談初中物理教學中的簡化方法

吳鐵文

物理科對于不少初中學生來說，是比較難學的科目，因為它需要較好的抽象思維而又不僅僅依靠抽象思維。所以在教學實踐中運用一些看來屬于簡化的方法，用以克服思維發展水平的局限，既便于學生容易接受，亦有利于教學效果的提高。

一、形象直觀的物理模型法

模型法是為了方便研究物理問題和探討物理事物的本身而對研究對象所作的一種簡化描述。一些物理概念比較抽象復雜，學生思維受到限制，我們建立直觀形象的物理模型，將抽象變為形象，可以更好地幫助學生理解。在物理教學中，利用物理模型的內容也很多。例如，光線可以讓學生了解光的傳播路徑和方向，力的作用線可以使學生知道力的三要素的表示方法。又如重心，因為物體各部分都受到重力，作力的示意圖時，把力的作用點畫在哪里，學生感到困難，我們告訴學生可以把物體看作一個點（高中的質點），形狀規則均勻的物體這個點就在它的中心，問題就變得形象簡單了。在電路圖的教學中，用符號模型替代實物，排除了實物形狀、導線分布等因素的干擾，使思維更清晰。還有，單擺、杠桿、分子模型、原子結構、磁感線等都通過建立物理模型使抽象概念形象化，使復雜問題簡單化。

二、絕對條件的理想實驗法

理想實驗是一種抽象思維方法，是物理學中一種重要的研究方法，它在實驗的基礎上，抓住主要因素，完全忽略次要因素，根據邏輯推理法則，對過程進一步分析、推理，找出其規律，并使過程方便簡化。例如，在教學牛頓第一定律時，通過實驗，讓學生明白小車運動的距離與摩擦力的關系，弄清使小車變慢的原因——摩擦阻力，在這基礎上來一個理想化的完全沒有摩擦的假設，通過推理，學生就容易得出小車將保持勻速直線運動的結論。又如，“勻速直線運動”，“在光滑的表面上”，“在均勻的介質中”，“光線透過（薄）透鏡”，“假設電能全部轉化為機械能”等等，都是在理想化的絕對條件下去研究問題的。在初中物理教學中滲透理想實驗法，對學生理解物理知識以及今后學習和研究物理都有十分重要的意義。

三、排除干擾的控制變量法

控制變量法是科學探究中的重要思想方法，是科學探究的一種常用思維方法，在初中物理定性分析中是一種最常用的、非常有效的探索客觀物理規律的科學方法，它使探究和分析過程簡化，條件清晰。控制變量法也是在初中物理課程中，我們培養學生學習物理研究方法的一個重要目標。所以，我們在教學實踐中，要重視這種科學思想方法的教學。如果一個物理現象可能跟兩個或多個因素有關，假如這些因素都在變化，就不能確定它跟哪個因素有關，這就要通過干預只讓要研究的那個因素改變，而其它的因素保持不變，才能得出是否有關的結論，這就是控制變量法的思想。在教材中應用到控制變量法的內容是非常多的，例如，在探究電阻大小的因素的教學中，在引導猜想可能跟長度、橫截面積、材料有關的基礎上，按照控制變量法的思路，設計實驗步驟，分別改變長度、橫截面積、材料，保持另持兩個因素不變。這樣通過實驗，就可以歸納出電阻大小跟導體長度、橫截面積、材料有關的結論。在探究力的效果、壓力效果、弦樂器音調、單擺快慢、蒸發快慢、液體壓強、浮力大小、歐姆定律、滑動摩擦力大小、電流的熱效應等都應用了控制變量法。在經歷一些有關的實驗之后，我們幫助學生總結這種方法：在研究物理現象跟某一個因素是否有關時，就要只使這個因素改變，控制其它因素不變。這樣學生運用這個方法時，就會有一個模式，探究時就會簡化很多。

四、變間接為直接的等效代換法

等效代換法是探索問題和分析解決問題的科學方法之一，是用來探究物理概念和規律，解決物理問題的簡便方法。它抓住兩個看來不同的物理過程，尋求其效果相同之處，并進行代換。在分析問題和解決問題的過程中，對于一些看不見摸不著的現象或不易直接測量的物理量，通常用一些非常直觀的現象去認識抽象的現象，或用容易直接測量的物理量進行間接測量，把無形變有形，變間接為直接，把復雜變簡單，給教學和研究帶來極大的方便。例如：磁場運動看不見、摸不著，判斷磁場是否存在時，用小磁針放在其中看是否轉動來確定。在電路中，若干個電阻，可以等效為一個合適的電阻，如串聯電路的總電阻、并聯電路的總電阻都利用了等效電阻來代替。測量摩擦力時，用拉力替代摩擦力，在“曹沖稱象”中用石子等效替換大象，分子運動中，用擴散代替分子個體運動等等，效果相同。

責任編輯 龍建剛