等效思想在物理教学中的应用

覃金安

在高中物理教学过程中，引入等效思想是非常重要的，它往往可以将原本难以形容的、复杂的物理现象抽象为学生所能够理解的简单的、通俗易懂的知识。因此，等效思想也可以被称为是物理教学过程中的重要手段，也是物理教学过程中应用最广泛的一种物理思想。

一、等效思想简介

等效思想也称为等效替代法，是一种重要的科学思维方法。当面对非常复杂的科学问题时，可以充分利用等效思想，首先对其进行分析，找出原实物的根本特性以及非根本的特性，然后将非根本性的特性进行抛弃，仅将根本特性进行抽象，即将原实物抽象为自身所熟悉的实物，再对自己所熟悉的实物进行研究，分析其自身的规律与特点，最后利用等效的思想，用自己所熟悉的实物代替回原实物，从而达到利用所熟悉的实物替代原实物的目的，即替代实物的规律与特点就是原实物的规律与特点。

二、等效思想在高中物理教学中的应用

在高中物理教学的过程中，对于高中学生来说，许多物理知识点非常抽象难以理解，教师在讲解的过程中非常困难，学生在听课理解过程中也十分生涩难懂。这也就是许多高中学生反映物理课程很难的根本原因。但在教学的过程中，引入等效思想后，大量的物理知识点的教学都可以利用等效思想来进行等效讲解，从而达到事半功倍的效果。

1.对物理知识点的讲解

物理知识点与其他学科的知识点不同，其他学科的知识点一般都可以找出实物来进行讲解与模拟，而物理学知识点大多是比较抽象的，在生活中无法找出实物，可是与平时生活却息息相关。因此，教师在讲解物理知识点时可以巧妙采用等效思想，就可以克服讲解物理知识点的弊病。

2.对物理电力学的讲解

在物理教学中，等效思想应用最多的是在物理电力学的讲解。利用等效思想可以将原本非常复杂的电路等效为相对简单的串联、并联电路，有利于学生解题。

例如，如图1，在甲、乙两个电路中，已知电源电动势E，内电阻r，定值电阻R，求电阻R调至多大时，R上获得的电功率最大，其最大值为多少？电源在什么条件下输出功率最大？

甲乙

图1本题正是利用了等效思想来巧妙解题，首先作一条虚线将左右两部分进行分离，并看成一个新的电源，则左半部分的电动势E′=E，而r′=r+R0；右半部分的电动势E′=R0/（r+ R0），而r′=rR0/（r+R0）。右半部分即为外电阻R，这种电阻称为等效电源。如图2。

甲乙

图2对于甲来说，当R=r+R0时，R上的电功率将达到最大，且Pmax=E214（r+R0）；对于乙来说，当R=rR01r+R0时，R上的电功率将达到最大，且Pmax=（R0E）214r（r+R0）。

三、教师应用等效思想过程中应注意的事项

1.举一反三，给学生植入等效思想

等效思想在应用过程中经常遇到这样的情况，教师在教授某些物理知识或物理题目时，学生都能知晓利用等效思想的方法来理解或解题；但是当学生自己去思考或解题时，很难想到利用等效思想来更简单、快捷地思考或解题。究其原因是由于应试教育体制的问题，学生仅仅以会解题为学习的前提，很少自己独立思考。

2.注重实际操作，培养动手能力

除了在理论层面上的讲解外，还需要注重实际操作与学生自身的动手能力，以加深学生学习的印象。例如在电阻实验课中，多个串联、并联电阻利用等效思想可以看成一个电阻，但是现实中进行实验的结果是否和理论分析是一致的，这都需要让学生通过物理实验的实际操作，自己去体会。并且通过实验发现问题，发生理论与实际间产生的误差，进一步分析误差产生的原因。

总之，等效思想可以说是高中物理教学的一把金钥匙。等效思想介入物理教学，可以培养学生独立分析与解决问题的能力，还可使学生在以后的学习中，乃至工作后的实际应用中，利用等效思想去解决一系列复杂的问题。