以“转换法”为例谈初中物理课堂教学中的科学方法教育

总结，认识一个科学家的方法远比认识他的成果价值要大。”研读物理教育专家张宪魁教授的《物理科学方法教育》一书，笔者的大脑里仿佛又开辟一片新的天地。激起了笔者对课堂教学运用物理科学方法和物理教学方法的有机转换产生了浓厚的兴趣！在初中物理课堂教学中，学生要学会物理知识，更要学会研究物理问题的科学方法。近几年的中考中，科学方法的考察已逐渐成为热点内容之一。而在初中物理课本中。较少提及到相关内容，教师在上课的时候也很少讲到，所以有必要学习。

如何在课堂教学中把物理科学方法巧妙地转换成物理教学方法，使物理课堂教学效果将更加显著呢？下面笔者以“转换法”为例谈谈其应用的问题。

什么是“转换法”呢？可概括为：主要是指在保证效果相同的前提下，将不可见、不易见的现象转换成可见、易见的现象；将陌生、复杂的问题转换成熟悉、简单的问题；将难以测量或测准的物理量转换为能够测量或测准的物理量的方法。

1 运用转换法观察难以理解的现象

宏观现象学生比较容易了解，但一些比较抽象的看不见、摸不着的物质的微观现象，要研究它们的一些规律必须使之转换为学生熟知的、看得见的、摸得着的宏观现象来认识它们。

例如：（1）空气看不见、摸不到，我们可以根据空气流动所产生的作用来认识它。（2）电流看不见、摸不到，如何判断电路中是否有电流呢？在教学时，我们引导学生观察连在电路中的小灯泡是否发光来判断电流是否存在；还可以进一步设疑：现在电路中有了电流，如何判断电路中电流的大小呢？学生自然就想到了观察灯泡发光的亮度。（3）磁场看不见、摸不到，如何证明磁场的存在呢？在教学时可以先做一个演示实验：将一个原来指南北方向的小磁针放在一个条形磁体附近，结果看到小磁针发生偏转，静止时不再指南北方向了。

2 运用转换法理解测量工具的原理

初中学生实验中使用很多的测量工具，其中有一些在制作上其实就利用了转换法。即用可直接量度的量去间接表现那些不便直接观察、不便直接测量的量。例如：（1）弹簧测力计：弹簧测力计的制作原理是在弹性限度内，弹簧受到的拉力越大，弹簧的伸长越长，弹簧长度的变化是可以直接观察直接测量的，而力的大小是看不到摸不着的，但是力的大小却和弹簧长度的变化有关系，所以我们就可以用弹簧长度的变化来量度力的大小；（2）温度计：温度计是利用液体的热胀冷缩原理制作的，液体体积膨胀的多少用眼睛可直接观察到，而温度的高低看不见摸不到，但是液体体积热膨胀的多少与温度变化有关，所以我们就可以用液体体积膨胀的多少来量度温度的高低；（3）微小压强计：制作时利用U型管左右两侧液柱高度差的变化来量度液体压强的变化。

3 运用转换法测量物理量

初中物理教学要求学生会对一些物理量进行测量。而在测量过程中经常有一些物理量不容易测量或不能直接测得，这时我们就可以将那些不能直接测量的物理量转换成直接测得的物理量。

例如：（1）在探究用量筒或量杯测不规则小石块的体积实验时，将小石块的体积转换成排开水的体积，即把不好直接测量的量转换成可直接测量的；（2）在探究一些圆周长度的特殊测量教学时，如测量自行车轮的周长。我们可以利用转换法先在车轮上做一个标记，然后将车轮在地面上沿直线滚动一周，再用刻度尺测量这条线段的长度即可；（3）在探究大气压究竟有多大的实验中，无法直接测出大气压的值，但是大气压能支持一定的水银柱高度，这样求出这段水银柱高度产生的压强就知道了大气压的大小了；（4）在研究影响滑动摩擦力大小因素的实验中，如何测量滑动摩擦力？利用二力平衡的原理，沿水平方向拉动木块使之做匀速直线运动，将测摩擦力的大小转换成测拉力的大小；（5）在研究电热的功率与电阻关系的实验中，电流通过阻值不等的两根电阻丝产生的热量无法直接观测和比较，而我们通过转换为让煤油吸热，观察煤油温度变化情况，从而得出哪个电阻放热多。

4 运用转换法设计物理实验中的“效果显示器”

在初中物理的一些实验中，为了准确测量需要使用一些科学仪器是显示设备，把一些要测量的未知信息转换成通过实验仪器显示的数据等信息在最有利的条件下去探究物理规律。如：（1）当学生知道电路中电流有大有小的时候，怎么样能测量其电流的大小呢？利用电流表显示器把电流的大小转化成指针的偏转大小，从而知道了电路中电流大小；（2）在实验室里要准确知道物体质量的时候，利用天平的平衡时右盘里砝码的质量来显示左盘里物体的质量与之是相等的；（3）当我们要准确知道被测区域温度的时候。利用温度计玻璃泡内液体的膨胀来显示被测的温度。

5 运用转换法求解物理实际应用之难题

有的章节课后习题很难直接解答的，学生更是不易用常规的方法来解决。如果运用物理科学方法中的“转换法”可使问题变得简单和容易解决。

例如：（1）在学完弹力后，教材给出这样一道题：用手捏一个厚玻璃瓶，玻璃瓶会发生弹性形变吗？轻按桌面能使桌面发生弹性形变吗？刚看完这道题时，同学们会答道：“它们都不会发生弹性形变，因为我们经常用手握玻璃瓶，用手掌压课桌，也没看到它们发生形变呀？！”同学们说的很肯定。教师不要急于给出答案，可以采取如下步骤演示：a、将玻璃瓶中灌满水，把细玻璃管通过带孔的橡皮塞插入玻璃瓶中。用手轻捏厚玻璃瓶后观察到细玻璃管中的水面升高了，进而证明了厚玻璃瓶发生了形变。这就是将玻璃瓶的形变引起的液面变化转换成细玻璃管内水柱高低的变化，如图1（a）。b、在水平桌面上，如图1（b）所示放一对平面镜，用镭射激光手电筒照在镜面上后反射光斑落在墙上，这时用手掌压课桌同时观察光斑，会看到光斑明显的移动，进而证明了桌面发生了形变，这就将课桌的形变转换成光斑的移动。

（2）在学完声音的产生和传播后，教材给出了这样一道题：你能想办法证明桌子发声时在振动吗？大家都知道声音是由物体的振动产生的，但很多声音发出时，我们不能直接观察到物体的振动，那么我们怎样知道这声音是由物体的振动产生的呢？这时我们可以引导学生自己设计简单的实验，比如将桌面的振动转换成碎纸片、泡沫颗粒、乒乓球、瓶中水的振动等。（3）在学完功后，教材给出了这样一道习题：某同学用一个距离手3米高的定滑轮拉住重100牛的物体，从滑轮正下方沿水平方向移动4米。如图2所示，若不计绳重和摩擦，他至少做多少功？

解析：根据功的原理，可通过转换物理过程，使问题由复杂向简单转化，即将拉力做的功转为直接向上举重物所做的功。

品读物理教育专家张宪魁教授《物理科学方法教育》一书，笔者有方知初醒之感，其博大精深之旨，非晚生所能及。课程改革发展到今天，需要改革的东西也许很多。那么课堂教学需要我们改什么呢？物理内容及其要学的内容深度课标已经明确规定了。课堂教学到底改什么呢？当你读了张宪魁教授这本书也许您就恍然大悟了。

参考文献：

[1]张宪魁.物理科学方法教育[M].青岛：青岛海洋大学出版社，2004.

（栏目编辑 李富强）

推荐访问： 转换法 为例 课堂教学中 物理 初中