轉無形為有形化抽象為具體

摘 要：在初中物理的學習中往往貫穿一些抽象深奧的物理概念、規律或現象，如電流、磁場、內能等。初中階段學生由于剛剛接觸物理，再加上心理和思維的特殊性，學習這方面的知識往往存在較大困惑。為使他們比較容易接受，教材通常應用轉換法來達到教學目的。

關鍵詞：抽象；轉換法；物理實驗；知識遷移

雖然初中生的思維方式中抽象邏輯思維開始占優勢，可是在很大程度上，還屬于經驗型，他們的邏輯思維需要感性經驗的直接支持。所以教材中的物理概念、規律和現象的直接得出對學生的理解有極大挑戰，這是教材應用轉換法的初衷。所謂物理實驗中的轉換法，就是當某些物理量不易直接測量，而另外一些物理量易測量，且兩者之間可以用物理原理聯系起來時，采用“嫁接”的方法，通過轉移實驗手段，達到化不易為易，化不能為能。間接測量某些物理量，一般都用轉換法。物理實驗中利用轉換法不僅使學生的轉換思維能力得到訓練，還能提高學生觀察能力、獲取信息和處理信息能力。幫助學生透過物理現象，由表及里，抓住其本質的東西，很快地形成正確的物理概念，掌握物理規律。另外還能使學生真正地理解實驗測量工具的原理、結構，并按使用規則和程序進行操作，提高他們的實驗技能。

簡單說來初中物理實驗中運用轉換法有幾點好處，下面就初中階段的物理實驗中應用轉換法談談個人的想法。

一、放大實驗現象，復雜問題簡單化

理解物理概念不一定直接從概念入手，可以從引起的物理效應入手，利用效應的宏觀性體現概念的抽象性和微觀性，從而使問題簡化。

在學習“聲現象”時就多處用到了轉換法。例如：在讓學生認識聲音是由振動產生的這一知識點時，通常物體發聲振動時的振幅較小，用肉眼不易觀察得到，所以教材為了突出物體發出聲音在振動這一現象，特意通過物體振動時所產生的其他效果如激起水花、使懸掛著的乒乓球被反復彈開等明顯的視覺效果來轉換其不易覺察到的振動，放大了實驗現象，提高了教學效果。再如（圖1），鼓面振動的振幅不易察覺，我們給上面撒一些小紙屑或者撒一些小石子，這運用的就是轉換法。用這些容易觀察到的現象把不容易觀察的現象轉換過來降低了學生學習的難度，提高了教學效率。

電壓是電子定向運動形成電流（圖2）的原因，學生往往很難理解這一概念，如果此時將瀑布的高度差轉換為電壓大小，學生就很容易理解瀑布形成的原因了。另外，電流的熱效應中，通電導體為什么會發熱，如果用隕石受空氣阻礙摩擦發熱轉化為電流受導體電阻阻礙發熱，學生自然容易理解。

在學習分子動理論時，教材將50mL酒精與50mL水混合后，體積將小于100mL。分子間存在相互作用的力。我們可以通過很難壓縮注射器內的水來說明水分子間存在相互作用力。也可以在注射器內封閉一定量的空氣，通過先容易壓縮后難壓縮來分別說明分子間存在間隙及斥力。當然也可以通過把兩塊鉛緊壓在一起松開手而不會掉下來的現象說明分子間存在著引力。分子在做無規則運動，可以通過擴散現象來說明。比如將墨水滴入清水中，一段時間后，整杯水變黑了。或通過讓學生聞酒精的氣味來說明分子在做無規則運動。

二、抽象概念轉換為具體現象

在學習磁場知識時，將不可見的磁場轉換為鐵屑的分布，通過受磁場作用力影響后的鐵屑的分布來反映磁場的分布情形。從而建立磁場的理想模型——磁感線。還有，對很抽象的電流的磁場，通過通電導線旁小磁針的偏轉來說明電流周圍存在著磁場，磁場的方向與電流的方向有關。

在“探究燈泡的功率與哪些因素有關”時，當電壓和電流發生改變時，燈泡的電功率發生改變，但是無法具體計算電功率，這時我們可以根據燈泡的亮度來定性反應燈泡實際功率的大小，即把實際電功率轉換為燈泡的亮度。

以上的轉換法中將抽象不可見的物理量用具體的現象表現出來，在提示兩者的內在聯系的前提下，讓學生先觀察現象，然后進行知識遷移，由淺入深，梯度介入，大大降低了學習難度，而且也促成了邏輯抽象思維的發展。

三、難測物理量轉換為可測物理量

轉換法在測量工具中的應用。彈簧測力計的原理就隱含了一個間接測量原則，即用可直接度量的量去間接表現那些不便直接觀察、不便直接測量的量。在這里，彈簧的長度變化是可以直接觀察、直接測量的，而力的大小是看不到摸不著的，但是力的大小卻和彈簧長度的變化有關系，所以我們就可以用彈簧的伸長量來量度力的大小。不僅測力計是這樣的，溫度計、壓強計、電流表、電壓表、時鐘、速度表都是如此，看見的是長度、角度的變化，反映的是溫度、液體壓強、大氣壓強（高度）、電流、電壓、時間、速度的變化。

在熱學里，也多處用到了轉換法。例如：在探究水的吸熱與質量、溫度變化的關系時將水吸熱的多少轉換為對加熱時間的判定，加熱時間越長，說明水吸熱越多。類似的還有“探究水和砂石的吸、放熱性能”。這里將加熱時間的長短轉換為物質吸收熱量的多少。焦耳定律實驗中，電熱絲通電產生的熱量不宜直接測量，通過煤油吸收熱量發生體積膨脹導致液面升高，通過比較煤油液面高度來轉換電熱絲產生電熱的多少。

在機械能中，探究動能的大小跟哪些因素有關時，將動能的大小轉換為紙盒滑動距離的大小。紙盒滑動距離s越大，說明小球對紙盒做的功越多，小球的動能就越大。同理，探究重力勢能大小跟哪些因素有關時，將重力勢能轉換為木樁進入沙中的深度，木樁進入沙中的深度越深，表明重物下落對木樁做的功越多，重物的重力勢能就越大。這里就可以將紙盒滑動距離和木樁進入沙中的深度測量出來，分別轉換為動能和勢能的大小，具有可測性。

在探究電磁鐵的磁性強弱時，將電磁鐵的磁性強弱轉換為電磁鐵對大頭針的吸引數目，數目越大，說明磁性越強。

正是由于兩者存在內在定量關系，所以可將難測物理量用可見可測可比較的物理量（如長度，角度，時間）進行轉化，進而我們可以方便地利用這些測量儀器。可見，在我們的生活中到處存在著轉換意識，只是我們往往視而不見，只顧及表面想象，忽視了內在實質而已。

可見，轉換法在物理實驗中應用十分廣泛，而且存在極大的優勢，我們教師在教學中要凸顯這種方法，培養學生形成良好思維習慣和知識遷移能力，不斷提高科學素質。

參考文獻：

[1]潘荔萍.轉換法在初中物理實驗應用之例談[J].2012（3）.

[2]磨雪英.淺談轉換法在初中物理實驗教學中的應用[J]，2012（07）.

（作者單位 浙江省紹興縣秋瑾中學）