轉(zhuǎn)無形為有形化抽象為具體

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

關(guān)鍵詞：抽象；轉(zhuǎn)換法；物理實驗；知識遷移

雖然初中生的思維方式中抽象邏輯思維開始占優(yōu)勢，可是在很大程度上，還屬于經(jīng)驗型，他們的邏輯思維需要感性經(jīng)驗的直接支持。所以教材中的物理概念、規(guī)律和現(xiàn)象的直接得出對學生的理解有極大挑戰(zhàn)，這是教材應用轉(zhuǎn)換法的初衷。所謂物理實驗中的轉(zhuǎn)換法，就是當某些物理量不易直接測量，而另外一些物理量易測量，且兩者之間可以用物理原理聯(lián)系起來時，采用“嫁接”的方法，通過轉(zhuǎn)移實驗手段，達到化不易為易，化不能為能。間接測量某些物理量，一般都用轉(zhuǎn)換法。物理實驗中利用轉(zhuǎn)換法不僅使學生的轉(zhuǎn)換思維能力得到訓練，還能提高學生觀察能力、獲取信息和處理信息能力。幫助學生透過物理現(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。另外還能使學生真正地理解實驗測量工具的原理、結(jié)構(gòu)，并按使用規(guī)則和程序進行操作，提高他們的實驗技能。

簡單說來初中物理實驗中運用轉(zhuǎn)換法有幾點好處，下面就初中階段的物理實驗中應用轉(zhuǎn)換法談談個人的想法。

一、放大實驗現(xiàn)象，復雜問題簡單化

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入手，利用效應的宏觀性體現(xiàn)概念的抽象性和微觀性，從而使問題簡化。

在學習“聲現(xiàn)象”時就多處用到了轉(zhuǎn)換法。例如：在讓學生認識聲音是由振動產(chǎn)生的這一知識點時，通常物體發(fā)聲振動時的振幅較小，用肉眼不易觀察得到，所以教材為了突出物體發(fā)出聲音在振動這一現(xiàn)象，特意通過物體振動時所產(chǎn)生的其他效果如激起水花、使懸掛著的乒乓球被反復彈開等明顯的視覺效果來轉(zhuǎn)換其不易覺察到的振動，放大了實驗現(xiàn)象，提高了教學效果。再如（圖1），鼓面振動的振幅不易察覺，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)換過來降低了學生學習的難度，提高了教學效率。

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

在學習分子動理論時，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。當然也可以通過把兩塊鉛緊壓在一起松開手而不會掉下來的現(xiàn)象說明分子間存在著引力。分子在做無規(guī)則運動，可以通過擴散現(xiàn)象來說明。比如將墨水滴入清水中，一段時間后，整杯水變黑了?；蛲ㄟ^讓學生聞酒精的氣味來說明分子在做無規(guī)則運動。

二、抽象概念轉(zhuǎn)換為具體現(xiàn)象

在學習磁場知識時，將不可見的磁場轉(zhuǎn)換為鐵屑的分布，通過受磁場作用力影響后的鐵屑的分布來反映磁場的分布情形。從而建立磁場的理想模型——磁感線。還有，對很抽象的電流的磁場，通過通電導線旁小磁針的偏轉(zhuǎn)來說明電流周圍存在著磁場，磁場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，當電壓和電流發(fā)生改變時，燈泡的電功率發(fā)生改變，但是無法具體計算電功率，這時我們可以根據(jù)燈泡的亮度來定性反應燈泡實際功率的大小，即把實際電功率轉(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，讓學生先觀察現(xiàn)象，然后進行知識遷移，由淺入深，梯度介入，大大降低了學習難度，而且也促成了邏輯抽象思維的發(fā)展。

三、難測物理量轉(zhuǎn)換為可測物理量

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

在熱學里，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)系時將水吸熱的多少轉(zhuǎn)換為對加熱時間的判定，加熱時間越長，說明水吸熱越多。類似的還有“探究水和砂石的吸、放熱性能”。這里將加熱時間的長短轉(zhuǎn)換為物質(zhì)吸收熱量的多少。焦耳定律實驗中，電熱絲通電產(chǎn)生的熱量不宜直接測量，通過煤油吸收熱量發(fā)生體積膨脹導致液面升高，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。

在機械能中，探究動能的大小跟哪些因素有關(guān)時，將動能的大小轉(zhuǎn)換為紙盒滑動距離的大小。紙盒滑動距離s越大，說明小球?qū)埡凶龅墓υ蕉啵∏虻膭幽芫驮酱?。同理，探究重力勢能大小跟哪些因素有關(guān)時，將重力勢能轉(zhuǎn)換為木樁進入沙中的深度，木樁進入沙中的深度越深，表明重物下落對木樁做的功越多，重物的重力勢能就越大。這里就可以將紙盒滑動距離和木樁進入沙中的深度測量出來，分別轉(zhuǎn)換為動能和勢能的大小，具有可測性。

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

正是由于兩者存在內(nèi)在定量關(guān)系，所以可將難測物理量用可見可測可比較的物理量（如長度，角度，時間）進行轉(zhuǎn)化，進而我們可以方便地利用這些測量儀器?？梢姡谖覀兊纳钪械教幋嬖谥D(zhuǎn)換意識，只是我們往往視而不見，只顧及表面想象，忽視了內(nèi)在實質(zhì)而已。

可見，轉(zhuǎn)換法在物理實驗中應用十分廣泛，而且存在極大的優(yōu)勢，我們教師在教學中要凸顯這種方法，培養(yǎng)學生形成良好思維習慣和知識遷移能力，不斷提高科學素質(zhì)。

參考文獻：

[1]潘荔萍.轉(zhuǎn)換法在初中物理實驗應用之例談[J].2012（3）.

[2]磨雪英.淺談轉(zhuǎn)換法在初中物理實驗教學中的應用[J]，2012（07）.

（作者單位 浙江省紹興縣秋瑾中學）