彰显科学方法的初中物理教材探析

《义务教育物理课程标准（2011年版）》明确要求在加强学生知识与技能目标学习的同时，要让学生学习基本的科学方法，并能将这些方法迁移到自己的生活之中，用物理学的科学方法和精神对待周围的事物.科学方法既是研究问题的方法，也是学习物理的基本方法，转换法是科学方法中最基本、最重要的思想方法之一，物理学中的转换法就是把某些难以测量或难以测准的物理量转换成能测量、测得准的物理量，或把某些看不见、摸不着不易显示的物理现象转化成易显示的现象，或将陌生、复杂的问题转换成熟悉、简单问题的研究方法.当今是知识爆炸式发展的时代，知识的学习与储备总是有限的，而掌握获取知识的方法尤为重要，“授之以渔”才能让学生终生受益.初中物理教材的编写非常注重科学方法的应用，教材中蕴含着丰富的科学方法，转换法是其中最重要的一种。

本文以上海科学技术出版社义务教育教科书《物理》为例，谈谈转换法思想在教材中的应用与渗透，转换法贯穿于整个教材之中，无论是在“实验探究”、“迷你实验”，还是在“作业”、“信息窗”等栏目中都非常注重转换法思想的运用。

1转换法在“实验探究”中大显身手

为了让学生在学习物理知识的同时体验学习知识的过程，探索奥秘，教材在编写时设计了大量的 “实验探究”，在“实验探究”的设计中非常重视转换法的运用.上海科学技术出版社义务教育教科书《物理》在编写时注重运用转换法提示抽象物理现象的本质、放大不明显的物理现象、间接测量物理量、研究微观问题等。

1.1运用转换法揭示抽象物理现象的本质

有些物理现象既看不见，也摸不着，如电流、磁场、流体压强与流速的关系等，要研究这些物理现象，揭示现象的本质，常根据它们表现出来的看得见、摸得着的现象来间接认识.如探究电路中是否有电流，转换为观察电路中的小灯泡是否发光、电动机是否转动等；探究磁体周围的磁场时，运用磁体周围小磁针静止时北极的指向来探究磁场的方向，运用磁体周围铁屑的分布情况来探究磁场的分布情况；在探究流体压强与流速的关系时，教材设计了两个实验：一是向两乒乓球中间吹气；二是向两小纸船中间冲水，通过乒乓球和小纸船的运动情况来探究流体压强与流速的关系。

1.2运用转换法放大不明显的物理现象

教材非常重视对不明显物理现象的放大，如发声体的振动，现象不明显，可见度差，教材中设计了两个可见度好的实验：一是在扬声器的纸盆中放入泡沫塑料小球，当扬声器播放音乐时，通过泡沫塑料小球的不断跳动来说明纸盆的振动；二是将正在发声的音叉轻轻插入水中，通过溅起的水花来说明音叉的振动.教材还在“作业”中设计了一个实验，用正在发声的音叉接触悬挂的泡沫塑料小球，通过小球被音叉反复弹开来进一步探究发声体的振动.这些实验的设计，巧妙地将不易观察的微小振动转化为易观察的明显清晰的振动，用明显的视觉效果来转换不易觉察到的振动，不仅能激发学生的学习兴趣，还可大大提高实验的可见度，增强实验的探究性与趣味性。

1.3运用转换法进行间接测量

密度、电阻、浮力、摩擦力等物理量的测量，教材是运用转换法巧妙地进行间接测量的.在测量物体的密度时，测量的是物体的质量和体积，根据ρ=[SX（]m[]V[SX）]间接测出物体的密度；测导体的电阻时，测量的是导体两端的电压和通过导体的电流，根据R=[SX（]U[]I[SX）]间接测出导体的电阻；测浸在液体中的物体受到的浮力时，测量的是物体排开的液体受到的重力，根据F浮=G排间接测出物体受到的浮力；测物体的滑动摩擦力时，测量的是物体做匀速直线运动时的拉力，根据二力平衡条件（f摩=F拉）来间接测量物体受到的滑动摩擦力。

1.4运用转换法研究微观问题

在研究分子的结构、分子的运动等微观问题时，由于肉眼无法看见，给学生的学习和理解带来一定的困难，而教材设计了一些简单的实验，巧妙地将微观问题转换成效果明显的现象来研究.如研究分子间的空隙时，教材设计了一个“1+1

2“信息窗”中渗透转换法

教材非常注重转换法思想的渗透，在信息窗中也是如此，如八年级教材第18页的信息窗――时钟的演变：古代，人们利用太阳光下物体影子的变化规律来计时（日晷仪）；利用细沙、水的流动规律来测时间（沙漏、水钟）；后来，人们利用摆的摆动规律来测时间（摆钟）；再后来，人们利用分子、原子的运动规律来测时间（石英表、原子钟）.在信息窗中可以了解到，从古至今人们都在利用转换法来测量时间，时钟在演变，越来越先进，时间测量越来越准确，但运用的科学方法却是不变的，都是利用物体的运动规律（太阳的运动规律，细沙、水的流动规律，摆的摆动规律，分子、原子的运动规律）来测量时间的。

3“作业”设计应用转换法

教材在作业的设计中也非常注重转换法思想的渗透，如八年级教材第32页第2题：将细铜丝在铅笔上紧密排绕50圈，用刻度尺测得50圈铜丝的宽度为7.25 cm.则该铜丝的直径约为的时间――温度图像。

在这道题目中，问题的关键就是如何结合已知的物理素养和物理技能及题目中的意思去分析题目中物理量的关系，并吃透其中物理量关系变化的本质原因.比如，在图1甲中，学生首先看到的是温度随时间的变化大致为先升温、后不变、再升温.然后深入分析温度变化的规律.如AB段升高10 ℃花了5 min，而CD段升高10 ℃花了10 min，这种升温快慢的本质又是什么？这两层意思的理解能充分服务于学生对图像信息的理解深度，不仅可以很好的解决第一、第二问的直接理解，还可以很好的服务于学生对第三问的图像转变.因此，在图像信息阅读的过程中，教师关于要引导学生去读懂图像所透视的物理关系和物理规律，吃透其中的本质变化情况。

3表格信息――重在数据关系的剖析

表格信息也是初中物理学习阶段最为常见的一种信息形式，表格中的信息通常是某一实验现象或数据的记录，在记录的过程中很难直观的发现其中所要表达的意思或意境，而表格中的信息就是需要教师引导学生去深入的阅读，通过阅读挖掘其中数据之间、现象之间的关系.表1是2015年江苏省模考中某次实验所记录的数据。

分析表1，我们就要引导学生首先分清楚表格中所记载的物理量是哪些，并结合实验情境和信息明白这些物理量分别表示什么意思；其次，就是要引导学生分析这些物理量之间的关系，在分析数据的过程中要注重分析的策略性，比如序号1、2、3组一起分析，我们可以发现抛出点离地面的高度H/m是一样的，而小球释放时的高度h/m又是呈0.1、0.2、0.3这么一个递

增关系，然后我们再去分析“落地点与抛出点的水平距离s/m”和“落地点与抛出点的水平距离的平方s2/m2”随“小球释放时的高度h/m”的变化规律.同样的方法，我们还要引导学生再去分析实验1和4、2和5、3和6之间的关系.在这组表格的阅读中，我们引导学生利用控制变量法思想来阅读.这也再次告知学生，我们在阅读表格信息的过程中，要善于结合表格所要表达的物理量进行相应方法的锁定，然后结合正确的阅读思路和方法进行分析和归纳，吃透数据与数据、信息与信息之间的关系，从而达成对信息的吃透，对问题的解决。

信息的呈现有时还不是单一的，很多情况下文字信息、图像信息、表格信息同时呈现，这就要求我们学生结合自己的物理素养和认知进行多种阅读方法的综合应用，注重采集信息中的关键点，吃透信息所要传递的关键信息及信息所揭秘的物理本质，带着对信息的深度理解来转换信息、应用信息和解决问题.

该题的设计充分体现了转换法思想，铜丝由于很细，直