顧宗其

【摘 要】作為物理研究中最常用科學(xué)方法，轉(zhuǎn)換法在初中物理實驗得到廣泛應(yīng)用。轉(zhuǎn)換法的應(yīng)用不僅對物理科學(xué)研究內(nèi)容予以體現(xiàn)外，也對研究方法的指導(dǎo)加以重視，使學(xué)生在進行物理實驗時，加深對相關(guān)物理知識的科學(xué)認知，對科學(xué)研究方法不斷深入領(lǐng)悟，同時拓展自身視野。因此，教師應(yīng)加強在物理教學(xué)中轉(zhuǎn)換法的應(yīng)用，通過包含的大量科學(xué)研究方法的轉(zhuǎn)換法與實際教學(xué)活動相結(jié)合，對學(xué)生進行適當(dāng)?shù)匾龑?dǎo)，使學(xué)生在實驗活動中了解科學(xué)方法的運用技巧，科學(xué)研究能力不斷提高。本文就此根據(jù)轉(zhuǎn)換法在初中物理實驗中的具體應(yīng)用進行分析和探討。

【關(guān)鍵詞】轉(zhuǎn)換法;初中物理實驗;應(yīng)用

一、轉(zhuǎn)換法概述

此方法針對通過觀察容易識別和發(fā)現(xiàn)的物理現(xiàn)象，對不易識別和觀察的物理規(guī)律和原理進行分析和研究。作為物理中最常用的研究方法之一，其能夠在保證效果相同的情況下，將無法觀察、難以識別的現(xiàn)象轉(zhuǎn)換成肉眼可以察覺的物理現(xiàn)象，將物理中復(fù)雜、難懂以及從未遇到過的問題轉(zhuǎn)換成簡單、易懂且熟悉的問題，將測量困難或測量精度無法保證的物理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為測量便捷或精度準(zhǔn)確的物理數(shù)據(jù)。此方法不僅可以適用于物理模型研究和方法研究，也可以應(yīng)用于某圖形或某物理量的研究。在初中物理教學(xué)中，普遍應(yīng)用于物理實驗中的探究活動、物理計算、測量工具等方面。

在初中物理實驗中，通過教師的有效指導(dǎo)和要求，通過轉(zhuǎn)換法，學(xué)生實現(xiàn)對物理規(guī)律、物理邏輯、思維角度的轉(zhuǎn)換，根據(jù)物理過程和物理狀態(tài)進行實驗設(shè)計，不僅有利于學(xué)生轉(zhuǎn)換思維的訓(xùn)練，同時對學(xué)生觀察能力的提高起到促進作用，培養(yǎng)學(xué)生收集信息、處理信息的能力，有助于學(xué)生掌握透過現(xiàn)象看本質(zhì)的思維理念和物理規(guī)律，形成正確的物理概念。另外通過此方法的應(yīng)用，學(xué)生對實驗測量工具的結(jié)構(gòu)、原理等充分了解和掌握，能夠嚴格按照相關(guān)程序和使用規(guī)則進行操作，使學(xué)生的實驗技能得到有效提高。

二、轉(zhuǎn)換法在物理現(xiàn)象本質(zhì)揭示中的應(yīng)用

轉(zhuǎn)換法引入物理實驗應(yīng)用，使學(xué)生通過將觀察到的物理現(xiàn)象進行有效轉(zhuǎn)換，并對其涵蓋的物理本質(zhì)更深入的了解，對物理規(guī)律更清晰，使學(xué)生對于物理知識有更全面、更深刻的認識。因此在物理實驗中，此方法廣泛應(yīng)用于探究物理現(xiàn)象的活動，并對其中的物理本質(zhì)進行揭示。比如對風(fēng)力大小的判斷，風(fēng)是難以測量、難以觸摸的物質(zhì)，其中微小的空氣分子，對于肉眼來說難以觀察和識別，但利用轉(zhuǎn)換思維方式，人們通過樹葉因風(fēng)的流動而產(chǎn)生的搖擺現(xiàn)象，就能對風(fēng)力大小進行分析和推斷。學(xué)生在實驗中，對于不易察覺和識別的實驗現(xiàn)象，可通過此辦法將實驗效果或現(xiàn)象放大，轉(zhuǎn)換成易觀察、易識別的現(xiàn)象再進行研究。另外在進行探究活動時，對于研究對象進行分析和合理選擇，通過對研究對象的合理放大或轉(zhuǎn)換，并通過相應(yīng)的實驗設(shè)計來間接推斷和分析，能夠較快找到問題答案。

如：在電螺線管的外部磁場方向的探究實驗活動中，磁場方向和分布情況可根據(jù)小磁針靜止時在磁場中的受力情況進行轉(zhuǎn)換，通過靜止時小磁針N級指向和其分布情況予以呈現(xiàn)，利用此方法將不可見的磁場分布情況和方向轉(zhuǎn)換為可看、可觀察的物理現(xiàn)象，并對其進行研究。在實驗中通過此方法的應(yīng)用，將虛像的磁場轉(zhuǎn)換為實在的曲線物體進行轉(zhuǎn)換。

在物理現(xiàn)象中，通過物體振動而產(chǎn)生聲音，而細微的物體振動不明顯，較難察覺和識別，因此可以通過此方法的應(yīng)用進行轉(zhuǎn)換。利用聲音具有能量，會對其他物體產(chǎn)生影響而引起震動的原理，進行相應(yīng)的實驗設(shè)計，如：泡沫塑料粒子、大米、水等出現(xiàn)跳動的情景，將物體震動效果放大有利于研究的開展，也對學(xué)生主動參與探究的學(xué)習(xí)興趣予以有效激發(fā)。

實驗探究活動中進行此方法的應(yīng)用，只要針對具有抽象性，無法觀察、無法觸摸的，或是極細微的物理變化或規(guī)律，將其有效轉(zhuǎn)換為學(xué)生能夠觀察、能夠識別，且熟悉的物理現(xiàn)象，同時對學(xué)生思維方式進行拓展。

如：在探究導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與哪些因素相關(guān)的實驗中，學(xué)生無法觀察和比較電流通過導(dǎo)體時所產(chǎn)生的熱量，通過此方法的應(yīng)用，利用煤油吸熱的現(xiàn)象來進行轉(zhuǎn)換，對煤油的溫度變化情況進行觀察，進而可以推斷出哪個導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量更多。教師可繼續(xù)提出問題，如不使用煤油，還可以想到哪些方法用于導(dǎo)體通電后發(fā)熱情況的觀察？以此有效促進學(xué)生發(fā)散思維的培養(yǎng)，同時通過思維方法的訓(xùn)練，使學(xué)生實驗設(shè)計能力有效提高。

如：在動手動腦學(xué)物理的探究活動中，需要研究按壓桌面時，桌面受壓后的發(fā)生輕微彈性變化，因此變化難以觀察，利用平面鏡的反射光線以及投射后形成光斑的原理，將受壓變化進行放大，從而能夠識別、觀察和分析，學(xué)生通過思維角度、物理模型、研究對象的轉(zhuǎn)換，形成由表及里的思維方式，對相關(guān)的物理規(guī)律進行聯(lián)想和靈活轉(zhuǎn)換，使學(xué)生思維能力和思維方法得到有效培養(yǎng)。

三、轉(zhuǎn)換法在直接測量中的應(yīng)用

此方法目前在物理實驗的測量活動中廣泛應(yīng)用。對于物理實驗中不易測量的物理值，可根據(jù)相關(guān)的物理知識將其轉(zhuǎn)換為能夠直接測量的物理值，再利用相關(guān)公式進行計算，其中包括機械效率、電功率、密度、電阻、壓強等的測量;另外在實際的應(yīng)用中，也可利用此方法進行轉(zhuǎn)換。比如利用電流表代替流量表在電子地磅秤中加以應(yīng)用，將被稱物體的重量轉(zhuǎn)換為電流對應(yīng)的重量刻度，并在電流表的刻度盤上進行顯示;測量不規(guī)則物體體積替換為排出水的體積測量;曲線長短的測量替代為細棉線長度測量，硬幣直徑的測量替換為刻度尺的長度測量等。

四、轉(zhuǎn)換法在測量工具研制上的應(yīng)用

此方法也廣泛應(yīng)用于物理實驗的測量工具中。其中彈簧測力計的原理就包含了間接測量的原理，對于不能直接度量或不能直接觀察測量的物理量，可以利用可直接度量的物理量去體現(xiàn)，在彈簧測力計中，可以直接觀察和測量的是彈簧的長度變化，不能直接觀察的是力的大小，利用彈簧長度的變化與力的大小之間的聯(lián)系，力的大小度量可以利用彈簧的伸長量實現(xiàn)。同理的還包括溫度計、電壓表、壓強計、時鐘、氣壓表、電流表、速度表等。測量工具轉(zhuǎn)換法如圖一所示。

如：在測量水平運動物體所受的滑動摩擦力實驗中，直接對滑動摩擦力進行測量的方式還無法實現(xiàn)，學(xué)生可利用二力平衡的知識進行轉(zhuǎn)換，通過滑動摩擦力的大小與彈簧測力計彈簧伸長量的轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換為彈簧測力計的拉力大小，最終根據(jù)彈簧測力計的讀數(shù)完成滑動摩擦力的測量，利用此轉(zhuǎn)換法，將難以測量的摩擦力轉(zhuǎn)化為簡單、易識別的讀數(shù)。

五、轉(zhuǎn)換法在習(xí)題解答中的應(yīng)用

此方法也適用于物理實驗中解決物理難題，學(xué)生在面對物理習(xí)題時普遍存在著物理知識了解但做題卻無從下手，或者遇到新題就不知所措的情況，主要表現(xiàn)聽懂教師傳授的知識，但和能夠?qū)嶋H運用仍存在較大的差距。因此教師應(yīng)從學(xué)生思維途徑的培養(yǎng)，提高學(xué)生對物理問題分析和解決能力著手，加強此方法的科學(xué)應(yīng)用。培養(yǎng)學(xué)生依據(jù)物理情境，利用對研究對象、物理規(guī)律、空間角度、思維角度、參照物等的有效轉(zhuǎn)換，使解題難度有效降低，實現(xiàn)化繁為簡、化難為易。通過此方法的應(yīng)用，使學(xué)生的想象能力、設(shè)計能力以及創(chuàng)造性思維得以有效培養(yǎng)，使學(xué)生的分析問題能力有效提高。

六、結(jié)束語

在初中物理實驗中，通過研究方法的指導(dǎo)，在學(xué)生運用能力提高方面起著十分重要的作用，有利于學(xué)生科學(xué)思維習(xí)慣的培養(yǎng)，從而有效提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。作為實驗探究中重要的科學(xué)研究方法之一，轉(zhuǎn)換法在初中物理實驗中的應(yīng)用，不僅能夠使學(xué)生對難以觀察和理解的物理現(xiàn)象進行更深入的了解，對物理規(guī)律更清晰，因此教師在實際教學(xué)過程中，應(yīng)對轉(zhuǎn)換法的應(yīng)用加強重視，通過與物理現(xiàn)象、規(guī)律的有效結(jié)合，使學(xué)生對于物理知識有更全面、更深刻的認識，對學(xué)生的轉(zhuǎn)換思維習(xí)慣進行有效培養(yǎng)，使教學(xué)的三維目標(biāo)得以實現(xiàn)。

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（甘肅省武威市武威第十中學(xué)，甘肅 武威 733000）