轉換法在初中物理必做實驗中的應用研究

顧宗其

【摘 要】作為物理研究中最常用科學方法，轉換法在初中物理實驗得到廣泛應用。轉換法的應用不僅對物理科學研究內容予以體現外，也對研究方法的指導加以重視，使學生在進行物理實驗時，加深對相關物理知識的科學認知，對科學研究方法不斷深入領悟，同時拓展自身視野。因此，教師應加強在物理教學中轉換法的應用，通過包含的大量科學研究方法的轉換法與實際教學活動相結合，對學生進行適當地引導，使學生在實驗活動中了解科學方法的運用技巧，科學研究能力不斷提高。本文就此根據轉換法在初中物理實驗中的具體應用進行分析和探討。

【關鍵詞】轉換法;初中物理實驗;應用

一、轉換法概述

此方法針對通過觀察容易識別和發現的物理現象，對不易識別和觀察的物理規律和原理進行分析和研究。作為物理中最常用的研究方法之一，其能夠在保證效果相同的情況下，將無法觀察、難以識別的現象轉換成肉眼可以察覺的物理現象，將物理中復雜、難懂以及從未遇到過的問題轉換成簡單、易懂且熟悉的問題，將測量困難或測量精度無法保證的物理數據轉換為測量便捷或精度準確的物理數據。此方法不僅可以適用于物理模型研究和方法研究，也可以應用于某圖形或某物理量的研究。在初中物理教學中，普遍應用于物理實驗中的探究活動、物理計算、測量工具等方面。

在初中物理實驗中，通過教師的有效指導和要求，通過轉換法，學生實現對物理規律、物理邏輯、思維角度的轉換，根據物理過程和物理狀態進行實驗設計，不僅有利于學生轉換思維的訓練，同時對學生觀察能力的提高起到促進作用，培養學生收集信息、處理信息的能力，有助于學生掌握透過現象看本質的思維理念和物理規律，形成正確的物理概念。另外通過此方法的應用，學生對實驗測量工具的結構、原理等充分了解和掌握，能夠嚴格按照相關程序和使用規則進行操作，使學生的實驗技能得到有效提高。

二、轉換法在物理現象本質揭示中的應用

轉換法引入物理實驗應用，使學生通過將觀察到的物理現象進行有效轉換，并對其涵蓋的物理本質更深入的了解，對物理規律更清晰，使學生對于物理知識有更全面、更深刻的認識。因此在物理實驗中，此方法廣泛應用于探究物理現象的活動，并對其中的物理本質進行揭示。比如對風力大小的判斷，風是難以測量、難以觸摸的物質，其中微小的空氣分子，對于肉眼來說難以觀察和識別，但利用轉換思維方式，人們通過樹葉因風的流動而產生的搖擺現象，就能對風力大小進行分析和推斷。學生在實驗中，對于不易察覺和識別的實驗現象，可通過此辦法將實驗效果或現象放大，轉換成易觀察、易識別的現象再進行研究。另外在進行探究活動時，對于研究對象進行分析和合理選擇，通過對研究對象的合理放大或轉換，并通過相應的實驗設計來間接推斷和分析，能夠較快找到問題答案。

如：在電螺線管的外部磁場方向的探究實驗活動中，磁場方向和分布情況可根據小磁針靜止時在磁場中的受力情況進行轉換，通過靜止時小磁針N級指向和其分布情況予以呈現，利用此方法將不可見的磁場分布情況和方向轉換為可看、可觀察的物理現象，并對其進行研究。在實驗中通過此方法的應用，將虛像的磁場轉換為實在的曲線物體進行轉換。

在物理現象中，通過物體振動而產生聲音，而細微的物體振動不明顯，較難察覺和識別，因此可以通過此方法的應用進行轉換。利用聲音具有能量，會對其他物體產生影響而引起震動的原理，進行相應的實驗設計，如：泡沫塑料粒子、大米、水等出現跳動的情景，將物體震動效果放大有利于研究的開展，也對學生主動參與探究的學習興趣予以有效激發。

實驗探究活動中進行此方法的應用，只要針對具有抽象性，無法觀察、無法觸摸的，或是極細微的物理變化或規律，將其有效轉換為學生能夠觀察、能夠識別，且熟悉的物理現象，同時對學生思維方式進行拓展。

如：在探究導體產生的熱量與哪些因素相關的實驗中，學生無法觀察和比較電流通過導體時所產生的熱量，通過此方法的應用，利用煤油吸熱的現象來進行轉換，對煤油的溫度變化情況進行觀察，進而可以推斷出哪個導體產生的熱量更多。教師可繼續提出問題，如不使用煤油，還可以想到哪些方法用于導體通電后發熱情況的觀察？以此有效促進學生發散思維的培養，同時通過思維方法的訓練，使學生實驗設計能力有效提高。

如：在動手動腦學物理的探究活動中，需要研究按壓桌面時，桌面受壓后的發生輕微彈性變化，因此變化難以觀察，利用平面鏡的反射光線以及投射后形成光斑的原理，將受壓變化進行放大，從而能夠識別、觀察和分析，學生通過思維角度、物理模型、研究對象的轉換，形成由表及里的思維方式，對相關的物理規律進行聯想和靈活轉換，使學生思維能力和思維方法得到有效培養。

三、轉換法在直接測量中的應用

此方法目前在物理實驗的測量活動中廣泛應用。對于物理實驗中不易測量的物理值，可根據相關的物理知識將其轉換為能夠直接測量的物理值，再利用相關公式進行計算，其中包括機械效率、電功率、密度、電阻、壓強等的測量;另外在實際的應用中，也可利用此方法進行轉換。比如利用電流表代替流量表在電子地磅秤中加以應用，將被稱物體的重量轉換為電流對應的重量刻度，并在電流表的刻度盤上進行顯示;測量不規則物體體積替換為排出水的體積測量;曲線長短的測量替代為細棉線長度測量，硬幣直徑的測量替換為刻度尺的長度測量等。

四、轉換法在測量工具研制上的應用

此方法也廣泛應用于物理實驗的測量工具中。其中彈簧測力計的原理就包含了間接測量的原理，對于不能直接度量或不能直接觀察測量的物理量，可以利用可直接度量的物理量去體現，在彈簧測力計中，可以直接觀察和測量的是彈簧的長度變化，不能直接觀察的是力的大小，利用彈簧長度的變化與力的大小之間的聯系，力的大小度量可以利用彈簧的伸長量實現。同理的還包括溫度計、電壓表、壓強計、時鐘、氣壓表、電流表、速度表等。測量工具轉換法如圖一所示。

如：在測量水平運動物體所受的滑動摩擦力實驗中，直接對滑動摩擦力進行測量的方式還無法實現，學生可利用二力平衡的知識進行轉換，通過滑動摩擦力的大小與彈簧測力計彈簧伸長量的轉換，轉換為彈簧測力計的拉力大小，最終根據彈簧測力計的讀數完成滑動摩擦力的測量，利用此轉換法，將難以測量的摩擦力轉化為簡單、易識別的讀數。

五、轉換法在習題解答中的應用

此方法也適用于物理實驗中解決物理難題，學生在面對物理習題時普遍存在著物理知識了解但做題卻無從下手，或者遇到新題就不知所措的情況，主要表現聽懂教師傳授的知識，但和能夠實際運用仍存在較大的差距。因此教師應從學生思維途徑的培養，提高學生對物理問題分析和解決能力著手，加強此方法的科學應用。培養學生依據物理情境，利用對研究對象、物理規律、空間角度、思維角度、參照物等的有效轉換，使解題難度有效降低，實現化繁為簡、化難為易。通過此方法的應用，使學生的想象能力、設計能力以及創造性思維得以有效培養，使學生的分析問題能力有效提高。

六、結束語

在初中物理實驗中，通過研究方法的指導，在學生運用能力提高方面起著十分重要的作用，有利于學生科學思維習慣的培養，從而有效提高學生的科學素養。作為實驗探究中重要的科學研究方法之一，轉換法在初中物理實驗中的應用，不僅能夠使學生對難以觀察和理解的物理現象進行更深入的了解，對物理規律更清晰，因此教師在實際教學過程中，應對轉換法的應用加強重視，通過與物理現象、規律的有效結合，使學生對于物理知識有更全面、更深刻的認識，對學生的轉換思維習慣進行有效培養，使教學的三維目標得以實現。

【參考文獻】

[1]徐艷東.轉換法在初中物理教學上的應用[J].中國文藝家，2017（3）：167

[2]張永林.轉換法在初中物理實驗教學中的應用[J].福建基礎教育研究，2018（4）：106-107

[3]崔益群.初中物理教學中轉換法的分析研究[J].中學教學參考，2017：45

[4]左國榮.淺談轉換法在初中物理學中的應用[J].中學教學參考，2019（2）

（甘肅省武威市武威第十中學，甘肅 武威 733000）