等效思維在初中物理解題中的合理運用

馬 民

(江蘇省徐州市第十中學 221000)

將等效思維法應用在初中物理解題中，能夠將原本較為復雜的問題簡單化，幫助學生在解題過程中有效的簡化問題.這不僅在一定程度提高其解題速度，同時還能夠得學生在解題過程中不斷活躍自身的解題思維，從而提高自身在物理學習中的創新能力.

一、等效思維的概念與特征

等效思維法，就是在所求結果相同的基礎上，將一些較為復雜的問題進行簡單化，以此幫助學生在解題過程中及時發現問題的本質.對此，在初中物理解題教學過程中，教師使用等效思維法時，要能夠保證不同物理現象或模型所呈現出的意義和規律是相同的，并且是能夠進行相互之間的替代轉換.如運用等效思維來解決有關力學問題時，就可以將其中的一個力分解為若干個力的合成，針對一些較為復雜的平拋運動，可以將其分解為水平直線運動和自由落體運動這兩個問題.之后就對這兩個簡單的問題進行分析.

二、運用等效思維推論物理的定理

在初中物理學習中，相關概念定理知識是必不可少的環節，全面貫徹在課堂教學中.由于其存在較多的知識點，因而需要學生在物理學習中熟練掌握概念定理知識.但是在實際中，多數學生認為物理概念內容過于枯燥，只通過背誦的方式進行記憶，勢必會影響實際運用效果.在這種情況下，教師在開展物理概念知識教學時，通過等效思維的方式，幫助學生能夠從已經簡化的現象中，推論出相關定理知識，從而加深其對概念知識的印象.比如在學習“物塊在平衡力的情況下保持勻速直線運動或者靜止狀態”這一概念知識時，多數學生對此都存在一定的誤解.具體來說就是認為在此狀態中的兩種運動狀態是不受力的.這種錯誤的觀念使學生在進行解題時，經常出錯.針對這種情況，教師在進行力學知識教學過程中，加強對學生在“受力平衡”即合力為零等同于“不受力”的引導，促使其能夠明白二者所產生的效果是相同的.只有這樣才能讓學生更為全面的認識到物塊受力平衡等同于不受力，進而在一定程度上加深對這節知識概念的理解，提高解題正確率.

三、運用等效思維轉換物理過程

在初中物理教學過程中，教師為進一步提高學生物理解題能力，通常在習題設計中出一些比較難以理解的條件和問題.對于較為復雜的內容，學生在分辨上具有一定的困難.在這種情況下，引導學生解題時，則可通過等效思維的運用，將題型中所存在的隱含問題暴露出來，并將相關知識內容進行簡化，實現快速解題的目的.在某些題目中，經常出現串聯的線路.如:“串聯電路中一個為定值電阻，另一個是變阻器，當這個變阻器上的電阻為多少值時，變阻器上所消耗的電功率為最大？”對于這種問題，用常規方法解決較為復雜，因此教師可借助等效思維進行解題，幫助學生發現在串聯電路上，定值電阻的阻值不變，因而教師可引導學生將其與電源聯想為一體，并將這個定電阻變為電源中的內阻部分.這樣就使得變阻器成為電路中唯一的外電阻.之后，學生就能夠通過所學的定理知識(滑動變阻器的電阻等于電源內阻時，消耗的電功率最大)，在最短的時間內解決該問題；并聯滑動變阻器也可以用同樣的等效法進行解決.再如：“一個游泳池中，甲乙兩人相對前進，而兩人之間的距離為S，實際速度分別是V1和V2.在此過程中，丙在兩人間往返游泳，速度為V3.問甲乙相遇時，丙游過的距離一共有多少”.這種題型教師也可借助等效思維，將丙的實際游泳時間替換為甲乙相遇所用的時間，即t丙=t甲=t乙=S/(V1+V2).這時，學生就在教師的深入引導下，對該問題進行分析，從而得出S丙=V3S/(V1+V2)的結論.我們將較為復雜的問題轉化為簡單的問題，更好的幫助學生理解問題，學會解決問題.

四、運用等效思維建立物理模型

初中生在學習物理的過程中，難免會遇到比較復雜的物理問題和物理現象.如果沒有在之前的學習中建立較好的學習能力，學生遇到這些問題時，容易陷入思維誤區，進而在一定程度上影響其解題.例如:某容器中質量為0.5Kg的木塊被細繩牽引在杯底，此時容器中的水剛好淹沒木塊的一半，且細繩所受的拉力正好為零，求液體的密度？之后，如果繼續朝容器中注水，當水剛好達到木塊上表面的時候，細繩既斷則細繩承受的最大拉力是多少？ (已知ρ木=0.6×103kg/m3).在這道題目中，教師要讓學生了解題目中最為關鍵的內容就是“細繩的拉力為零”.這時，教師就可以通過這個關鍵點，來建立相應的等效物理模型，即“二力平衡”物理模型.在建立好模型后，教師需要讓學生結合有關浮力的定理，G木=F浮=G排液=ρ液gV排，ρ木gV木=ρ液gV木，以此求出具體的液體密度ρ液=1.2×103Kg/m3；當木塊一半被淹沒時繩子的拉力為零，而繩子能承受的最大拉力可以等效的建立：當繩子拉力為零到斷開時，浮力的增加量即木塊的重力的物理模型，F最大=G木=m木g=5N.由此可見，通過對等效思維的運用，建立相關的物理模型，不僅能夠更好的幫助學生理清各個條件之間所存在的關系，同時還使得其在具體運算過程中更為清晰.

綜合上述，在當前初中物理教學中，通過對等效思維法的合理運用，將原本較為復雜的物理問題轉化為簡單知識，使學生更為輕松的解決問題，提高自身學習效果.而對于教師來說，這種教學方式的運用，在促使學生個性發展中起到重要的作用.因而教師在對學生進行物理解題時，要能夠注重對此方法的合理運用，引導學生在解題過程中靈活的使用等效思維，以此促使其提高學習能力.

總之，等效思維的合理運用在實際應用中取得較好的效果，極大的提高了課堂教學質量和教學效果.