摘 要：素質教育背景下的初中物理實驗教學中，轉換法和等效替代法均得到了廣泛應用。這兩種實驗方法為學生開展物理實驗提供了更多選擇，還能夠提升學生開展物理實驗的效率，切實提升學生的知識掌握程度以及知識運用能力，加深學生對物理知識的認識。為了進一步提升物理教學質量，初中物理教師應在物理實驗教學中靈活運用轉換法和等效替代法，以此來為學生打造更加高效的物理實驗課堂，從根本上提升學生的學習興趣。文章結合實踐教學情況，對初中物理實驗教學中轉換法與等效替代法的應用進行深入研究。

關鍵詞：物理實驗；轉換法；等效替代法

作者簡介：車應萱（1990—），女，山東省淄博市淄川區寨里鎮黌陽中學。

轉換法是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進行研究，可以說是間接性地研究問題。等效替代法則是將物理實驗中那些難以測量、難以用具體數值表述的物理特征或物理量，轉換為可直接或間接觀察的變量進行進一步研究。這些方法在一些物理實驗中往往能夠起到關鍵作用，將困難問題簡單化。與等效替代法中可以相互替代的兩個變量不同，轉換法需要被研究的物理量之間具有因果關系。

一、轉換法在初中物理實驗教學中的運用分析

（一）轉換法的概念

轉換法是初中物理實驗教學中常用的一種研究方法，這一方法首先對觀察和識別難度較低的物理現象進行分析，再根據這些物理現象的特質，深入研究更深層次的物理規律和物理原理。轉換法能夠將正常情況下難以識別或難以展開深入研究的物理現象轉換為能夠直接進行研究的物理現象，在解決一些物理問題時具有重要作用。相較于其他物理實驗方法，轉換法更為高效快捷，其將難度較高的物理問題逐級分解，轉換為難度較低的物理問題，將測量要求較為嚴格的實驗數據轉換為測量精度要求較低的實驗數據，更加方便學生完成實驗，為初中生的物理實驗學習提供一定的方法支持。

（二）轉換法的特性及教學運用

1.轉換法具有直觀性

初中階段一些較為經典且重要的實驗，涉及人們無法直接用肉眼觀察的物理現象，這為學生順利完成相關實驗造成了一定阻礙。對此，教師可以利用轉換法來解決這一難題，將無法直接用肉眼觀察的物理現象轉換為可觀察的物理現象，方便學生進一步完成實驗。這種方法在初中物理實驗中具有廣泛的應用空間，能夠應對初中階段物理實驗中的大部分難題，因此教師應該加強對轉換法的重視。

例如，在學習聲音三要素的知識時，學生需要用實驗探究音調高低與發聲物體震動頻率的關系，而頻率是一個抽象的概念，屬于人們肉眼看不見的范疇，要想對其進行研究，就需要用到轉換法［1］。在“尺子震動與聲音頻率”這一實驗中，直尺的震動頻率難以準確控制，學生在實驗過程中難免會因為按壓力度不同、按壓角度不同，造成實驗結果存在偏差，無法得出準確的實驗數據。學生在實踐中難以理解知識點，為了應對考試就只能死記硬背，養成不良的學習習慣，對自己未來的學習和發展造成一定的阻礙。然而，造成這種現象的原因并非學生不認真學習，而是實驗不夠直觀，不利于學生的理解和消化。事實上，教師可以將音調與樂器、電腦等結合起來，充分運用現代信息技術，將樂器所發出的聲音通過多媒體技術在課堂上展示出來，這樣學生就可以通過更加直觀的感受，明白在進行樂器演奏時，通過樂器震動頻率就可以改變音樂的音調，在腦海中明確音調高低與發聲物體震動頻率的關系，從而加深對這一知識點的理解，提升學習效率和動手實踐能力。

2.轉換法具有聯通性

由于初中物理問題較為復雜，學生在解答問題的過程中需要應用到不同單元的物理知識，系統地結合不同領域的物理知識進行解題。轉換法在某種程度上是控制變量法、圖像法等的結合，在面對一些特定問題時，使用轉換法會使問題難度降低［2］。例如，在研究影響壓強大小的因素的實驗中，我們就可以通過控制受力面積，觀察物體陷入沙子的深度來直觀感受壓強的變化。在研究影響動能、重力勢能、彈性勢能大小的因素時，教師將控制變量法和轉換法進行充分融合，可以將原本抽象的知識更加直觀地展示給學生，幫助學生更好地完成實驗，提高初中物理教學效率。

3.轉換法具有實用性

轉換法既有助于初中物理實驗教學，又能夠在一些物理應用題的解答中發揮重要作用，這在一定程度上體現了轉換法的實用性特征。轉化思想能讓學生在面對一些特定的應用題時，將無法直接從題中獲知或計算出的物理量轉換為更加直觀且能夠計算的物理量。學生用轉化思想看待物理問題，能增強思維能力，促進自身解題能力的提升，為進一步深入學習物理奠定堅實的基礎。

二、等效替代法在初中物理實驗教學中的運用分析

（一）等效替代法的概念和作用

等效替代法是指兩個事物原本就符合等效代換的條件，在此基礎上應用等效替代的方式進行物理量替換，從而使一些物理現象、物理規律以及物理變化直觀化、簡單化。物理是一門錯綜復雜的學科，包羅萬象，因此在物理實驗教學中運用等效替代法，可以優化實驗的流程和內容。物理這門學科學習起來本身是具有一定難度的，在面對一些復雜的物理問題時，為了保證學生的學習效率，加深學生對物理知識的認識，同時也是為了簡化解題流程，教師就可以使用等效替代法完成物理量替換，這樣不僅有利于學生的物理學習，還有利于教師由淺入深地展開教學，提高教學效率。

等效替代法不僅能夠有效地降低學生學習物理知識的難度，集中學生的注意力，激發學生學習物理的興趣，還能夠切實提升課堂教學效率以及學生面對難題時的問題分析能力，讓學生透過錯綜復雜的物理知識和物理現象，看清物理問題的本質，加深學生對物理本質的認識，最終達成教學目的。除此之外，等效替代法還能夠有效培養初中生的思維能力，對初中生形成科學的物理思維有著明顯的促進作用，是初中生在學習道路上的一大推動力，能夠幫助初中生養成用物理思維看待問題的習慣，促進初中生的全面發展，為其未來學習物理知識奠定堅實的基礎［3］。

（二）等效替代法在初中物理實驗教學中的應用

實驗教學是初中階段物理教學的重要內容之一，能夠讓學生通過動手實踐加深對物理知識的認識。教師可將實驗教學與課堂理論知識教學相結合，二者相輔相成，能有效降低物理教學的難度。沒有實踐教學，就無法構成完整的物理教學，對學生的物理知識學習也會造成一定的阻礙。物理實驗可以消解一些物理知識的復雜性，使其通過簡單的物理現象表現出來，幫助人們更好地探索自然事物的客觀規律。初中物理實驗學習是學生形成物理思維的重要環節，學生可以在此過程中接觸到豐富多彩的物理現象和物理奧秘。等效替代法不僅在初中物理實驗教學中有著廣泛應用，而且在整個物理實驗領域甚至是其他學科領域中也有其應用空間。雖然等效替代法不是萬能的物理實驗方法，無法運用在每一次物理實驗上，但是等效替代法在初中物理學習中的適用性較強，因此初中物理教師在進行教學的過程中，應該盡量多使用等效替代法，將復雜的問題簡單化，使教學內容更貼合初中生的年齡特點和學習能力，從而加深學生對物理知識的掌握和理解。

等效替代法雖然能夠將一些較為復雜、難以測量的物理量轉變為簡單的、便于計算的物理量，但其在實驗教學中的應用仍然存在一些問題。例如，學生常常會把等效替代法和轉換法搞混，不明白二者的區別，在實際應用時也就無法分辨出哪一種方法更適合當前的問題或者實驗情況。因此，學生需要加深對這兩種方法的認識，了解等效替代法并不是對物理現象、物理量的簡單替代，只有具有同等效力的兩個物理量之間才能夠完成替代，從而在解決物理題和進行實踐時學會將復雜的問題簡單化，只有這樣才能夠掌握等效替代法的精髓，從而提高學習效率。

等效替代法一般通過將復雜的物理現象或者物理量進行替換來保證物理實驗的順利進行，需要注意的是，只有等效的替代才能夠保證實驗數據的準確性。學生要想加強自己對等效替代法和轉換法的掌握，就要切實提升自己解決物理問題和完成物理實驗的能力，多多實踐，在實踐中發現自己的不足之處，并勤于思考，加以彌補。學生在面對問題時要學會舉一反三，只有這樣才能夠加強自身的物理實驗能力，在一定程度上保證物理實驗的數據和結果的準確性［4］。

例如，教師在教學平面鏡成像實驗的過程中，可以用玻璃鏡代替平面鏡。在上課之前，教師需要把實驗所要用到的道具準備好，如蠟燭、筆、白紙、玻璃板等。首先將白紙鋪平，鋪平后將玻璃板平穩地放置在白紙上面，這項操作一定要細致，避免紙張出現折痕，然后將準備好的兩根蠟燭分別放置在玻璃板的兩側。這個時候需要注意，兩根蠟燭離玻璃板的距離應該是相等的，并且位置也要對稱。最后讓學生觀察實驗現象。這個實驗流程運用兩根蠟燭完成了等效替代，使學生能夠更加直觀地觀察到平面鏡成像中像與物的關系。

（三）教師在實驗教學中融入等效替代法應該注意的問題

在物理實驗教學中，教師首先需要加強自身的教學能力和專業能力，只有加強自身的綜合能力，才能更好地對學生進行教學。學生在實踐操作中往往會遇見各種各樣的難題，在應對一些問題時會感到力不從心，無法準確地進行物理量替代，導致實驗結果不準確。這就需要教師充分發揮自己在教學中的輔助和引導作用，在適當的時機給予學生一定的引導，但不要直接將答案告訴學生。教師帶領學生在實驗中一步步總結問題，并找出行之有效的解決方法，這樣才能真正促進學生的物理知識學習［5］。

結語

綜上所述，隨著社會的進步，人們對教育越來越重視，等效替代法和轉換法在物理學科教學中的應用也越來越廣泛，甚至可以稱這兩種方法為初中物理實驗的基礎方法。對此，教師需要在實際教學中不斷引導，提高學生運用等效替代法和轉換法的能力，使學生在實驗中逐漸形成物理思維和科學的判斷能力，從而在解題時能夠及時找到適合的解題思路，養成良好的思維習慣，為今后的物理知識學習奠定堅實基礎。

［參考文獻］

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