紀效鴿
[摘? ?要]轉(zhuǎn)化既是重要的思維方法,又是解決問題的常用方法,把它用于初中物理教學(xué),對提高教學(xué)效率具有重要的意義。文章對轉(zhuǎn)化思想的特點和常見類型進行了分析,對其在初中物理教學(xué)中的運用進行了探索。
[關(guān)鍵詞]轉(zhuǎn)化思想;物理教學(xué);運用
[中圖分類號]? ? G633.7? ? ? ? [文獻標識碼]? ? A? ? ? ? [文章編號]? ? 1674-6058(2019)29-0046-02
初中物理新課標強調(diào),在物理教學(xué)中不但要讓學(xué)生掌握物理概念、規(guī)律與解題方法,還要重視培養(yǎng)學(xué)生運用物理思想解決實際問題的能力。轉(zhuǎn)化思想在物理理論知識、實驗教學(xué)、解題訓(xùn)練中有著廣泛的運用,掌握其運用方法,對提升初中物理教學(xué)實效具有重要意義。
一、轉(zhuǎn)化思想及其常用類型分析
轉(zhuǎn)化雖然是重要的數(shù)學(xué)思想,但把它用于初中物理教學(xué)同樣具有重要意義,是提高物理教學(xué)質(zhì)量和培養(yǎng)學(xué)生解決物理問題能力的有效方法。轉(zhuǎn)化思想就是把抽象、復(fù)雜、陌生的物理問題轉(zhuǎn)化成直觀、簡單、熟悉的物理問題,然后加以解決的思想方法。在初中物理中常用的轉(zhuǎn)化思想方法有以下幾種:
一是類比轉(zhuǎn)化法。類比轉(zhuǎn)化就是把兩類具有相似性的物理對象或物理量進行比較,把已知的一類物理量遷移到另一類物理對象上,使問題容易解決,可進行概念與規(guī)律的類比、方法類比、變化過程類比等。
二是等效轉(zhuǎn)化法。等效轉(zhuǎn)化法是常用的轉(zhuǎn)化方法,就是把復(fù)雜、不易表示和分析的物理量、物理過程等,用具有相同效果的其他物理量、物理過程、物理模型等進行替換,使問題變得簡單易理解、易分析。
三是數(shù)形轉(zhuǎn)化法。數(shù)形轉(zhuǎn)化法也稱圖像轉(zhuǎn)化法,就是利用形象直觀的圖像表達物理規(guī)律或物理量之間的關(guān)系。對于一些比較復(fù)雜的物理問題,用函數(shù)圖像的方法進行表示,能使問題變得直觀、容易理解。
四是極端轉(zhuǎn)化法。該轉(zhuǎn)化方法也稱極限法,就是在解決問題的過程中,通過合理地選擇某個物理量,并把該物理量的變化范圍或變化條件設(shè)置到極端值、特殊值、臨界值等極限情況,就可把問題的隱含條件顯示出來,從而實現(xiàn)化繁為簡、化難為易的目的。
二、轉(zhuǎn)化思想在物理教學(xué)中的運用
1.化抽象為形象,幫助學(xué)生理解
在許多學(xué)生看來物理比較難學(xué),這主要是由于物理概念、規(guī)律等知識比較抽象,不容易理解,而不少學(xué)生常常是在還沒有真正理解概念或規(guī)律的內(nèi)涵時,就開始解題,進而加重了學(xué)生對物理知識的理解難度,使得學(xué)生對抽象的物理知識越學(xué)越糊涂。要解決這個問題就需要把抽象、不易理解的物理概念、規(guī)律轉(zhuǎn)化成形象、直觀、易理解的知識,這樣才能使學(xué)生容易掌握物理知識,從而為解決物理問題奠定基礎(chǔ)。
在初中物理教材中對“電阻”概念的描述是:“電阻是導(dǎo)體本身的一種特性,表示對電流的阻礙作用,電阻越大阻礙作用越強。”如果僅憑這些抽象的文字,學(xué)生對“電阻”的概念是無法真正理解的,這就需要教師用形象直觀的方法為學(xué)生講解或演示,才能使學(xué)生對此概念真正理解。具體教學(xué)中,教師可用電路示教板進行演示,在電路中接入小燈泡、電流表、電源,并將不同電阻率的金屬絲分別接入到電路中,讓學(xué)生觀察燈泡的亮度變化和電流表的示數(shù)變化,可以看到用不同的導(dǎo)體,燈泡的亮度不同,電流表的示數(shù)不同。或者在電路中接入連續(xù)變化的滑動變阻器,就可讓學(xué)生直觀地看到燈泡從亮變暗的整個過程,學(xué)生就能感到電阻對電流的阻礙作用。通過將抽象物理概念轉(zhuǎn)化成讓學(xué)生看得見、感覺到的燈泡亮度變化、電流表示數(shù)變化,可使學(xué)生對抽象的“電阻”概念的理解變得自然一些。
2.化復(fù)雜為簡單,提高學(xué)生的解題能力
物理解題是教學(xué)的難點,特別是一些較難的物理問題,更是讓不少學(xué)生非?!邦^痛”,不知如何下手,不能形成有效的解題思路。如果在習(xí)題教學(xué)中,通過引導(dǎo)學(xué)生運用等效代替法、類比法等方法,把復(fù)雜的物理問題轉(zhuǎn)化成簡單的問題,就能使學(xué)生提高解題能力。
[例題]在如圖所示的電路中,電路兩端的電壓U=6 V并且保證恒定不變,R1=6 [Ω]、R2=3 [Ω],R3是一個滑動變阻器,其最大電阻為9 [Ω],在電路中當滑動變阻器的滑片從a點向b點滑動時,電路中電流表讀數(shù)的變化情況是(? ? ? )。
A. 3 A→1.5 A? ? ? ? ? ? ? ? B. 1.5 A→3 A
C. 3 A→1 A? ? ? ? ? ? ? ? ? ?D. 0 A→1.5 A
分析:從圖中可看出,滑片在a端時,R3被短路不起作用,此時R 1、R 2并聯(lián),可將R 2等效為兩個6 [Ω]的電阻,此時電路可看成是3個6 [Ω]電阻的并聯(lián),容易求出總電阻是2 [Ω],根據(jù)I=[UR]可算出電流是3 A,也就是電流表的最大讀數(shù)是3 A。如果滑片在b端時,R3的阻值為9 [Ω],此時的電路是R2、R3串聯(lián),其阻值是12[ Ω],此時可把R 1等效成兩個12[ Ω]的電阻并聯(lián),這樣電路就等效成3個12 [Ω]的電阻并聯(lián),容易求出總電阻是4 [Ω],按照公式可計算出電路總電流是1.5 A,這樣就容易判斷出本題的答案是選項A。在解題過程中,通過等效替換法,既容易理解,又省去了計算并聯(lián)電阻的煩瑣過程,使計算過程變得簡單,利用口算就能解決計算問題,從而提高解題效率。
3.化陌生為熟悉,提高學(xué)習(xí)信心
對大多數(shù)學(xué)生而言,如果利用熟悉的知識處理問題,就能提高解決問題的信心,特別是在物理解題過程中,如果能把陌生的問題轉(zhuǎn)化成熟悉的問題,就能提高學(xué)生的物理學(xué)習(xí)信心。把陌生的物理變化、陌生的物理模型、陌生的物理情境等轉(zhuǎn)化成熟悉的相應(yīng)形式或問題,有利于學(xué)生找到“新問題”和“舊知識”之間的聯(lián)系,能幫助學(xué)生理解“陌生問題”與“熟悉問題”的本質(zhì)是“舊知識穿新衣”,從而提高解決陌生問題的效率。
例如,在教學(xué)“大氣壓強”時,要讓學(xué)生理解大氣壓的值是760毫米高的汞柱壓強,就需要進行托里拆利實驗,實驗需要有毒的水銀,對普通學(xué)校而言演示這個實驗有一定困難,這對學(xué)生理解大氣壓強會造成困難,也使學(xué)生對這個實驗感到陌生。為此,教師可使用生活中的拔罐器、塑料長膠管等生活中的物品,為學(xué)生演示大氣壓能支持多高的水柱,再換算成水銀柱的高度,就能讓學(xué)生對大氣壓強有深刻的理解。把教材中的實驗轉(zhuǎn)化成學(xué)生能夠自主完成的實驗,能有效提高實驗教學(xué)效果。
在某些物理實驗中,有些實驗現(xiàn)象用人眼是不易清楚觀察到的,很難增強學(xué)生的感性認識,如果把這些陌生或是隱性的物理現(xiàn)象轉(zhuǎn)化成形象直觀的物理實驗現(xiàn)象,就能更好地增強學(xué)生學(xué)好物理的信心。
例如,在進行音叉振動實驗時,用人眼是很難看到音叉的振動的,如果把音叉放在水里,就能看到水花的飛濺或水波的運動,或是把一個乒乓球靠近音叉,就會引起乒乓球的跳動,這樣就能清楚地感到音叉的振動。又如,在教學(xué)“磁體與磁場”知識時,要讓學(xué)生掌握電磁鐵的強弱與什么物理量有關(guān),可讓學(xué)生對電流大小和線圈匝數(shù)分別進行變化,吸引鐵屑。通過觀察吸引鐵屑的多少進行判斷,就能把既看不見又摸不著的磁性進行形象直觀的演示,從而較好地理解掌握該知識。
綜上所述,轉(zhuǎn)化思想在物理教學(xué)中有著廣泛的應(yīng)用,通過把抽象的概念或規(guī)律進行轉(zhuǎn)化,就能使學(xué)生容易理解,通過把復(fù)雜的問題轉(zhuǎn)化成簡單的問題,就能提高學(xué)生解決問題的能力,通過把陌生的知識轉(zhuǎn)化成熟悉的知識,就能增強學(xué)生的學(xué)習(xí)信心。因此,教師要加強轉(zhuǎn)化思想在初中物理教學(xué)中的應(yīng)用。
[? ?參? ?考? ?文? ?獻? ?]
[1]? 凌蕾.轉(zhuǎn)化思想在初中物理教學(xué)中的應(yīng)用[J].中學(xué)生數(shù)理化,2017(8):94.
[2]? 桑曉斌.談“轉(zhuǎn)化思想”在初中物理教學(xué)中的應(yīng)用[J].考試周刊,2017(40):161.
[3]? 李靜.淺談“轉(zhuǎn)化思想”在初中物理教學(xué)中的運用研究[J].新課程(中),2018(3):17.
(責(zé)任編輯 易志毅)