轉(zhuǎn)化思想在初中科學(xué)學(xué)習(xí)中的應(yīng)用

戴玲

轉(zhuǎn)化思想是一種基本的科學(xué)思想。所謂“轉(zhuǎn)換法”，主要是指在保證效果相同的前提下，將不可見、不易見的現(xiàn)象轉(zhuǎn)換成可見、易見的現(xiàn)象；將陌生、復(fù)雜的問題轉(zhuǎn)換成熟悉、簡單的問題；將難以測量或測準(zhǔn)的物理量轉(zhuǎn)換為能夠測量或測準(zhǔn)的物理量的方法。初中科學(xué)在研究概念規(guī)律和實驗中多處應(yīng)用了這種方法。

一、將不可見、不易見的現(xiàn)象轉(zhuǎn)化為可見、易見的現(xiàn)象

1.空氣看不見，摸不著，嘗不出它的味道，當(dāng)轉(zhuǎn)化為大氣壓存在的實驗卻可以確認(rèn)它的存在

比如馬德保半球?qū)嶒灐⒏脖瓕嶒灐⑵客屉u蛋實驗等。空氣中是否有水蒸氣呢？水蒸氣同樣無色無味，只有把它轉(zhuǎn)化為固體的冰晶和液態(tài)的水才可以被感知。所以在設(shè)計這個證明實驗時教師應(yīng)盡可能地從這個方面聯(lián)想，比如空調(diào)排氣管中的水，早晨的露水及霜的形成等。在化學(xué)變化中，很多化學(xué)反應(yīng)未必有明顯的現(xiàn)象，例如探究二氧化碳和氫氧化鈉是否發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，沒有明顯的現(xiàn)象，即使使用指示劑也無用，但是可以通過轉(zhuǎn)化為反應(yīng)裝置內(nèi)反應(yīng)前后氣壓的變化來證明該反應(yīng)的發(fā)生。如圖所示可以有以下四種不同的方法：如果反應(yīng)能發(fā)生，現(xiàn)象分別是：A中液體會充滿整個試管，B中燒杯中的水會倒吸入錐形瓶中，C中氣球的體積會膨脹，D中圓底燒瓶內(nèi)會出現(xiàn)噴泉現(xiàn)象。這些現(xiàn)象都很明顯，通過轉(zhuǎn)化將不可見的現(xiàn)象轉(zhuǎn)化為可見的現(xiàn)象，讓學(xué)生有更深切的感知，有利于科學(xué)的學(xué)習(xí)和科學(xué)思維的培養(yǎng)。

2.物理中也有很多不易見的現(xiàn)象

例如，聲音是由于物體的振動產(chǎn)生的。有些物體如音叉，發(fā)聲時的振動很微小，不易見。我們用乒乓球靠近發(fā)聲的音叉，會發(fā)現(xiàn)乒乓球被彈起，響度越大，被彈得越開，當(dāng)發(fā)聲停止，乒乓球彈起停止。這樣通過轉(zhuǎn)化法將微小的振動放大，有利于學(xué)生更為具體生動地理解聲音是由物體的振動產(chǎn)生的且認(rèn)識響度與振幅的關(guān)系。

3.“力”是物理學(xué)中一個比較難理解的概念，看不見，摸不著

在實際教學(xué)中，我們可以通過力所產(chǎn)生的作用效果來驗證力是否存在，如物體形狀或體積發(fā)生了改變或物體的運動狀態(tài)（速度和方向）發(fā)生改變。事實上，力的三要素的探究就是利用力所產(chǎn)生的效果來達(dá)到目的的。這其實也是轉(zhuǎn)化法的真實體現(xiàn)。

二、將陌生、復(fù)雜的問題轉(zhuǎn)化為熟悉、簡單的問題

在研究平面鏡成像特點的實驗中，怎樣才能比較物和像的大小呢？像到底在哪里，成的虛像在鏡后不可見，如何來比較呢？教師可以引導(dǎo)：能不能給像找個替身，用替身跟物體去比較呢？這樣學(xué)生就會考慮到桌面上另一支蠟燭的作用。接著我們要找到既能成像又能看到“像”的平面鏡，用玻璃板就比較合適，因為它是透明的，在較暗的環(huán)境中，既可以成像，又可以觀察替身與像重合的過程。這樣，通過等效替代的方法，將陌生復(fù)雜的問題轉(zhuǎn)化為熟悉、簡單的問題，更有利于學(xué)習(xí)。

在建立物體比熱容的概念時，我們會研究兩個實驗，即比較相同質(zhì)量的不同物體升高相同的溫度吸收的熱量的多少；比較相同質(zhì)量的不同物體吸收相同的熱量升高的溫度多少。“吸收相同的熱量”該怎么做呢？這對學(xué)生來說是一個陌生的問題，教師在教學(xué)中可以將吸收相同的熱量轉(zhuǎn)化為用相同的熱源加熱相同的時間。同一個酒精燈，比較吸收熱量的多少即可以轉(zhuǎn)化為比較加熱時間的長短。這樣將復(fù)雜的問題轉(zhuǎn)化為簡單的問題，有利于學(xué)生的理解和操作。

三、將難以測量或難以測準(zhǔn)的科學(xué)量轉(zhuǎn)化成能被測量或易測準(zhǔn)的策略

在實驗中，有很多物理量，由于其自身屬性的關(guān)系，難于用儀器、儀表直接測量。比如空氣中氧氣含量到底有多少？氧氣無色、無味、無形，難以直接測量。通過紅磷燃燒的實驗，盡量將密閉容器中的氧氣全部耗盡，使密閉容器內(nèi)外產(chǎn)生氣壓差，消耗了多少氧氣就會倒吸入多少體積的水，通過觀察倒吸入密閉容器的水的體積初步判斷空氣中氧氣的體積，從而將難以測量的氧氣體積轉(zhuǎn)化成可以測量的水的體積。

在測量滑動摩擦力的大小、浮力大小的時候，都是通過二力平衡的轉(zhuǎn)換來實現(xiàn)的。我們可以用彈簧測力計拉著木塊做勻速直線運動，通過二力平衡知識，得出拉力大小等于滑動摩擦力大小；根據(jù)漂浮和懸浮時二力平衡的原理，得出浮力與重力大小相等的結(jié)論；另外通過運用阿基米德原理，將浮力大小的計算和判斷轉(zhuǎn)化為容易直接獲得的液體密度和排開液體的體積，再根據(jù)公式進(jìn)行計算和判斷。類似的不容易直接測量的物理量還有密度、電功率等，都是通過運用公式法進(jìn)行相應(yīng)的轉(zhuǎn)化。

綜上所述，轉(zhuǎn)化既是一種思想方法，更是一種策略。這種方法對于提升學(xué)生思維的深度、廣度、靈活度，以及提高學(xué)習(xí)能力和解題技能等都大有益處。我們在平時的教學(xué)中要做一個有心的老師，處處留心給學(xué)生滲透轉(zhuǎn)化的思想，并讓學(xué)生體驗感知轉(zhuǎn)化法給解決科學(xué)問題帶來的便利，最終掌握轉(zhuǎn)化法并有效運用。