(shí)演示在一端封閉的玻璃管中注入水至一半位置，然后再注入酒精至滿，封閉管口，并將玻璃管反復(fù)倒置，使水和酒精充分混合，觀察液面的位置，我們可以發(fā)現(xiàn)，混合后水與酒精的總體積小于混合前水和酒精的體積之和。這一現(xiàn)象可以充分說(shuō)明分子間存在間隙。分子間存在間隙，我們是看不見(jiàn)的，但是在實(shí)際的教學(xué)中我們可以將不能觀察到的物理現(xiàn)象轉(zhuǎn)化為能看到的物理現(xiàn)象。

（5） “力”是物理學(xué)中一個(gè)比較難理解的概念，看不見(jiàn)并且摸不著。學(xué)生對(duì)這個(gè)物理概念總感理解較難。雖然力不可以直接感知到，但是我們可以通過(guò)力產(chǎn)生作用效果幫助學(xué)生去理解力。在實(shí)際教學(xué)中，大多數(shù)老師都是讓學(xué)生通過(guò)力所產(chǎn)生的作用效果來(lái)驗(yàn)證力是否存在，如果此時(shí)物體形狀或體積發(fā)生了改變或物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)（速度和方向）發(fā)生改變，上述兩種情況中只要改變其中一個(gè)，我們就可以認(rèn)為看不見(jiàn)的力確實(shí)是客觀存在的。事實(shí)上，力的三要素的探究就是利用力所產(chǎn)生的效果來(lái)達(dá)到目的的。這其實(shí)也是轉(zhuǎn)化法的真實(shí)體現(xiàn)。

四、 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述轉(zhuǎn)化法在平時(shí)物理實(shí)際教學(xué)中都有十分廣泛運(yùn)用，且轉(zhuǎn)化法涉及許多重要物理概念的理解與引入、物理探究活動(dòng)的深入、物理規(guī)律的探尋、物理計(jì)算的化解等，也常常與轉(zhuǎn)化法有密切聯(lián)系。但是在實(shí)際的教學(xué)中運(yùn)用轉(zhuǎn)化法需要與其他物理方法有機(jī)結(jié)合，有的放矢的使用。我們物理教師還要處處留心做一個(gè)有心的老師，把握平時(shí)有利時(shí)機(jī)給學(xué)生不自覺(jué)的滲透轉(zhuǎn)化法這一重要的學(xué)習(xí)方法，使學(xué)生在物理的學(xué)習(xí)過(guò)程中領(lǐng)悟到轉(zhuǎn)化法與其他物理方法有機(jī)配合，深切體驗(yàn)或感知到轉(zhuǎn)化法給解決物理問(wèn)題帶來(lái)的便利，最終掌握轉(zhuǎn)化法并有效運(yùn)用。掌握了轉(zhuǎn)化法對(duì)于提升學(xué)生思維的深度、廣度、靈活度，以及提高學(xué)習(xí)能力和解題技能等都大有益處。況且這種物理學(xué)研究方法是學(xué)生必備的學(xué)習(xí)方法，對(duì)我們的學(xué)生今后物理的學(xué)習(xí)，對(duì)物理知識(shí)的靈活應(yīng)用，對(duì)解決和處理問(wèn)題影響都比較大。

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作者簡(jiǎn)介：季云樹(shù)，江蘇省南京市，南京市六合區(qū)金陵中學(xué)龍湖分校。endprint