浅谈“转换法”的教学设计_教法学法-查字典物理网

随着社会的发展，人们已经普遍意识到科学方法对人类发展的重要性。基于此，在新课程理念中提出的三维目标中，将“过程与方法”作为其中的一个纬度目标出现。在《物理课程标准》（实验稿）中，课程总目标之一是：使学生在解决问题或做决定时能尝试运用科学原理和科学研究方法。物理学是一门富含科学方法的自然科学，“转换法”是其中最重要的思想方法之一。

所谓“转换法”，主要是指在保证效果相同的前提下，将不可见、不易见的现象转换成可见、易见的现象；将陌生、复杂的问题转换成熟悉、简单的问题；将难以测量或测准的物理量转换为能够测量或测准的物理量的方法。现以义务教育课程标准实验教科书《物理》（人教版）八年级上册为参考，加上本人的一些教学探索，谈谈在初中物理教学中，对“转换法”的教学设计（限于篇幅，教学设计仅选教案及课后总结的一部分）。

一、初相遇，了解“转换法”的基本概念

在本教材中，第一次遇到“转换法”是在“声音的产生与传播”中。我进行了如下教学设计：

【演示】敲鼓。

提出问题：鼓为什么会发声呢？

学生猜想：鼓之所以发出声音，是由于鼓面的振动产生的。

师提问；既然说鼓的发声是由于鼓面的振动产生的，怎么没看到鼓面有明显的振动呢？

这时，学生一般都能想到用纸屑、粉笔头甚至将水滴在鼓面上来显示鼓面的振动情况。

在演示完相关的实验后，师做如下评价：

同学们都很有主意。但同学们，你们知道吗？你们刚才想出的用纸屑等物体来显示鼓面的振动这种方法内涵一个重要的物理科学思想，这就是转换法思想。什么是转换法呢？就是当我们研究的现象不可见或不易见时，我们要想办法将这种不可见或不易见的现象转化成可见或易见的现象，这种方法就是转换法。在以后的学习中，我们会经常用到这种方法。

在此处的教学中，教师不直对转换法多做讲解，只要让学生知道物理中有这样一种重要的思想方法、知道转换法的概念即可。

二、再相识，强化“转换法”的应用环境

第二次接触“转换法”，是在“声音的特性（响度）”中，笔者进行了如下的教学设计：

【演示】敲鼓，一次响度小，一次响度大。

提出问题：响度的大小与什么因素有关呢？

猜想：与振动幅度的大小有关？（事实上，这儿学生很容易回答“与敲击所用力的大小有关”，此时，教师要做好“证伪”工作。）

师：同学们能想出办法来证明你们的猜想吗？

此时，学生对先前所接触的转换法已经有所淡忘。这时，师可作如下提示：我们如何看得出鼓面的振动？要显示振动幅度的大小，我们可以通过观察什么现象来知道振动幅度的大小呢？学生在提示之下，一般都能想到用纸屑来显示鼓面的振动；根据纸屑跳动的高度或强度来显示鼓面振幅的大小。

在做完相应的实验后，教师可做以下评价：

刚才我们在“研究响度与振幅的关系”的实验中，再次运用了“转换法”综合我们两次运用转换法的过程，同学们总结一下，一般在什么情况下，我们要运用转换法呢？

师生一起分析、归纳，得出结论：当我们研究的现象不可见或不易见时，想办法将这种不可见或不易见的现象转化成可见或易见的现象，以便人们更好、更直接地认识事物的规律，这种方法就是“转换法”。

此时，教师宜采用讲授的办法，在强化转换法的基础上，让学生明确转换法的应用环境：研究对象不可见或不易见。

三、更相知，归纳“转换法”的运用思想

第三次遇到转换法，是在第二章第一书的“光是如何传播的”这一知识点中，教学设计如下：

提出问题：光的传播路径是怎样的呢？

猜想：直线。（或其他猜想）

师：如何证明我们的猜想呢？

生：通过演示实验。

师：现在的问题是，我们研究的光的传播路径是难以理解、感觉不到的。如何知道光的传播路径呢？

生甲：利用转换法思想。

生乙：用烟。

生丙：喷水雾。

做完相应实验后，师可综合几次运用转换法的例子，辅以相关问题及表格，得出转换法的运用思想，具体如下：

典型问题

1．在显示鼓面的振动的实验中，我们能不能不用纸屑，而用大石头呢？

2．在显示光的传播路径的实验中，我们能不能不用烟、雾，而用玻璃呢？

不可见和不易见的现象	可见和易见的现象
鼓面的振动	纸屑的跳动
光的传播路径	光在烟、雾中的传播路径

师总结：在显示鼓面的振动实验中，我们之所以选纸屑而弃石头，是因为鼓面的振动能够带动纸屑的跳动；在显示光的传播路径的实验中，之所以选烟雾而弃玻璃，是因为选用烟雾比选用玻璃更加适合于本实验。所以，要想成功运用转换法，我们研究的对象必须能够对所选用的物体产生相应的作用，反之，我们就可以通过观察选用物体发生的明显现象去推理出研究对象的相关规律。

这一步，教师应详细地与学生一起分析、总结、归纳，然后得出转换法的思想：在研究对象不可见或不易见的情况下，选用研究对象能够对其产生作用的物体，通过观察物体发生的现象，去推理研究对象的相关规律。同时还应该让学生明确，成功运用转换法的关键是选用研究对象能够对其产生作用且能观察到显著现象的物体。

四、试牛刀，尝试“转换法”的初步运用

在以上教学的基础上，是该让学生小试牛刀的时候了。在第四章第一节“温度计”的教学中，正提供给学生一个尝试应用“转换法”的机会。

本节内容分析：温度计对于学生而言，并不陌生。但温度计为何如此构造、其工作原理又是什么，学生并不知道。所以如何为学生创设一个“发明”温度计的教学情境，从而让学生在该节内容的学习中体验物理科学方法的运用则成为本节课教学的关键。基于此理念，本书内容教学过程设计如下：

在得出“温度”的概念后，师生进行了如下对话：

师：我们如何确定一个物体的温度呢？

生：利用温度计。

师：对于温度计，同学们在生活中经常接触，并不陌生，它的构造并不十分复杂不过，同学们可曾想过，这样一个构造简单但又很有使用价值的温度计是如何发明的呢？

此问题的提出，能够有效激起学生的探究欲望。

师：让我们回到那个温度计还没有出现的年代，去重温一下温度计的发明过程。在温度计发明之前，你们想一想，温度可是一个看不见、摸不着的物理量，如何测量呢？

此时学生已经能够很快地反应出运用转换法了。

师：要用转换法，我们必须知道什么？

在师生一起回忆转换法思想后，得出解决问题的关键：必须知道温度的变化能够对哪些物体产生什么样的作用。

师：在那个年代，人们在生产生活中发现了一些现象，下面我通过实验将这些现象呈现给大家。

【演示】固体、液体、气体的热胀冷缩实验。

师生共同归纳，得出结论：固体、液体、气体具有“热胀冷缩”的性质。

师生再共同分析，得到“发明”温度计的思路：根据温度变化可以使物体体积发生变化这一现象，利用物体热胀冷缩这一性质，或许可以“发明”出测量温度的仪器。

师：当初人们在观察到这些现象的基础上，想办法设计出了测量温度的仪器。现在，请同学们也来当个发明家，发明一只能够测量温度的仪器。

本设计的意图是在学生理解转换法原理的基础上，运用该法去“发明”温度计。根据笔者的实践，在这样的教学设计中，辅以教师的引导，学生不仅仅能够设计出液体温度计，有人甚至能够想到利用固体、气体热胀冷缩的性质，提出设计固体或气体温度计的思路，尽管显得很稚嫩，但学生却可在这个过程中培养初步的创新意识和创造能力。

通过以上循序渐进的教学，学生可对转换法有一定的掌握，这为学生学习后面的相关知识打下良好的基础。

物理学中科学研究方法甚多，对学生进行科学方法的教育方式也不只一种。本文是笔者尝试用显性的方式对学生进行科学方法教育的一点总结，而现行新教材中大多数采用的则是隐性方式。鉴于物理科学方法在物理教学中举足轻重的地位，对学生以什么样的教学方式、遵循什么样的步骤进行适当的科学方法的教育，是值得每一位物理教师认真思考的问题。

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