刍议等效思维方法在初中物理教学中的应用措施

摘 要：最近几年，在新课改日益深入的背景下，我国很多初中物理教师都开始尝试着改变传统的教学方法，采用一些新型的教学方法，而等效思维方法就是其中一种，当前已经被教师在教学中普遍应用。这种教学方法最主要的是将复杂的问题简单化，作为初中物理教师，通过在教学中应用该教学方法，结合教学内容和实际教学情况，必定可以明显提升教学水平，进而更好地促进初中物理教学发展。基于此，文章主要介绍了等效思维的定义和特点，而且提出了等效思维方法在初中物理教学中应用的有效措施。

关键词：等效思维方法;初中物理教学;应用

自从素质教育出台以后，初中物理教师不只是要帮助学生形成完善的知识结构，也要锻炼学生的创新能力，发散思维。而初中物理教师在教学中应用等效思维方法，不仅与素质教育的要求相符，而且可以提高学生的综合素质，对将来学生的生活学习都有一定影响，有关教师必须要引起关注。在初中物理教学中应用等效思维方法，可以根据学生的具体情况，正确引导，从浅到深，使学生可以具备独立思考的能力，掌握等效思维，进而在初中物理教学中将等效思维应用的重要价值都有效发挥出来。

一、 等效思维的定义和特点

就等效思维来讲，其明显的特点是在效果同样的情况下，将一些复杂的实际问题转变成简单的常见问题，进而便于体现出主要因素，结合实质，发现其中规律。在等效思维应用中通常是将复杂的因素用简单的因素来代替，进而使复杂的问题变得简单化，方便求解。并且等效实质各种物理现象以及物理模型等等在物理作用方面是一样的，而且这些之间能够彼此代替，获得的结果也确保没有变化。此外，等效的方式是指面对相对复杂的问题，提出简单的设想，而其效果是一样的，以将难度高的问题变成简单的，获取解决思路。等效的方式也可以将力的分解等效成两个随意的假设的力的合成，将很多力合成一种力的效果，平抛运动能够等效成水平直线匀速运动与自由下落运动进行处理。还要将每个复杂曲线运动都能够用等效简单的运动进行合成。等效思维是普遍应用的一种科学思维方式，简单来说，就是一种特定的意义上，在确保效果一样的基础上，化复杂为简单，化难为易，化陌生为熟悉的方式。而在初中物理教学中应用等效思维，可以使复杂的物理问题变得简单，让学生更加易于理解和接受。除此之外，初中物理教师在教学过程中坚持以学生为本，促进每个学生的全面发展，重视学生个体的健康发展。作为初中物理教师，在教学中应该结合学生的个性特点，合理设计教学内容，加强学生等效思维能力，以加强学生的思维能力。比如：在初中物理中有一些难题，题目已知的条件也比较复杂，这时教师就可以引导学生采用等效思维将题设的条件进行转换。

二、 等效思维方法在初中物理教学中应用的有效措施

（一）应用等效思维方法掌握物理概念

牛顿第一定律明确指出：一切物体在没有受到外力作用时始终保持匀速直线运动状态或者静止状态。初中物理教材在“物体在平衡力作用下怎样运动”中获得的结论是“物体在平衡力作用下将保持匀速直线运动状态或者静止状态”。这些结论都是初中生很难充分理解和认识的，经常不能分清。这时，教师可以从等效来切入，其实，“不受外力”和“受平衡力”属于等效的，换言之，物体受到平衡力就等同于物体根本没有受到一点力。然后，结合牛顿第一定律的内容就可以迅速获得结论：“在平衡力作用下物体将保持静止状态或匀速直线运动状态。”由于任何物体都是受到外力的影响，而牛顿第一定律所讲的物体没有受到任何的外力，这是不切实际的。

（二）应用等效思维方法推理论证规律

就初中物理来讲，阿基米德的基本原理是利用实验方式获取，也能够结合浮力形成的原因采用等效思维方法推理论证得出。比如：在图1中，不难想象，在液体内将小块液体A画出来，该块液体由于受到附近液体对其的压力作用，作用于前面、后面、左侧面和右侧面的压力，相互平衡;作用于上面和下面的压力不一样，向上压力明显比向下压力大，利用浮力形成的原因能够得知，A液体受到附近液体对其的浮力作用，又由于A液体静止，所以A液体受到的浮力与A液体受到重力是相同的，又可以用形状和体积都一样的B物体代替A液体，所以B物体附近环境与A液体附近环境始终没有改变，因而B物体和A液体所承受的浮力与被B物体排开的A液体承受的重力相同，这样就可以将阿基米德的基本原理科学推理论证出来。

（三）应用等效思维构建理想模型

在初中物理教学中，往往会包含构建理想模型的问题，教师必须要充分意识到只有构建理想的模型，才可以充分地展现物理过程，能够在实际操作过程中构建理想模型，有时难以与既有条件全部相符，教师需要正确引导学生采用等效思维形式，将一些不理想的模型转变成理想的模型，将一些复杂的问题变得简单化，让学生可以从一般性认识提高到深层次认识，学生通过应用等效思维法，主动形成物理模型的能力与意识。比如：对“交流电内容”进行讲解时，教师可以在教学中融入建模思维，首先，要求对视频进行观看，直观深切的感受工业企业中的大型交流发电机，然后运用课堂演示的方式，将交流发电机的模型呈现在学生面前，使学生可以仔细观察电流表的指针显示，结合实物，对交流电的基本内涵进行深入探讨。其次，学生在探究学习此物理知识时，也可以利用简单化的物理模型对较为复雜的物理模型实施思维等效简化，进而更加全面的展示工作原理，在课本中所展示的实物模型，就是模仿和简化，其可以将交流发电机的工作规律以及特点都充分展示出来，教师可以要求学生合理运用这个原理，通过绘图的形式，

在此等效简化演示实验过程中手摇发电机形成的多匝线圈，让其成为矩形线圈，再将其放在由两个磁极形成的磁场中，也就是等次等效简化两个磁极产生的磁场，采用较为抽象的形式将磁场磁感线充分表现出来，这样就可以使学生有良好的思维，也可以科学指导整个思维活动。

（四）应用等效思维变换物理过程

在很多初中物理问题中，不管是过程的发展，还是状态的确定，都是由许多因素进行决定，在该决定中，如果有些因素产生的作用与其他因素产生的作用一样，就说明前面因素和后面因素是等效，二者可以彼此代替，而对过程发展和状态确定，并不会对结果造成任何的影响，该以等效为基础的而让一些因素彼此代替，对问题进行探究的方法，即等效思维。第一，将一些抽象的物理现象转变成普遍存在的问题。在初中物理学习中学生不可避免碰到一些复杂的物理现象和物理实验，若在解题中应用等效思维，构建科学的物理模型，将抽象的物理现象变成普遍存在的问题，这样在很大程度上可以加深学生对物理现象的掌握和理解。第二，实现物理过程与物理本质的明晰化。在初中物理教学中容易碰到物理过程烦琐复杂的问题，但是若在物理教学中合理应用等效思维法，就可以采用转化以及分解等等方法，实现明晰化的物理过程，以迅速有效解决各种物理问题。第三，将条件从复杂变成简单的。在初中物理教学中有些题目的题设条件较为复杂。一旦题设条件过于复杂，就容易造成学生很难在解答问题时灵活运用所学的物理知识，所以教师可以鼓励学生在物理条件转换过程中科学应用等效思维，这样可以帮助学生在较短的时间内准确解题。

（五）应用等效思维推动概念认知

为了可以使等效思维效果全面发挥，教师应该从启发学生深层思维出发，让学生深刻地理解物理概念。比如：对“交变电流”进行讲解时，因为交变电流大小和方向都会伴随着时间的推移而出现周期性的改变，要想使学生有效学习关于交变电流的计算以及测量方式，教师必须要制造条件让交变电流效果可以等效代替的物理量。但是在初中阶段因为数学知识的约束，只可以提供结合学生现阶段数学知识的正弦式交变电流峰值进行测量与计算，此做法无法让学生加深对结论的记忆，不能对其中的概念深入认识。因此，对于初中物理教师来说，在课堂教学设计过程中必须要求学生从交变电流和恒定电流给电阻做功的角度来分析问题，简单来说，就是指认识到交变电流线电阻供电，如果时间是t，这时交变电流的做功就是W;在某个恒定直流电源为同一个电阻供电时，若时间一样，做功W，即W=UIt。这时是交变电流做功，使用直流电进行等效代替，如图2所示。在这个过程中，若電流热效应的作用效果是一样的，就代表有可能等效替代，学生可以形成较为简单的恒定电流，替代较为复杂的周期性变化电流，利用等效替代思维的具体实践，学生可以更加全面的认识交变电流，而且将其有效值认真计算出来。此外，等效思维和基本概念认知之间存在一定的联系，在进行电容器教学设计时也能够起着关键的作用。直流电不同从电容器中顺利通过，其主要原因在于两极板在绝缘介质中隔离，而将交流电源两边和电容器相连接时，其实，自由电荷没有从两级板间绝缘介质中通过，而且学生必须要引起注意的是，瞬间电压的确是处在动态变化状态下，若电容器极板带电，在正极板位置电压降低时，就能够采用等效思维。

三、 结语

综上所述，在初中物理教学中等效思维是一种常见的思维方式，教师在教学中必须要加强学生的等效思维，可以引导学生在物理解题过程中，将复杂的物理问题变成简单的，这样可以便于学生理解。因此，对于初中物理教师来说，在教学中应该制定适合的方法，合理应用等效思维，鼓励学生灵活解题，以促进学生全面发展。

参考文献：

[1]林多斌.物理实验教学法在初中物理教学中的应用[J].农家参谋，2020（10）：291.

[2]刘裕祥.等效思维方法在高中物理教学中的应用[J].西部素质教育，2019，5（16）：225-226.

[3]孟福梅.谈数学思维方法在初中物理教学中的应用[J].学周刊，2019（20）：97.

作者简介：吴建丰，江苏省启东市，江苏省启东市江海中学。