轉換角度巧解問題

【摘 要】初中物理教學中許多問題難以直接解答，但如果變換思路，從另外一方面入手，問題便會迎刃而解。

【關鍵詞】逆向思維；變通；模型；思維轉換

初三復習階段物理習題浩如大海，題型五花八門，但其依據基本是對提出的模型交替變更，提供材料的形式，改頭換面，設計新的模型，其目的在于擴大學生視野、加深對問題的理解、鞏固已學知識、增強思維轉換，促進創造性思維能力的發展。逆向思維是背離原來的認識并在相對立的意義上去探索新的發展可能性，由于思維與原來認識相反，是在與原來習慣思維相反方向上進行的，逆向思維從反面觀察問題，打破心理上的思維定勢，沖破習慣思維的束縛，在與原來認識方向相反的方向上尋求解決問題的新方法，有時會產生意想不到的良好效果或獲得新的發明和創造。

思維作為物理教學中的一種重要的思維方法，在社會實踐和學習的過程中，人們都有這樣的體驗:當你對某一問題冥思苦想而不得其解時，不妨從它的反面去想一想，這樣常使人茅塞頓開，獲得意外的成功。遇到新模型時學生感到無從下手，其障礙在于不善于把新模型與典型進行比較，去認識和把握新、舊模型在物理本質上的共性，對此，教師通過組織有效的習題教學，幫助學生在紛繁復雜的模型中分析和對比，找出共性，深究共同的物理本質，從而跨越思維障礙，促進其創造性思維能力的發展，實現由知識到能力的質的飛躍。

一、習題教學中的思維轉換

例1：如圖所示電源電壓不變，調節滑動變阻器R′，電壓表示數為10V時，變阻器R′消耗的電功率為10瓦，調節變阻器滑片到另一位置，電壓表示數為5V，此時變阻器R′消耗的電功率為7.5瓦，求電源電壓和定值電阻R的阻值。

分析：本題所給的條件是定值電阻R兩端的電壓，而電功率則是變阻器R′的電功率，依據對應關系不可直接計算，同時題中變阻器R′的數值是變化的，故不可以用I2R′，和U2/R′求R′的電功率只可以用UI來計算。

如果設電源電壓為U，則R′兩端的電壓兩次分別為U-10和U-5對應電流與定值電阻R中是相同的，分別為10/R和5/R依題意有（U-10）*10/R=10和（U-5）*5/R=7.5解得U=20V，R=10Ω，此題通過思維轉換以R兩端的電壓和電源電壓求出了R′兩端的電壓，此為解題的關鍵。

例2：如圖所示，光屏上恰能得到燭焰清晰的像，試說明成像的性質，若將光屏和燭焰的位置對調，光屏上還能成清晰的像嗎？若能，請說明成像的性質，若不能，請說明理由。

分析:從圖中可以看出物距大于像距，則物體長度大于像的長度，且像與物體在透鏡兩側，所以一定成倒立縮小的實像，若將光屏和燭焰位置對調，依據光路的可逆性，則物距小于像距，所以則物體長度小于像的長度，因此成倒立放大的實像。

二、新課教學中的思維轉換

蘇科版八年級上冊第四章第四節《照相機與眼睛、視力的矯正》，對于視力的矯正，課本是這樣設計的：將凸透鏡看作是人的眼睛的晶狀體，光屏看作視網膜，給眼睛戴上近視眼鏡，使燭焰在視網膜上成清晰的像并準確標出光屏的位置，取下近視眼鏡，光屏上的像變得模糊了，前后移動光屏，使光屏上呈現清晰的像，并標出光屏此時的位置，以此來說明近視眼鏡的作用是使像相對于晶狀體向后移動，從而使像落在視網膜上，換用遠視眼鏡重復上面的實驗得出遠視眼鏡的作用是使像相對于晶狀體前移，從而使清晰的像落在視網膜上。按此法講授學生很難理解，實際上這樣的設計思路沒有從矯正眼睛的角度去分析問題，只是從近視眼這種現象間接分析凹透鏡的作用，為此，在教學中，這樣設計的好處是學生近視眼像成在視網膜前，但學生很難弄懂為什么戴凹透鏡就正好成像于視網膜上呢，實際上該實驗在說明矯正視力缺陷上確實不太明顯，學生也不太好懂，為此，在教學中本人對實驗順序做了少許改動：在光具座上依次放置蠟燭、透鏡和光屏，調整物距和像距且保持物距大于兩倍焦距，此時所成的像是倒立、縮小的實像，在光具座上依次放蠟燭、透鏡（甲）和光屏，調整物距和像距，使光屏上成倒立、清晰、縮小的實像，記下此時光屏的位置。

1.在凸透鏡（甲）前面再放置一塊凸透鏡（乙），觀察光屏上的像是否清晰？

2.前后移動光屏直到光屏上成像最清晰，記下此時光屏所在的位置，比較光屏現在的位置比原來是前移還是后移了。

3.取下凸透鏡（乙）換上凹透鏡。

4.前后移動光屏直到光屏上成像最清晰，記下此時光屏所在的位置，比較光屏現在的位置比原來是前移還是后移了。這樣變換后，學生很容易就能掌握視力矯正的原理和方法。

以上幾例的分析我們可以得到這樣一個通過變式解物理問題方法，從一般的模型中去發現、分析、對比，從中抽象出與已知的典型模型所具有的共性——物理本質，然后選擇反映這種物理本質的物理知識（概念、規律、理論等）進行解答。從這種“分析、對比、選擇、解答”過程中去加深對所學物理知識的進一步理解，從而得到思維變通性的訓練，進而促進創造性思維能力的發展。

（作者單位：江蘇省泰州中學附屬初級中學）