摘 要：在初中物理的學(xué)習(xí)中往往貫穿一些抽象深?yuàn)W的物理概念、規(guī)律或現(xiàn)象，如電流、磁場(chǎng)、內(nèi)能等。初中階段學(xué)生由于剛剛接觸物理，再加上心理和思維的特殊性，學(xué)習(xí)這方面的知識(shí)往往存在較大困惑。為使他們比較容易接受，教材通常應(yīng)用轉(zhuǎn)換法來達(dá)到教學(xué)目的。

關(guān)鍵詞：抽象；轉(zhuǎn)換法；物理實(shí)驗(yàn)；知識(shí)遷移

雖然初中生的思維方式中抽象邏輯思維開始占優(yōu)勢(shì)，可是在很大程度上，還屬于經(jīng)驗(yàn)型，他們的邏輯思維需要感性經(jīng)驗(yàn)的直接支持。所以教材中的物理概念、規(guī)律和現(xiàn)象的直接得出對(duì)學(xué)生的理解有極大挑戰(zhàn)，這是教材應(yīng)用轉(zhuǎn)換法的初衷。所謂物理實(shí)驗(yàn)中的轉(zhuǎn)換法，就是當(dāng)某些物理量不易直接測(cè)量，而另外一些物理量易測(cè)量，且兩者之間可以用物理原理聯(lián)系起來時(shí)，采用“嫁接”的方法，通過轉(zhuǎn)移實(shí)驗(yàn)手段，達(dá)到化不易為易，化不能為能。間接測(cè)量某些物理量，一般都用轉(zhuǎn)換法。物理實(shí)驗(yàn)中利用轉(zhuǎn)換法不僅使學(xué)生的轉(zhuǎn)換思維能力得到訓(xùn)練，還能提高學(xué)生觀察能力、獲取信息和處理信息能力。幫助學(xué)生透過物理現(xiàn)象，由表及里，抓住其本質(zhì)的東西，很快地形成正確的物理概念，掌握物理規(guī)律。另外還能使學(xué)生真正地理解實(shí)驗(yàn)測(cè)量工具的原理、結(jié)構(gòu)，并按使用規(guī)則和程序進(jìn)行操作，提高他們的實(shí)驗(yàn)技能。

簡(jiǎn)單說來初中物理實(shí)驗(yàn)中運(yùn)用轉(zhuǎn)換法有幾點(diǎn)好處，下面就初中階段的物理實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用轉(zhuǎn)換法談?wù)剛€(gè)人的想法。

一、放大實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，復(fù)雜問題簡(jiǎn)單化

理解物理概念不一定直接從概念入手，可以從引起的物理效應(yīng)入手，利用效應(yīng)的宏觀性體現(xiàn)概念的抽象性和微觀性，從而使問題簡(jiǎn)化。

在學(xué)習(xí)“聲現(xiàn)象”時(shí)就多處用到了轉(zhuǎn)換法。例如：在讓學(xué)生認(rèn)識(shí)聲音是由振動(dòng)產(chǎn)生的這一知識(shí)點(diǎn)時(shí)，通常物體發(fā)聲振動(dòng)時(shí)的振幅較小，用肉眼不易觀察得到，所以教材為了突出物體發(fā)出聲音在振動(dòng)這一現(xiàn)象，特意通過物體振動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的其他效果如激起水花、使懸掛著的乒乓球被反復(fù)彈開等明顯的視覺效果來轉(zhuǎn)換其不易覺察到的振動(dòng)，放大了實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，提高了教學(xué)效果。再如（圖1），鼓面振動(dòng)的振幅不易察覺，我們給上面撒一些小紙屑或者撒一些小石子，這運(yùn)用的就是轉(zhuǎn)換法。用這些容易觀察到的現(xiàn)象把不容易觀察的現(xiàn)象轉(zhuǎn)換過來降低了學(xué)生學(xué)習(xí)的難度，提高了教學(xué)效率。

電壓是電子定向運(yùn)動(dòng)形成電流（圖2）的原因，學(xué)生往往很難理解這一概念，如果此時(shí)將瀑布的高度差轉(zhuǎn)換為電壓大小，學(xué)生就很容易理解瀑布形成的原因了。另外，電流的熱效應(yīng)中，通電導(dǎo)體為什么會(huì)發(fā)熱，如果用隕石受空氣阻礙摩擦發(fā)熱轉(zhuǎn)化為電流受導(dǎo)體電阻阻礙發(fā)熱，學(xué)生自然容易理解。

在學(xué)習(xí)分子動(dòng)理論時(shí)，教材將50mL酒精與50mL水混合后，體積將小于100mL。分子間存在相互作用的力。我們可以通過很難壓縮注射器內(nèi)的水來說明水分子間存在相互作用力。也可以在注射器內(nèi)封閉一定量的空氣，通過先容易壓縮后難壓縮來分別說明分子間存在間隙及斥力。當(dāng)然也可以通過把兩塊鉛緊壓在一起松開手而不會(huì)掉下來的現(xiàn)象說明分子間存在著引力。分子在做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，可以通過擴(kuò)散現(xiàn)象來說明。比如將墨水滴入清水中，一段時(shí)間后，整杯水變黑了?；蛲ㄟ^讓學(xué)生聞酒精的氣味來說明分子在做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)。

二、抽象概念轉(zhuǎn)換為具體現(xiàn)象

在學(xué)習(xí)磁場(chǎng)知識(shí)時(shí)，將不可見的磁場(chǎng)轉(zhuǎn)換為鐵屑的分布，通過受磁場(chǎng)作用力影響后的鐵屑的分布來反映磁場(chǎng)的分布情形。從而建立磁場(chǎng)的理想模型——磁感線。還有，對(duì)很抽象的電流的磁場(chǎng)，通過通電導(dǎo)線旁小磁針的偏轉(zhuǎn)來說明電流周圍存在著磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的方向與電流的方向有關(guān)。

在“探究燈泡的功率與哪些因素有關(guān)”時(shí)，當(dāng)電壓和電流發(fā)生改變時(shí)，燈泡的電功率發(fā)生改變，但是無法具體計(jì)算電功率，這時(shí)我們可以根據(jù)燈泡的亮度來定性反應(yīng)燈泡實(shí)際功率的大小，即把實(shí)際電功率轉(zhuǎn)換為燈泡的亮度。

以上的轉(zhuǎn)換法中將抽象不可見的物理量用具體的現(xiàn)象表現(xiàn)出來，在提示兩者的內(nèi)在聯(lián)系的前提下，讓學(xué)生先觀察現(xiàn)象，然后進(jìn)行知識(shí)遷移，由淺入深，梯度介入，大大降低了學(xué)習(xí)難度，而且也促成了邏輯抽象思維的發(fā)展。

三、難測(cè)物理量轉(zhuǎn)換為可測(cè)物理量

轉(zhuǎn)換法在測(cè)量工具中的應(yīng)用。彈簧測(cè)力計(jì)的原理就隱含了一個(gè)間接測(cè)量原則，即用可直接度量的量去間接表現(xiàn)那些不便直接觀察、不便直接測(cè)量的量。在這里，彈簧的長(zhǎng)度變化是可以直接觀察、直接測(cè)量的，而力的大小是看不到摸不著的，但是力的大小卻和彈簧長(zhǎng)度的變化有關(guān)系，所以我們就可以用彈簧的伸長(zhǎng)量來量度力的大小。不僅測(cè)力計(jì)是這樣的，溫度計(jì)、壓強(qiáng)計(jì)、電流表、電壓表、時(shí)鐘、速度表都是如此，看見的是長(zhǎng)度、角度的變化，反映的是溫度、液體壓強(qiáng)、大氣壓強(qiáng)（高度）、電流、電壓、時(shí)間、速度的變化。

在熱學(xué)里，也多處用到了轉(zhuǎn)換法。例如：在探究水的吸熱與質(zhì)量、溫度變化的關(guān)系時(shí)將水吸熱的多少轉(zhuǎn)換為對(duì)加熱時(shí)間的判定，加熱時(shí)間越長(zhǎng)，說明水吸熱越多。類似的還有“探究水和砂石的吸、放熱性能”。這里將加熱時(shí)間的長(zhǎng)短轉(zhuǎn)換為物質(zhì)吸收熱量的多少。焦耳定律實(shí)驗(yàn)中，電熱絲通電產(chǎn)生的熱量不宜直接測(cè)量，通過煤油吸收熱量發(fā)生體積膨脹導(dǎo)致液面升高，通過比較煤油液面高度來轉(zhuǎn)換電熱絲產(chǎn)生電熱的多少。

在機(jī)械能中，探究動(dòng)能的大小跟哪些因素有關(guān)時(shí)，將動(dòng)能的大小轉(zhuǎn)換為紙盒滑動(dòng)距離的大小。紙盒滑動(dòng)距離s越大，說明小球?qū)埡凶龅墓υ蕉?，小球的?dòng)能就越大。同理，探究重力勢(shì)能大小跟哪些因素有關(guān)時(shí)，將重力勢(shì)能轉(zhuǎn)換為木樁進(jìn)入沙中的深度，木樁進(jìn)入沙中的深度越深，表明重物下落對(duì)木樁做的功越多，重物的重力勢(shì)能就越大。這里就可以將紙盒滑動(dòng)距離和木樁進(jìn)入沙中的深度測(cè)量出來，分別轉(zhuǎn)換為動(dòng)能和勢(shì)能的大小，具有可測(cè)性。

在探究電磁鐵的磁性強(qiáng)弱時(shí)，將電磁鐵的磁性強(qiáng)弱轉(zhuǎn)換為電磁鐵對(duì)大頭針的吸引數(shù)目，數(shù)目越大，說明磁性越強(qiáng)。

正是由于兩者存在內(nèi)在定量關(guān)系，所以可將難測(cè)物理量用可見可測(cè)可比較的物理量（如長(zhǎng)度，角度，時(shí)間）進(jìn)行轉(zhuǎn)化，進(jìn)而我們可以方便地利用這些測(cè)量?jī)x器?？梢?，在我們的生活中到處存在著轉(zhuǎn)換意識(shí)，只是我們往往視而不見，只顧及表面想象，忽視了內(nèi)在實(shí)質(zhì)而已。

可見，轉(zhuǎn)換法在物理實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用十分廣泛，而且存在極大的優(yōu)勢(shì)，我們教師在教學(xué)中要凸顯這種方法，培養(yǎng)學(xué)生形成良好思維習(xí)慣和知識(shí)遷移能力，不斷提高科學(xué)素質(zhì)。

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（作者單位 浙江省紹興縣秋瑾中學(xué)）