转化思想在初中科学学习中的应用

戴玲

转化思想是一种基本的科学思想。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。初中科学在研究概念规律和实验中多处应用了这种方法。

一、将不可见、不易见的现象转化为可见、易见的现象

1.空气看不见，摸不着，尝不出它的味道，当转化为大气压存在的实验却可以确认它的存在

比如马德保半球实验、覆杯实验、瓶吞鸡蛋实验等。空气中是否有水蒸气呢？水蒸气同样无色无味，只有把它转化为固体的冰晶和液态的水才可以被感知。所以在设计这个证明实验时教师应尽可能地从这个方面联想，比如空调排气管中的水，早晨的露水及霜的形成等。在化学变化中，很多化学反应未必有明显的现象，例如探究二氧化碳和氢氧化钠是否发生化学反应，没有明显的现象，即使使用指示剂也无用，但是可以通过转化为反应装置内反应前后气压的变化来证明该反应的发生。如图所示可以有以下四种不同的方法：如果反应能发生，现象分别是：A中液体会充满整个试管，B中烧杯中的水会倒吸入锥形瓶中，C中气球的体积会膨胀，D中圆底烧瓶内会出现喷泉现象。这些现象都很明显，通过转化将不可见的现象转化为可见的现象，让学生有更深切的感知，有利于科学的学习和科学思维的培养。

2.物理中也有很多不易见的现象

例如，声音是由于物体的振动产生的。有些物体如音叉，发声时的振动很微小，不易见。我们用乒乓球靠近发声的音叉，会发现乒乓球被弹起，响度越大，被弹得越开，当发声停止，乒乓球弹起停止。这样通过转化法将微小的振动放大，有利于学生更为具体生动地理解声音是由物体的振动产生的且认识响度与振幅的关系。

3.“力”是物理学中一个比较难理解的概念，看不见，摸不着

在实际教学中，我们可以通过力所产生的作用效果来验证力是否存在，如物体形状或体积发生了改变或物体的运动状态（速度和方向）发生改变。事实上，力的三要素的探究就是利用力所产生的效果来达到目的的。这其实也是转化法的真实体现。

二、将陌生、复杂的问题转化为熟悉、简单的问题

在研究平面镜成像特点的实验中，怎样才能比较物和像的大小呢？像到底在哪里，成的虚像在镜后不可见，如何来比较呢？教师可以引导：能不能给像找个替身，用替身跟物体去比较呢？这样学生就会考虑到桌面上另一支蜡烛的作用。接着我们要找到既能成像又能看到“像”的平面镜，用玻璃板就比较合适，因为它是透明的，在较暗的环境中，既可以成像，又可以观察替身与像重合的过程。这样，通过等效替代的方法，将陌生复杂的问题转化为熟悉、简单的问题，更有利于学习。

在建立物体比热容的概念时，我们会研究两个实验，即比较相同质量的不同物体升高相同的温度吸收的热量的多少；比较相同质量的不同物体吸收相同的热量升高的温度多少。“吸收相同的热量”该怎么做呢？这对学生来说是一个陌生的问题，教师在教学中可以将吸收相同的热量转化为用相同的热源加热相同的时间。同一个酒精灯，比较吸收热量的多少即可以转化为比较加热时间的长短。这样将复杂的问题转化为简单的问题，有利于学生的理解和操作。

三、将难以测量或难以测准的科学量转化成能被测量或易测准的策略

在实验中，有很多物理量，由于其自身属性的关系，难于用仪器、仪表直接测量。比如空气中氧气含量到底有多少？氧气无色、无味、无形，难以直接测量。通过红磷燃烧的实验，尽量将密闭容器中的氧气全部耗尽，使密闭容器内外产生气压差，消耗了多少氧气就会倒吸入多少体积的水，通过观察倒吸入密闭容器的水的体积初步判断空气中氧气的体积，从而将难以测量的氧气体积转化成可以测量的水的体积。

在测量滑动摩擦力的大小、浮力大小的时候，都是通过二力平衡的轉换来实现的。我们可以用弹簧测力计拉着木块做匀速直线运动，通过二力平衡知识，得出拉力大小等于滑动摩擦力大小；根据漂浮和悬浮时二力平衡的原理，得出浮力与重力大小相等的结论；另外通过运用阿基米德原理，将浮力大小的计算和判断转化为容易直接获得的液体密度和排开液体的体积，再根据公式进行计算和判断。类似的不容易直接测量的物理量还有密度、电功率等，都是通过运用公式法进行相应的转化。

综上所述，转化既是一种思想方法，更是一种策略。这种方法对于提升学生思维的深度、广度、灵活度，以及提高学习能力和解题技能等都大有益处。我们在平时的教学中要做一个有心的老师，处处留心给学生渗透转化的思想，并让学生体验感知转化法给解决科学问题带来的便利，最终掌握转化法并有效运用。