轉(zhuǎn)換法在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

張永林

（龍巖第一中學(xué)，福建 龍巖 364000）

一、轉(zhuǎn)換法在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的意義

轉(zhuǎn)換法是指在保證效果相同的前提下，將看不見摸不著的物理現(xiàn)象、不易觀察的物理過程或難以測(cè)量的物理量轉(zhuǎn)換為直觀的現(xiàn)象、過程或易測(cè)量的物理量；將陌生的、復(fù)雜的問題轉(zhuǎn)換成熟悉的、簡(jiǎn)單問題的科學(xué)研究方法。轉(zhuǎn)換思想培養(yǎng)的是想象力、創(chuàng)造力和分析能力，這些能力是解決問題必備的個(gè)性心理特征，是完成任務(wù)和達(dá)到目標(biāo)的必備條件。物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，物理教學(xué)必然離不開物理實(shí)驗(yàn)，物理實(shí)驗(yàn)是物理教學(xué)的生命線。教學(xué)中不能僅僅用物理實(shí)驗(yàn)來得出物理概念和規(guī)律，更應(yīng)該使學(xué)生明白實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過程中所蘊(yùn)含的思想和方法。在初中物理教學(xué)中，重視轉(zhuǎn)換法的教學(xué)，在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)中系統(tǒng)地應(yīng)用轉(zhuǎn)換法，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生想象力、創(chuàng)造力和分析能力是十分必要的。

二、初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的“轉(zhuǎn)換法”例舉及其類型

現(xiàn)以滬科版物理為例，梳理教材中部分蘊(yùn)含的轉(zhuǎn)換法的案例。

表1滬科版初中物理教材中轉(zhuǎn)換法的例舉

初中學(xué)生經(jīng)過兩年物理學(xué)習(xí)和系統(tǒng)轉(zhuǎn)換法的學(xué)習(xí)，若能在初三的總復(fù)習(xí)中幫助或引導(dǎo)學(xué)生對(duì)初中所學(xué)的轉(zhuǎn)換法進(jìn)行梳理總結(jié)，定能使學(xué)生對(duì)轉(zhuǎn)換法的理解上升一個(gè)臺(tái)階，對(duì)學(xué)生的物理思維、實(shí)踐能力以及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)都有著重要的作用。初中物理中運(yùn)用轉(zhuǎn)換法的情況大體可分以下幾類：

表2初中物理中運(yùn)用轉(zhuǎn)換法的類型

三、轉(zhuǎn)換法在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用實(shí)踐

面對(duì)教材中大量的素材，筆者在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐中對(duì)轉(zhuǎn)換法的應(yīng)用安排是這樣的：

1.認(rèn)識(shí)轉(zhuǎn)換法——以《科學(xué)探究：聲音的產(chǎn)生與傳播》為例

滬科版教材中，“轉(zhuǎn)換法”第一次出現(xiàn)是在“科學(xué)探究：聲音的產(chǎn)生與傳播”中。筆者在教學(xué)過程中的設(shè)計(jì)如下：

先請(qǐng)學(xué)生把手放在自己的喉嚨處，同時(shí)說“美妙的歌聲多動(dòng)聽”，并問學(xué)生說話時(shí)手有什么感覺；讓學(xué)生猜想，老師拍打桌面，桌面為什么會(huì)發(fā)出聲音，并讓學(xué)生拍打桌子試試，觀察有什么現(xiàn)象，想想敲鼓時(shí)鼓為什么會(huì)發(fā)出聲音；然后，敲打鼓面，讓學(xué)生聽并觀察鼓面上的碎紙屑，讓學(xué)生思考和回答為什么要在鼓面上放一些碎紙屑。

通過比較拍打桌子發(fā)出聲音和敲打鼓面發(fā)出聲音，分析得出碎紙屑等細(xì)小物體放于鼓面是用來放大鼓面發(fā)聲時(shí)的振動(dòng)。讓同學(xué)們明白，這種把不可見的物理現(xiàn)象、不易觀察的物理過程轉(zhuǎn)換為直觀和明顯的現(xiàn)象、過程的實(shí)驗(yàn)方法就是轉(zhuǎn)換法。為了進(jìn)一步讓同學(xué)們了解轉(zhuǎn)換法這一實(shí)驗(yàn)方法，筆者再舉了一個(gè)簡(jiǎn)單的例子，讓學(xué)生思考并回答：空氣我們是看不見的，怎么樣才知道現(xiàn)在外面是否有風(fēng)呢？我們是通過觀察國旗、樹葉是否飄動(dòng)來判斷外面是否有風(fēng)的。

通過這個(gè)過程以及結(jié)合自身體驗(yàn)，讓學(xué)生對(duì)轉(zhuǎn)換法有了初步認(rèn)識(shí)，并不需要深入講解。

2.了解轉(zhuǎn)換法——以彈力教學(xué)為例

有了第一次初識(shí)轉(zhuǎn)換法的基礎(chǔ)上，在彈力教學(xué)中，筆者進(jìn)行的教學(xué)設(shè)計(jì)如下：

①播放一段郭晶晶在2008年的北京奧運(yùn)會(huì)上贏得了女子雙人3米跳板和3米跳板兩枚金牌時(shí)的跳水視頻，提問：跳水過程中有沒有力的作用，并回答判斷的依據(jù)，通過觀察跳板顯著的彎曲，引導(dǎo)同學(xué)分析彈力的產(chǎn)生及彈力的方向。同時(shí)，通過播放視頻，教育學(xué)生作為一個(gè)中國公民要以祖國為榮，要為國爭(zhēng)光，以奧運(yùn)冠軍為榜樣，學(xué)習(xí)他們勤奮刻苦、勇于拼搏的精神。

②給每一桌的學(xué)生一根的彈簧，讓同學(xué)們兩手拉拉彈簧，然后再雙手壓縮彈簧，談?wù)動(dòng)惺裁锤惺?，并回答為什么。引?dǎo)學(xué)生分析，當(dāng)向外拉彈簧時(shí)，是因?yàn)閺椈缮扉L(zhǎng)形變而產(chǎn)生了對(duì)我們手有一個(gè)向里的彈力（拉力），當(dāng)向內(nèi)壓彈簧時(shí)，是由于彈簧被壓縮而產(chǎn)生了對(duì)手有一個(gè)向外的彈力（推力）。在這里我們運(yùn)用了轉(zhuǎn)換法，把看不見的彈力，通過它產(chǎn)生的作用效果來判斷它的存在，并闡明彈力產(chǎn)生的原因和彈力的方向。

通過第二次體會(huì)轉(zhuǎn)換法的思想后，學(xué)生對(duì)于轉(zhuǎn)換的印象又加深了一步。在往后力學(xué)如彈簧測(cè)力計(jì)的原理、摩擦力的測(cè)量，以及壓強(qiáng)的教學(xué)當(dāng)中，都可適當(dāng)?shù)叵驅(qū)W生說明其中轉(zhuǎn)換的思想，讓學(xué)生從不同的方面體會(huì)轉(zhuǎn)換法在研究中的應(yīng)用。

3.應(yīng)用轉(zhuǎn)換法——以《重力勢(shì)能》為例

在力學(xué)的學(xué)習(xí)當(dāng)中，學(xué)生可以判斷轉(zhuǎn)換法的用法，也體會(huì)了轉(zhuǎn)換法的美妙之處。因此，適時(shí)地讓學(xué)生進(jìn)一步突破，利用轉(zhuǎn)換法解決問題，體會(huì)用轉(zhuǎn)換法解決問題的喜悅。

在《重力勢(shì)能》一節(jié)的學(xué)習(xí)中，重力的能的大小和什么因素有關(guān)呢？首先我們要解決的問題是：重力勢(shì)能不是物體，我們?nèi)庋凼强床坏剑趯?shí)驗(yàn)中如何“顯示”出重力勢(shì)能的大??？筆者做了這樣的設(shè)計(jì)：

引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用轉(zhuǎn)換法，設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，把看不見摸不著的重力勢(shì)能通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得以顯現(xiàn)，比如：把一個(gè)蘋果舉高，放手讓它掉在小鼓的鼓面上，聽聽鼓的聲音；把蘋果舉高，讓它掉在手背上，感覺手的痛感。從而設(shè)計(jì)出把兩個(gè)不同大小的鉛球舉到同一高度，比較沙坑被鉛球砸的深度，分析得出重力勢(shì)能的大小與物體的質(zhì)量有關(guān)；把同一鉛球舉到不同高度，比較沙坑被砸的深度，分析得出，高度越高物體的重力勢(shì)能越大。

這樣，我們不僅把看不見摸不著的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)換成了聽得到、感受得出來，還能看得到的現(xiàn)象，還能夠進(jìn)一步探究重力勢(shì)能的大小與哪些因素有關(guān)。

4.熟練使用轉(zhuǎn)換法——以《電阻和變阻器》為例

經(jīng)過八年級(jí)多次轉(zhuǎn)換法的運(yùn)用，學(xué)生知道轉(zhuǎn)換法的概念，也能體會(huì)實(shí)驗(yàn)中轉(zhuǎn)換法的應(yīng)用，甚至能運(yùn)用轉(zhuǎn)換法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。在九年級(jí)的學(xué)習(xí)中，就是進(jìn)一步熟練使用轉(zhuǎn)換法，利用轉(zhuǎn)換法解決實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的問題。

例如，《電阻和變阻器》中探究電阻大小與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)中，首先引導(dǎo)學(xué)生必須解決的第一個(gè)問題就是，如何知道電路中電阻的大小。學(xué)生通過電阻的概念，即導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用，自然會(huì)想到用燈光的亮暗或電流表的示數(shù)來顯示電阻的大小。類似這樣的實(shí)驗(yàn)還很多，教師在平時(shí)的教學(xué)當(dāng)中，就可抓住轉(zhuǎn)換法的思想，引導(dǎo)學(xué)生思考設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，這樣學(xué)生才能知其然，又知其所以然，在一設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)中發(fā)展實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，使思維得到提升。再如在熱學(xué)中比較水和沙子的吸熱本領(lǐng)實(shí)驗(yàn)中，探究水和沙子初溫和質(zhì)量相同，用同一熱源進(jìn)行加熱，對(duì)比溫度升高的程度，其中，用加熱時(shí)間這個(gè)易測(cè)量的量來表示吸收熱量的本領(lǐng)，就是運(yùn)用了轉(zhuǎn)換法。

參考文獻(xiàn)：

［1］關(guān)英超，王傳利.以“轉(zhuǎn)換法”為例談初中物理課堂教學(xué)中的科學(xué)方法教育［J］.物理教學(xué)探討，2015(7)．

［2］任巧英.轉(zhuǎn)換法——初中物理中一種重要的研究方法［J］.中學(xué)物理，2015(4)．

［3］徐秋風(fēng).初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的研究［D］.長(zhǎng)春：東北師范大學(xué)，2016．