等效轉換法在高中物理問題解決中的應用討論

劉明華

摘 要：高中物理是一門基礎學科，具有嚴謹性、嚴密性、研究性等特點，貫穿于人們生活和生產的方方面面，推動了人類社會生產文明的發展和進步。物理學習的研究范圍包括時間、空間、動力、物質、能量等方面，即研究自然規律和未知領域，物理豐富和拓展了人類的認知面，是人類探求未知領域的動力和工具。高中物理是物理學習過程中的起點和積累階段，它教導學生物理的基本原理、研究范圍、物理思維方式，為學生今后的物理學習做鋪墊，給學生灌輸嚴謹科學的學習態度。等效轉換法是科學研究中常用的一種思維方式和研究方向，它是以物理知識為基礎，以物理量之間的聯系為指導，運用等量轉換的方法將未知量轉換為標準量后，進行類比研究并求出未知量的一種物理研究方法。在高中物理教學中滲透等效轉換法，可以幫助學生學習和理解物理知識。

關鍵詞：高中物理；等效轉換法；解題步驟；學習興趣

一、高中物理教學中的障礙和不足

高中物理雖然是一門基礎學科，但一部分學生認為高中物理枯燥無味、難度系數大，在課堂學習中排斥教師教學。高中物理教學中還存在一些問題和障礙需要教師和學生攜手解決。在進行等效轉換法教學前，教師應該先找出教學中存在的問題，在解決問題后，再進行等效轉換法的教學，這樣會收到事半功倍的效果。

1.物理課堂枯燥，難度系數大

物理是一門以研究為主的學科，需要學生具有發散思維和優秀的邏輯思維能力，還需要學生課下的付出和練習，但部分學生覺得物理學習起來吃力，在做題中感覺無從下手，從心里排斥物理的學習。教師應培養學生的物理學習興趣，幫助學生樹立學習高中物理的信心。

2.學生把數學思維全部帶入物理學習中，導致物理公式和知識理解錯誤

數學是一個實用的工具，也是學習物理的一個工具和方式，但數學公式的應用和物理公式的應用還是存在一定差距的，部分學生把數學公式思維原封不動地帶入物理學習中，導致對物理公式的錯誤理解。教師應培養學生的物理思維，并和數學思維進行類比，讓學生區分兩者，做到合理運用兩種思維。

二、等效轉換法在高中物理中的應用

等效轉換法在高中物理中的合理運用，可以讓學生的解題過程變得相對簡單，讓學生的學習過程變得簡單。在某些物理習題中，題目中會隱含一些已知條件，若讓學生采用傳統的常規計算方式求解，那將會讓計算過程變得繁瑣，讓學生感覺無從下手，但如果學生能在解題中靈活運用等效轉換法，就可以化繁為簡，使解題思路變得清晰。

1.等效轉換法在物理模型中的應用

高中物理中存在許多復雜的物理原型，這些原型不易理解，給學生學習和解題造成負擔，在等效轉換法下，我們可以用簡單易懂的物理模型替代復雜的物理模型。在高中物理中，一般存在兩種等效轉換模型：第一種將等效轉換法應用在物理概念中，如質點、電荷、點電荷都是在一定條件下，將物理實體客觀轉變為一個名詞，這樣的轉變不僅對一個物理客觀實體進行了命名，還方便了人們在學習中理解和記憶；第二種是把不易理解的物理對象轉換為等效模型，就是把多個模型轉換為單個模型，如物理電學中串聯、并聯電路的等效電路和電磁感應中的等效電路。在電路問題的解題過程中，學生可以使用等效電路簡化計算。

2.等效轉換法在勻變速直線運動中的應用

勻變速直線運動是加速度不變的直線運動，勻變速直線運動的速度時間圖象是一條傾斜的直線，在一些題目中，質點的運動并不是規范的勻變速直線運動，如果不使用等效轉換法，計算過程會變得復雜而困難，學生可以將勻變速直線運動等效為質點的運動，運用勻變速直線運動的公式計算質點的運動，從而簡化了解題步驟。

3.物理運動過程的等效轉化法

運動過程的等效轉換方法，就是運用一種或多種簡單的運動過程替換復雜的物理運動過程。這種方法在物理解題中分為兩種，第一種是將理想的運動狀態轉換為實際的運動狀態，如物理史上最著名的伽利略的“理想試驗”，由于理想的、無摩擦的平面在實際中并不存在，所以他把理想的平面轉換成實際中摩擦力無限小的平面，并得出了“物體的運動不需要力來維持”的理論，這個理論為牛頓第一定律提供了理論支撐。第二種為把復雜多變的過程轉換為簡單的過程，如復雜難懂的曲線運動可以轉換為幾個甚至多個簡單的運動過程。在高中物理解題過程中，將物理運動過程等效轉換為簡單的過程，可以幫助學生思考和解題，如可以把一個物體的平拋運動等效分解成水平方向的勻速運動和豎直方向的自由落體運動，這樣的等效轉換，簡化了解題步驟，更易于學生理解和學習。

在高中物理教學中，教師應把等效轉換法的思維方式教授給學生，讓學生在物理解題過程中合理運用等效轉換法，讓解題思路變得清晰，樹立學生學習物理的信心，培養學生的物理思維。教師要抓住等效轉換法的核心，發現它的規律和應用范圍，并教導學生在物理學習中發揮等效轉換法的最大作用。

參考文獻：

[1]魯清.等效轉換法在高中物理問題解決中的應用探討[J].中學物理（高中版），2015（12）.

[2]劉小劍.等效替代法在高中物理教學中的應用[J].新課程學習（學術教育），2012（6）.