等效轉(zhuǎn)換法在高中物理問題解決中的應(yīng)用討論

劉明華

摘 要：高中物理是一門基礎(chǔ)學(xué)科，具有嚴(yán)謹(jǐn)性、嚴(yán)密性、研究性等特點(diǎn)，貫穿于人們生活和生產(chǎn)的方方面面，推動(dòng)了人類社會(huì)生產(chǎn)文明的發(fā)展和進(jìn)步。物理學(xué)習(xí)的研究范圍包括時(shí)間、空間、動(dòng)力、物質(zhì)、能量等方面，即研究自然規(guī)律和未知領(lǐng)域，物理豐富和拓展了人類的認(rèn)知面，是人類探求未知領(lǐng)域的動(dòng)力和工具。高中物理是物理學(xué)習(xí)過程中的起點(diǎn)和積累階段，它教導(dǎo)學(xué)生物理的基本原理、研究范圍、物理思維方式，為學(xué)生今后的物理學(xué)習(xí)做鋪墊，給學(xué)生灌輸嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的學(xué)習(xí)態(tài)度。等效轉(zhuǎn)換法是科學(xué)研究中常用的一種思維方式和研究方向，它是以物理知識(shí)為基礎(chǔ)，以物理量之間的聯(lián)系為指導(dǎo)，運(yùn)用等量轉(zhuǎn)換的方法將未知量轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)量后，進(jìn)行類比研究并求出未知量的一種物理研究方法。在高中物理教學(xué)中滲透等效轉(zhuǎn)換法，可以幫助學(xué)生學(xué)習(xí)和理解物理知識(shí)。

關(guān)鍵詞：高中物理；等效轉(zhuǎn)換法；解題步驟；學(xué)習(xí)興趣

一、高中物理教學(xué)中的障礙和不足

高中物理雖然是一門基礎(chǔ)學(xué)科，但一部分學(xué)生認(rèn)為高中物理枯燥無味、難度系數(shù)大，在課堂學(xué)習(xí)中排斥教師教學(xué)。高中物理教學(xué)中還存在一些問題和障礙需要教師和學(xué)生攜手解決。在進(jìn)行等效轉(zhuǎn)換法教學(xué)前，教師應(yīng)該先找出教學(xué)中存在的問題，在解決問題后，再進(jìn)行等效轉(zhuǎn)換法的教學(xué)，這樣會(huì)收到事半功倍的效果。

1.物理課堂枯燥，難度系數(shù)大

物理是一門以研究為主的學(xué)科，需要學(xué)生具有發(fā)散思維和優(yōu)秀的邏輯思維能力，還需要學(xué)生課下的付出和練習(xí)，但部分學(xué)生覺得物理學(xué)習(xí)起來吃力，在做題中感覺無從下手，從心里排斥物理的學(xué)習(xí)。教師應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)興趣，幫助學(xué)生樹立學(xué)習(xí)高中物理的信心。

2.學(xué)生把數(shù)學(xué)思維全部帶入物理學(xué)習(xí)中，導(dǎo)致物理公式和知識(shí)理解錯(cuò)誤

數(shù)學(xué)是一個(gè)實(shí)用的工具，也是學(xué)習(xí)物理的一個(gè)工具和方式，但數(shù)學(xué)公式的應(yīng)用和物理公式的應(yīng)用還是存在一定差距的，部分學(xué)生把數(shù)學(xué)公式思維原封不動(dòng)地帶入物理學(xué)習(xí)中，導(dǎo)致對(duì)物理公式的錯(cuò)誤理解。教師應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生的物理思維，并和數(shù)學(xué)思維進(jìn)行類比，讓學(xué)生區(qū)分兩者，做到合理運(yùn)用兩種思維。

二、等效轉(zhuǎn)換法在高中物理中的應(yīng)用

等效轉(zhuǎn)換法在高中物理中的合理運(yùn)用，可以讓學(xué)生的解題過程變得相對(duì)簡單，讓學(xué)生的學(xué)習(xí)過程變得簡單。在某些物理習(xí)題中，題目中會(huì)隱含一些已知條件，若讓學(xué)生采用傳統(tǒng)的常規(guī)計(jì)算方式求解，那將會(huì)讓計(jì)算過程變得繁瑣，讓學(xué)生感覺無從下手，但如果學(xué)生能在解題中靈活運(yùn)用等效轉(zhuǎn)換法，就可以化繁為簡，使解題思路變得清晰。

1.等效轉(zhuǎn)換法在物理模型中的應(yīng)用

高中物理中存在許多復(fù)雜的物理原型，這些原型不易理解，給學(xué)生學(xué)習(xí)和解題造成負(fù)擔(dān)，在等效轉(zhuǎn)換法下，我們可以用簡單易懂的物理模型替代復(fù)雜的物理模型。在高中物理中，一般存在兩種等效轉(zhuǎn)換模型：第一種將等效轉(zhuǎn)換法應(yīng)用在物理概念中，如質(zhì)點(diǎn)、電荷、點(diǎn)電荷都是在一定條件下，將物理實(shí)體客觀轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)名詞，這樣的轉(zhuǎn)變不僅對(duì)一個(gè)物理客觀實(shí)體進(jìn)行了命名，還方便了人們?cè)趯W(xué)習(xí)中理解和記憶；第二種是把不易理解的物理對(duì)象轉(zhuǎn)換為等效模型，就是把多個(gè)模型轉(zhuǎn)換為單個(gè)模型，如物理電學(xué)中串聯(lián)、并聯(lián)電路的等效電路和電磁感應(yīng)中的等效電路。在電路問題的解題過程中，學(xué)生可以使用等效電路簡化計(jì)算。

2.等效轉(zhuǎn)換法在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用

勻變速直線運(yùn)動(dòng)是加速度不變的直線運(yùn)動(dòng)，勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度時(shí)間圖象是一條傾斜的直線，在一些題目中，質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)并不是規(guī)范的勻變速直線運(yùn)動(dòng)，如果不使用等效轉(zhuǎn)換法，計(jì)算過程會(huì)變得復(fù)雜而困難，學(xué)生可以將勻變速直線運(yùn)動(dòng)等效為質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，運(yùn)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的公式計(jì)算質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，從而簡化了解題步驟。

3.物理運(yùn)動(dòng)過程的等效轉(zhuǎn)化法

運(yùn)動(dòng)過程的等效轉(zhuǎn)換方法，就是運(yùn)用一種或多種簡單的運(yùn)動(dòng)過程替換復(fù)雜的物理運(yùn)動(dòng)過程。這種方法在物理解題中分為兩種，第一種是將理想的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)換為實(shí)際的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，如物理史上最著名的伽利略的“理想試驗(yàn)”，由于理想的、無摩擦的平面在實(shí)際中并不存在，所以他把理想的平面轉(zhuǎn)換成實(shí)際中摩擦力無限小的平面，并得出了“物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來維持”的理論，這個(gè)理論為牛頓第一定律提供了理論支撐。第二種為把復(fù)雜多變的過程轉(zhuǎn)換為簡單的過程，如復(fù)雜難懂的曲線運(yùn)動(dòng)可以轉(zhuǎn)換為幾個(gè)甚至多個(gè)簡單的運(yùn)動(dòng)過程。在高中物理解題過程中，將物理運(yùn)動(dòng)過程等效轉(zhuǎn)換為簡單的過程，可以幫助學(xué)生思考和解題，如可以把一個(gè)物體的平拋運(yùn)動(dòng)等效分解成水平方向的勻速運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)，這樣的等效轉(zhuǎn)換，簡化了解題步驟，更易于學(xué)生理解和學(xué)習(xí)。

在高中物理教學(xué)中，教師應(yīng)把等效轉(zhuǎn)換法的思維方式教授給學(xué)生，讓學(xué)生在物理解題過程中合理運(yùn)用等效轉(zhuǎn)換法，讓解題思路變得清晰，樹立學(xué)生學(xué)習(xí)物理的信心，培養(yǎng)學(xué)生的物理思維。教師要抓住等效轉(zhuǎn)換法的核心，發(fā)現(xiàn)它的規(guī)律和應(yīng)用范圍，并教導(dǎo)學(xué)生在物理學(xué)習(xí)中發(fā)揮等效轉(zhuǎn)換法的最大作用。

參考文獻(xiàn)：

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