“转换法”在初中物理《电路》单元教学中的运用研究

“转换法”在初中物理《电 路 》单元 教学中的运用研究

刘艳芳

上海市七宝中学附属闵行金都实验中学

201108

摘要：初中物理电学的知识及物理规律看不见、摸不着，它的理论性和抽象性很强。致使不少学生觉得电学很难学，学习的积极性不高。因此，需要教师根据学生特点，深入钻研教材，借助转换法教学，帮助学理解和掌握所学的抽象的物理知识，突破思维障碍，激发学习兴趣。

关键词：初中物理；电学；转换法

初三物理电学的理论性和抽象性很强，例如串并联电路的识别以及特点、电表的测量和使用及电学综合分析题等知识，对于这些理论性、抽象性强的概念、规律，靠死记硬背和“题海战术”是远远不够的，这大大增加了学生的学习负担。又考虑到，初中物理电学教学仍然存在一些弊端，例如：没有把理论性、抽象性的概念让学生形象感知并掌握；不重视学生对相关原理的理解，仅仅想通过做题硬塞给学生知识，学生没有理通其中的道理，换种形式则不会思考。即老师没有给学生指出一个方向性的思考路径，使得学生深陷题目的“迷宫”，找不到出路。再加上，初中学生虽然有一定的观察能力，也具备了较强的独立思维能力，但抽象思维能力尚未成熟，或者学习缺乏主动性、积极性和持久性，依然需要具体形象的图片画面和有趣的生活实例来支持。基于这样的背景，“转换法”被推上当代教学的舞台。

1. 巧用转换法教学，使得抽象的物理量可视化。

沪教版初中物理九年级上册第七单元《电路》 部分主要的物理量有电荷量，电流，电压和电阻。对这些物理量的理解是后续分析电路及电学计算的基础，因此对于物理量的讲解不能仅仅停留在文字的描述上。通过转换法教学可使抽象的物理量可视化，为后续学习做铺垫。

A.电荷。什么是电？生活中所说的电和摩擦起电是一回事吗？显然这是一个“很难”给学生解释清楚的问题。换一个角度去思考则豁然开朗：生活中的电学生根据生活常识足以了解。摩擦起电现象学生在科学课中甚至是生活常识中都有了解。初中物理老师要做的是把抽象的电荷概念，转化为可视的实验现象即可以吸引轻小物体，让学生进一步理解摩擦起“电”，即物体带了“电荷”。接着教师类比桃核模型，讲解原子核的结构，学生初步了解摩擦起电的实质，也为九年级第二学期第九章《从原子到星系》学习原子的结构做铺垫。

转换为

吸引轻小物体

电荷

B .电荷量。物体带不带电可以轻松判断，那物体带了多少电？即电荷量是多少？这也是十分抽象的问题，笔者认为把看不见摸不着的电荷量转换为验电器张角的大小或者是直观的得失电子的图片，可以让学生突破思维的障碍，形象感知电荷的多少，迅速掌握电荷量这一物理量。

电荷量 转换为 直观的验电器张角的大小或者是转换为直观的得失电子的图片

3. 电流。从电荷到电流的引入非常困难，笔者在区级公开课中借用转换法教学：通过让学生观看水轮机运转，归纳水轮车运转的原因是有水流通过，进而转换得出电动水轮车运转是因为有电流通过，即引入了电流。转换法教学，学生可以形象感知抽象“电流”的存在，突破了学生的认知障碍。

转

电流的引入

直观的水轮车水流

D.电阻。教材通过欧姆定律引出了电阻的概念，即电压和电流的比值，它表示导体对电流的阻碍作用；影响电阻的内在因素有导体的材料，导体的横截面积（粗细）和导体的长度等。学生对于电阻这一概念缺少“常识”铺垫，不能真正理解电阻的意义；对于影响电阻的因素，学生因缺少相关的实验材料，不能动手实验，仅仅通过教师的演示实验，学生印象不深刻，理解不深入，容易忘记。基于这样的情况，笔者引入了“桥”这一实物模型，把学生对抽象的电阻概念的理解转换为对生活中的桥的理解。桥是连接两地的通道，电阻也是电流从正极出发到回到负极的一个通道；电阻对电流的阻碍作用，可以形象转换为桥对人流的阻碍作用：“桥”的材料不同，例如石桥和木桥对人流的阻碍作用不同，晃晃悠悠的木桥和坚固的石桥相比，阻碍作用更大； “桥”越长，越窄，则阻碍作用越大，学生很容易理解。通过转换法，学生可以形象感知抽象“电阻”的存在，真正理解电阻的影响因素。转换法克服了对抽象知识的死记硬背，学生学得轻松，学得开心。

感悟与反思：相对于普通的教学，通过转换法教学，同学们可以可视化理解这些抽象的物理量，简单而有效，激发了学习兴趣，增强了学生的学习信心。

2、巧用转换法识别电路图，复杂问题简易化。

学习了“电路”的知识后，部分同学分不清楚“非典型”的电路是串联还是并联，如果该问题不解决势必影响以后对电路的分析，因此这是一个必须解决的问题。目前，中学教师指导学生的方法有电流流向法（如图1），它需要学生画出电流的流向，此方法有多数学生不会画电流的走向，不能区分电路是串联还是并联；另一个方法是等效点法，也叫拉伸导线法（如图2），此方法学生对于“等效点”分不清楚，拉伸导线时容易混乱，总之方法复杂，学生掌握效果不好。

笔者根据初中学生的认知特点，创造了一种适用于所有学生的识别串、并联电路的方法，即圈画法（如图3）：即只有一个圈（即一个电流的路径）则为串联，否则为并联。（注意：电压表的电阻很大，电学上认为它是一个断开的电建，因此圈画法一定要排除电压表的存在然后画圈。）图3表明画了不止一个圈，则两个电路图均为并联电路。把对复杂电路图的识别转换为简单的“画圈”， 面向了全体学生，大大降低了学习的难度。

图2

图3

• B

感悟与反思：把看似复杂的电路，转换成“数圈”，适用于纯串联和纯并联电路图的识别。该方法有一定的科学道理，即标注电流的路径有几条。同学们对此非常感兴趣，复杂的电路图瞬间简易了。

3、巧用转换法识别电压表测谁的电压，枯燥知识趣味化。

电压表测谁的电压是初三学生面临的一个难点，如果（学生）分不清楚电压表测哪个电阻的电压，则关于串联电路的动态电路分析、电学实验分析题、电学计算分析题学生很难突破。笔者根据学情，把抽象难懂的电压表测谁电压转换成了有趣的“道理”，激发了学生的学习兴趣，突破了知识的难点，同时也潜移默化影响了学生正确的婚姻观。有趣的“道理”解释如下：把电压表看做“男人”，电源比做男人的“老婆”，用电器比作男人的“女朋友”，中国法律规定规定一个男人只能拥有一类即要么是老婆，要么是女朋友，不能同时拥有两类；一个男人同时有两个女朋友，虽然生活中不允许，但是法律上管不着。

图4

图5

例如上图4，电压表抱着一个用电器L₂，允许，则电压表测的就是L₂两端的电压；图5电压表同时抱着两类即电源和用电器，则“法律”不允许，所以电压表即不测电源电压也不测灯L两端电压，它测的是滑动变阻器两端的电压。通过有趣的“道理”，学生迅速突破了该知识的难点，同时寓学寓教。

反思与展望：电压表测谁的电压非常抽象，广大教师们也很难讲清楚为什么，笔者通过转换成有趣的“道理”，使得枯燥的知识趣味化，学生们的反应是大笑，主动去验证一些电路图，迁移默化地吸收和掌握，增强了学习的趣味性。

转换法在抽象电学物理概念的讲解中、电路的识别及电表的测量中都可以把抽象的知识现象化、具体化，进而突破学生的思维障碍，提升学生的思维品质，从而突破学生对抽象知识的认知障碍，使学生乐在物理学习中。学生运用转换法学习后，能运用转换的思维方式认识事物、解决问题、指导行为，提升了学科核心素养。 转换法教学在复杂的电路计算题和实验分析题中也可以使用，值得进一步去研究。

参考文献

[1] 许释文.利用电像变换法巧解电学题——感知物理科学思维的魅力[J];物理通报;2018(11)

[2] 周善耕.巧用“转换法”妙解电学题[J];物理教学探讨;2005(1)

[3] 卢西宁. 浅谈初中物理电学知识教学策略 [J]. 广西师范学院学报， 2010

[4]许国良. 转换法在初中物理中的应用[J].物理方法专题讲座，2017

[5] 强玉滢.转换法在初中物理教学中的应用[J].中学物理，2015

[6] 季云树.转化法在物理教学中的应用[J]. 考试周刊. 2018

[7] 杨文丽. 立足课堂---激励初中物理课堂自主学习兴趣[J]. 考试周刊.2017

[8] 谢明秀. 中学物理教学中常用的科学方法例析[J]. 成才之路.2016