芻議等效思維方法在初中物理教學中的應用措施

摘?要：最近幾年，在新課改日益深入的背景下，我國很多初中物理教師都開始嘗試著改變傳統的教學方法，采用一些新型的教學方法，而等效思維方法就是其中一種，當前已經被教師在教學中普遍應用。這種教學方法最主要的是將復雜的問題簡單化，作為初中物理教師，通過在教學中應用該教學方法，結合教學內容和實際教學情況，必定可以明顯提升教學水平，進而更好地促進初中物理教學發展。基于此，文章主要介紹了等效思維的定義和特點，而且提出了等效思維方法在初中物理教學中應用的有效措施。

關鍵詞：等效思維方法;初中物理教學;應用

自從素質教育出臺以后，初中物理教師不只是要幫助學生形成完善的知識結構，也要鍛煉學生的創新能力，發散思維。而初中物理教師在教學中應用等效思維方法，不僅與素質教育的要求相符，而且可以提高學生的綜合素質，對將來學生的生活學習都有一定影響，有關教師必須要引起關注。在初中物理教學中應用等效思維方法，可以根據學生的具體情況，正確引導，從淺到深，使學生可以具備獨立思考的能力，掌握等效思維，進而在初中物理教學中將等效思維應用的重要價值都有效發揮出來。

一、 等效思維的定義和特點

就等效思維來講，其明顯的特點是在效果同樣的情況下，將一些復雜的實際問題轉變成簡單的常見問題，進而便于體現出主要因素，結合實質，發現其中規律。在等效思維應用中通常是將復雜的因素用簡單的因素來代替，進而使復雜的問題變得簡單化，方便求解。并且等效實質各種物理現象以及物理模型等等在物理作用方面是一樣的，而且這些之間能夠彼此代替，獲得的結果也確保沒有變化。此外，等效的方式是指面對相對復雜的問題，提出簡單的設想，而其效果是一樣的，以將難度高的問題變成簡單的，獲取解決思路。等效的方式也可以將力的分解等效成兩個隨意的假設的力的合成，將很多力合成一種力的效果，平拋運動能夠等效成水平直線勻速運動與自由下落運動進行處理。還要將每個復雜曲線運動都能夠用等效簡單的運動進行合成。等效思維是普遍應用的一種科學思維方式，簡單來說，就是一種特定的意義上，在確保效果一樣的基礎上，化復雜為簡單，化難為易，化陌生為熟悉的方式。而在初中物理教學中應用等效思維，可以使復雜的物理問題變得簡單，讓學生更加易于理解和接受。除此之外，初中物理教師在教學過程中堅持以學生為本，促進每個學生的全面發展，重視學生個體的健康發展。作為初中物理教師，在教學中應該結合學生的個性特點，合理設計教學內容，加強學生等效思維能力，以加強學生的思維能力。比如：在初中物理中有一些難題，題目已知的條件也比較復雜，這時教師就可以引導學生采用等效思維將題設的條件進行轉換。

二、 等效思維方法在初中物理教學中應用的有效措施

（一）應用等效思維方法掌握物理概念

牛頓第一定律明確指出：一切物體在沒有受到外力作用時始終保持勻速直線運動狀態或者靜止狀態。初中物理教材在“物體在平衡力作用下怎樣運動”中獲得的結論是“物體在平衡力作用下將保持勻速直線運動狀態或者靜止狀態”。這些結論都是初中生很難充分理解和認識的，經常不能分清。這時，教師可以從等效來切入，其實，“不受外力”和“受平衡力”屬于等效的，換言之，物體受到平衡力就等同于物體根本沒有受到一點力。然后，結合牛頓第一定律的內容就可以迅速獲得結論：“在平衡力作用下物體將保持靜止狀態或勻速直線運動狀態。”由于任何物體都是受到外力的影響，而牛頓第一定律所講的物體沒有受到任何的外力，這是不切實際的。

（二）應用等效思維方法推理論證規律

就初中物理來講，阿基米德的基本原理是利用實驗方式獲取，也能夠結合浮力形成的原因采用等效思維方法推理論證得出。比如：在圖1中，不難想象，在液體內將小塊液體A畫出來，該塊液體由于受到附近液體對其的壓力作用，作用于前面、后面、左側面和右側面的壓力，相互平衡;作用于上面和下面的壓力不一樣，向上壓力明顯比向下壓力大，利用浮力形成的原因能夠得知，A液體受到附近液體對其的浮力作用，又由于A液體靜止，所以A液體受到的浮力與A液體受到重力是相同的，又可以用形狀和體積都一樣的B物體代替A液體，所以B物體附近環境與A液體附近環境始終沒有改變，因而B物體和A液體所承受的浮力與被B物體排開的A液體承受的重力相同，這樣就可以將阿基米德的基本原理科學推理論證出來。

（三）應用等效思維構建理想模型

在初中物理教學中，往往會包含構建理想模型的問題，教師必須要充分意識到只有構建理想的模型，才可以充分地展現物理過程，能夠在實際操作過程中構建理想模型，有時難以與既有條件全部相符，教師需要正確引導學生采用等效思維形式，將一些不理想的模型轉變成理想的模型，將一些復雜的問題變得簡單化，讓學生可以從一般性認識提高到深層次認識，學生通過應用等效思維法，主動形成物理模型的能力與意識。比如：對“交流電內容”進行講解時，教師可以在教學中融入建模思維，首先，要求對視頻進行觀看，直觀深切的感受工業企業中的大型交流發電機，然后運用課堂演示的方式，將交流發電機的模型呈現在學生面前，使學生可以仔細觀察電流表的指針顯示，結合實物，對交流電的基本內涵進行深入探討。其次，學生在探究學習此物理知識時，也可以利用簡單化的物理模型對較為復雜的物理模型實施思維等效簡化，進而更加全面的展示工作原理，在課本中所展示的實物模型，就是模仿和簡化，其可以將交流發電機的工作規律以及特點都充分展示出來，教師可以要求學生合理運用這個原理，通過繪圖的形式，

在此等效簡化演示實驗過程中手搖發電機形成的多匝線圈，讓其成為矩形線圈，再將其放在由兩個磁極形成的磁場中，也就是等次等效簡化兩個磁極產生的磁場，采用較為抽象的形式將磁場磁感線充分表現出來，這樣就可以使學生有良好的思維，也可以科學指導整個思維活動。

（四）應用等效思維變換物理過程

在很多初中物理問題中，不管是過程的發展，還是狀態的確定，都是由許多因素進行決定，在該決定中，如果有些因素產生的作用與其他因素產生的作用一樣，就說明前面因素和后面因素是等效，二者可以彼此代替，而對過程發展和狀態確定，并不會對結果造成任何的影響，該以等效為基礎的而讓一些因素彼此代替，對問題進行探究的方法，即等效思維。第一，將一些抽象的物理現象轉變成普遍存在的問題。在初中物理學習中學生不可避免碰到一些復雜的物理現象和物理實驗，若在解題中應用等效思維，構建科學的物理模型，將抽象的物理現象變成普遍存在的問題，這樣在很大程度上可以加深學生對物理現象的掌握和理解。第二，實現物理過程與物理本質的明晰化。在初中物理教學中容易碰到物理過程煩瑣復雜的問題，但是若在物理教學中合理應用等效思維法，就可以采用轉化以及分解等等方法，實現明晰化的物理過程，以迅速有效解決各種物理問題。第三，將條件從復雜變成簡單的。在初中物理教學中有些題目的題設條件較為復雜。一旦題設條件過于復雜，就容易造成學生很難在解答問題時靈活運用所學的物理知識，所以教師可以鼓勵學生在物理條件轉換過程中科學應用等效思維，這樣可以幫助學生在較短的時間內準確解題。

（五）應用等效思維推動概念認知

為了可以使等效思維效果全面發揮，教師應該從啟發學生深層思維出發，讓學生深刻地理解物理概念。比如：對“交變電流”進行講解時，因為交變電流大小和方向都會伴隨著時間的推移而出現周期性的改變，要想使學生有效學習關于交變電流的計算以及測量方式，教師必須要制造條件讓交變電流效果可以等效代替的物理量。但是在初中階段因為數學知識的約束，只可以提供結合學生現階段數學知識的正弦式交變電流峰值進行測量與計算，此做法無法讓學生加深對結論的記憶，不能對其中的概念深入認識。因此，對于初中物理教師來說，在課堂教學設計過程中必須要求學生從交變電流和恒定電流給電阻做功的角度來分析問題，簡單來說，就是指認識到交變電流線電阻供電，如果時間是t，這時交變電流的做功就是W;在某個恒定直流電源為同一個電阻供電時，若時間一樣，做功W，即W=UIt。這時是交變電流做功，使用直流電進行等效代替，如圖2所示。在這個過程中，若電流熱效應的作用效果是一樣的，就代表有可能等效替代，學生可以形成較為簡單的恒定電流，替代較為復雜的周期性變化電流，利用等效替代思維的具體實踐，學生可以更加全面的認識交變電流，而且將其有效值認真計算出來。此外，等效思維和基本概念認知之間存在一定的聯系，在進行電容器教學設計時也能夠起著關鍵的作用。直流電不同從電容器中順利通過，其主要原因在于兩極板在絕緣介質中隔離，而將交流電源兩邊和電容器相連接時，其實，自由電荷沒有從兩級板間絕緣介質中通過，而且學生必須要引起注意的是，瞬間電壓的確是處在動態變化狀態下，若電容器極板帶電，在正極板位置電壓降低時，就能夠采用等效思維。

三、 結語

綜上所述，在初中物理教學中等效思維是一種常見的思維方式，教師在教學中必須要加強學生的等效思維，可以引導學生在物理解題過程中，將復雜的物理問題變成簡單的，這樣可以便于學生理解。因此，對于初中物理教師來說，在教學中應該制定適合的方法，合理應用等效思維，鼓勵學生靈活解題，以促進學生全面發展。

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作者簡介：吳建豐，江蘇省啟東市，江蘇省啟東市江海中學。