轉化思想在初中科學學習中的應用

戴 玲

（江蘇省寧波市北侖區廬山中學，江蘇 寧波）

轉化思想是一種基本的科學思想。所謂“轉換法”，主要是指在保證效果相同的前提下，將不可見、不易見的現象轉換成可見、易見的現象；將陌生、復雜的問題轉換成熟悉、簡單的問題；將難以測量或測準的物理量轉換為能夠測量或測準的物理量的方法。初中科學在研究概念規律和實驗中多處應用了這種方法。

一、將不可見、不易見的現象轉化為可見、易見的現象

1.空氣看不見，摸不著，嘗不出它的味道，當轉化為大氣壓存在的實驗卻可以確認它的存在

比如馬德保半球實驗、覆杯實驗、瓶吞雞蛋實驗等。空氣中是否有水蒸氣呢？水蒸氣同樣無色無味，只有把它轉化為固體的冰晶和液態的水才可以被感知。所以在設計這個證明實驗時教師應盡可能地從這個方面聯想，比如空調排氣管中的水，早晨的露水及霜的形成等。在化學變化中，很多化學反應未必有明顯的現象，例如探究二氧化碳和氫氧化鈉是否發生化學反應，沒有明顯的現象，即使使用指示劑也無用，但是可以通過轉化為反應裝置內反應前后氣壓的變化來證明該反應的發生。如圖所示可以有以下四種不同的方法：如果反應能發生，現象分別是：A中液體會充滿整個試管，B中燒杯中的水會倒吸入錐形瓶中，C中氣球的體積會膨脹，D中圓底燒瓶內會出現噴泉現象。這些現象都很明顯，通過轉化將不可見的現象轉化為可見的現象，讓學生有更深切的感知，有利于科學的學習和科學思維的培養。

2.物理中也有很多不易見的現象

例如，聲音是由于物體的振動產生的。有些物體如音叉，發聲時的振動很微小，不易見。我們用乒乓球靠近發聲的音叉，會發現乒乓球被彈起，響度越大，被彈得越開，當發聲停止，乒乓球彈起停止。這樣通過轉化法將微小的振動放大，有利于學生更為具體生動地理解聲音是由物體的振動產生的且認識響度與振幅的關系。

3.“力”是物理學中一個比較難理解的概念，看不見，摸不著

在實際教學中，我們可以通過力所產生的作用效果來驗證力是否存在，如物體形狀或體積發生了改變或物體的運動狀態（速度和方向）發生改變。事實上，力的三要素的探究就是利用力所產生的效果來達到目的的。這其實也是轉化法的真實體現。

二、將陌生、復雜的問題轉化為熟悉、簡單的問題

在研究平面鏡成像特點的實驗中，怎樣才能比較物和像的大小呢？像到底在哪里，成的虛像在鏡后不可見，如何來比較呢？教師可以引導：能不能給像找個替身，用替身跟物體去比較呢？這樣學生就會考慮到桌面上另一支蠟燭的作用。接著我們要找到既能成像又能看到“像”的平面鏡，用玻璃板就比較合適，因為它是透明的，在較暗的環境中，既可以成像，又可以觀察替身與像重合的過程。這樣，通過等效替代的方法，將陌生復雜的問題轉化為熟悉、簡單的問題，更有利于學習。

在建立物體比熱容的概念時，我們會研究兩個實驗，即比較相同質量的不同物體升高相同的溫度吸收的熱量的多少；比較相同質量的不同物體吸收相同的熱量升高的溫度多少。“吸收相同的熱量”該怎么做呢？這對學生來說是一個陌生的問題，教師在教學中可以將吸收相同的熱量轉化為用相同的熱源加熱相同的時間。同一個酒精燈，比較吸收熱量的多少即可以轉化為比較加熱時間的長短。這樣將復雜的問題轉化為簡單的問題，有利于學生的理解和操作。

三、將難以測量或難以測準的科學量轉化成能被測量或易測準的策略

在實驗中，有很多物理量，由于其自身屬性的關系，難于用儀器、儀表直接測量。比如空氣中氧氣含量到底有多少？氧氣無色、無味、無形，難以直接測量。通過紅磷燃燒的實驗，盡量將密閉容器中的氧氣全部耗盡，使密閉容器內外產生氣壓差，消耗了多少氧氣就會倒吸入多少體積的水，通過觀察倒吸入密閉容器的水的體積初步判斷空氣中氧氣的體積，從而將難以測量的氧氣體積轉化成可以測量的水的體積。

在測量滑動摩擦力的大小、浮力大小的時候，都是通過二力平衡的轉換來實現的。我們可以用彈簧測力計拉著木塊做勻速直線運動，通過二力平衡知識，得出拉力大小等于滑動摩擦力大小；根據漂浮和懸浮時二力平衡的原理，得出浮力與重力大小相等的結論；另外通過運用阿基米德原理，將浮力大小的計算和判斷轉化為容易直接獲得的液體密度和排開液體的體積，再根據公式進行計算和判斷。類似的不容易直接測量的物理量還有密度、電功率等，都是通過運用公式法進行相應的轉化。

綜上所述，轉化既是一種思想方法，更是一種策略。這種方法對于提升學生思維的深度、廣度、靈活度，以及提高學習能力和解題技能等都大有益處。我們在平時的教學中要做一個有心的老師，處處留心給學生滲透轉化的思想，并讓學生體驗感知轉化法給解決科學問題帶來的便利，最終掌握轉化法并有效運用。