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所谓转化就是将问题由一种形式向另一种形式的变换过程。转化可以是等价转化也可以是不等价转化。等价转化是转化后的新问题与原问题实质是一样的，不等价转化则是部分地改变了原对象的实质，需对所得结论进行必要的修正。转化的孕育、转化的过程与转化方法的探究即是创造的过程。
一、测量是物理实验的基础，转化是物理测量的灵魂。
高中物理中向学生介绍了磁电式电表的工作原理。看下面的几幅图，图1，介绍了磁电式电流表的构造，它由n型磁铁、软铁、螺旋弹簧、线圈、指针、刻度盘等组成，指针固定在转轴上。转轴与螺旋弹簧固连并受其扭转力矩制约。如图2，磁铁与被磁化的软铁使线圈的L边（图3）处于均匀辐向磁场中，线圈转动到达的有效位置处的磁感应强度大小均为B。当通电流时，处于磁场中N匝线圈受到安培力矩的作用，假设电流强度为I，则安培力矩大小为NBLdI.线圈由此转过角度α，同时扭转弹簧，便产生弹簧扭转力矩，其大小为Kα（K为弹簧的扭转系数）。当安培力矩与弹簧的扭转力矩平衡时线圈会最终停在平衡位置，此时，指针有了稳定的偏角。只要依据Kα=NBLdI便可推理出I=Kα/ NBLd，发现I与指针转过的角度大小α成正比，这时只要我们重新定义刻度盘，便可以根据指针偏转的角度来“读出”电流大小I了。到此我们实现了将测量电流的问题转化成看偏角大小了。这就是一种不等价转化，即部分地改变了原对象的实质，只要得结论后进行必要的修正就可以了。其处理的方法与过程不就是是对“曹冲称象式”转化思维的再次应用吗？高中物理教材又将这个转化延续了下去，目的就是让学生有更多的机会来体验转化思想的妙处。它以磁电式电表为基础，又将测量电压U的问题也通过欧姆规律转化成了测量电流I。如图4所示，一只电流与一定值电阻串联，再重新定义刻度盘，便改装成了一定量程的电压表。到此，我们把待解决的问题通过某种转化过程归结为一类已经解决或比较容易解决的问题。这也是转化的精髓之一。我们当然还可以通过闭合欧姆定律对问题进一步转化，同样还可以定义并刻画出一个用来测量电阻的不均匀刻度盘！如果有了前面对转化思想的领悟，学生一定会自信他们能通过对实验装置的改装而达到测量电阻的目的。创造由此开始了，另辟蹊径就是创造。也许他们以后不再使用磁电式电表了，但探究的过程会让他们回味。因为转化的思想会驻留在他们心间。当他们以后学习到传感器原理及应用的时候，就能很好地理解为什么大多数传感器都要将非电学量转化成电学量来进行测量和控制，以及它们如何进行转化与控制。
二、数形转化，叩开规律之门。
面对实验报告中的实验数据，如何找出它们之间的关系？如何看出规律？或许我们利用代数手段能找出其中的数学密码，但更直观、更有效率的方法是利用规律图像 ——将抽象的数据转化成直观的线条，这样更容易找出物理量之间的联系。比如：在控制合外力一定的情况下探究物体的加速度a与物体质量m之间的关系时，得到了如下表1中的数据：
单分析上表中的数据，我们并不能一下就发现m与a之间的关系，但经过数形转化做出规律图像后情况就不一样了：我们把这些数据标识在坐标纸上，便能看出它们的大致关系。我们猜想在物体所受的合外力一定时，加速度a与物体的质量成反比，因为图5中的图线“好像”是双曲线，但是不是双曲线要进行证明。此时，我们又要用到转化的思维，即：如果a与m是成反比关系，那么如果我们作出a—1/m图线，应该就是一条过原点的直线。而图6中的图线刚好证明了我们的猜想。假使图6中的曲线不是过原点的，那说明我们的猜想有错误，我们必须作出新的判断。这就是利用数形转化发现规律的探究过程。
（3）利用電流表A、电阻箱 R3测电池的电动势和内阻
用电流表 A、电阻箱R3及开关S按图①所示电路测电池的电动势和内阻。实验时，改变R3的值，记录下电流表A的示数I，得到若干组 R3、I的数据，然后通过作出有关物理量的线性图象，求得电池电动势 E和内阻r。
a.请写出与你所作线性图象对应的函数关系式 。
b.请在虚线框内坐标中作出定性图象（要求标明两个坐标轴所代表的物理量，用符号表示）
答案一 a、
答案二 a、
评析：这道题体现了函数、规律、图象间的三者转化。目的就是检查学生有没有利用图象找规律的能力，这也正是我们实验教学的重要目的所在。
其实，高中物理知识还有很多基于转化的思想。比如学生在刚学习曲线运动时，我们用到了“降维转化”，化不能解决的问题为能解决的简单问题 ——把复杂的曲线运动利用运动的分解规律化解成某几个方向上的简单直线运动，或者化解成几个理想的运动模型来进行研究。再比如力学中，我们用到了“整体与局部间的转化”，在分析问题时，不仅对问题需要整体把握，而且还要研究局部。
三、转化是科学研究中重要的思想方法之一，那么，如何让学生更好的领悟转化思想呢？
我们应循循善诱，经常引导学生发现转化之美。鼓励他们在遇到问题不能直接解决时，能突破传统，实现美丽的转身。这就需要我们充分挖掘教材的教学价值，去寻找这样的教学机会。以下几个例子是笔者在教学过程中总结的用于渗透转化的思想的几个素材。 素材一：探究功与速度变化关系的实验
说明：探究的思路和数据处理利用转化思想突破了传统。
按照传统的方法，我们应该计算出一根橡皮筋在过程中对小车所做的功W1，并通过纸带和打点计时器测出小车的速度v1。再改用两根橡皮筋去弹射小车，并计算出两根橡皮筋在过程中对小车所做的功W2及小车的速度v2，再改用三根橡皮筋……，这样，进行若干次测量，可以得到若干组功和速度的数据。有了数据我们就可以作出W—v图线来分析功和速度的定量关系了。可是，在实验时我们并没有测出橡皮筋做的功到底是多少焦耳，只是测出以后各次实验时橡皮筋所做的功是第一次实验时的多少倍，在实验作图时，以橡皮筋对小车做的功为纵坐标，但却以第一次实验时的功W1作为一个单位;以小车获得的速度为横坐标，但却并没有标出小车速度的具体数值，只是算一算第2、第3……次实验时测出的速度是v1的几倍，在横坐标上每一格代表v1就可以了，即也把v1作为了一个基本单位。这样数轴形式上发生了变化，但仍能反映功与速度的定量关系。这叫等价转化。这样的转化，不仅让我们避开了不会算橡皮筋弹力变力做功的難点，而且使我们的实验过程变得简单直观。
素材二：《探究小车速度随时间变化的规律》中“问题与练习”中的一道习题
题目：为研究小车沿斜面向下运动的规律，把打点计时器纸带的一端固定在小车上，小车拖动纸带运动时，纸带上打出的点如图7所示。某同学用以下方法绘制小车的v—t图象。先把纸带每隔0.1s剪断，得到若干短纸带。再把这些纸条并排贴在一张纸上，使这些纸条下端对齐，作为时间坐标轴，标出时间。最后将纸条上端中心连起来，于是得到v—t图象。这样做有道理吗？说说你的看法。
答案：如图8.
四 结束
科学思想与方法不仅推动了科学的发展，而且自身也成为了人类文化的一部分，并不断地改变着人们的世界观。所以，在高中物理教学中除了知识技能本身之外，我们还应重视在知识建立的过程中所体现出的思想方法与科学思维，这些思想方法与思维不仅在学生学习物理知识时能发挥积极的指引作用，而且还可能成为学生的世界观的一部分，以后会左右他们处事的态度与方法。现在在课堂上让学生多体会思想方法之美，即使他们将来他们不从事科学研究工作，只要有这些思想方法在心中，他们做事情也许会更加的理性。我们不该为了眼前的功利而放弃教育对一个人的深远影响，让我们的课堂多一些思想，多一些理想。
（作者单位：浙江慈溪市实验高级中学）
一、测量是物理实验的基础，转化是物理测量的灵魂。
高中物理中向学生介绍了磁电式电表的工作原理。看下面的几幅图，图1，介绍了磁电式电流表的构造，它由n型磁铁、软铁、螺旋弹簧、线圈、指针、刻度盘等组成，指针固定在转轴上。转轴与螺旋弹簧固连并受其扭转力矩制约。如图2，磁铁与被磁化的软铁使线圈的L边（图3）处于均匀辐向磁场中，线圈转动到达的有效位置处的磁感应强度大小均为B。当通电流时，处于磁场中N匝线圈受到安培力矩的作用，假设电流强度为I，则安培力矩大小为NBLdI.线圈由此转过角度α，同时扭转弹簧，便产生弹簧扭转力矩，其大小为Kα（K为弹簧的扭转系数）。当安培力矩与弹簧的扭转力矩平衡时线圈会最终停在平衡位置，此时，指针有了稳定的偏角。只要依据Kα=NBLdI便可推理出I=Kα/ NBLd，发现I与指针转过的角度大小α成正比，这时只要我们重新定义刻度盘，便可以根据指针偏转的角度来“读出”电流大小I了。到此我们实现了将测量电流的问题转化成看偏角大小了。这就是一种不等价转化，即部分地改变了原对象的实质，只要得结论后进行必要的修正就可以了。其处理的方法与过程不就是是对“曹冲称象式”转化思维的再次应用吗？高中物理教材又将这个转化延续了下去，目的就是让学生有更多的机会来体验转化思想的妙处。它以磁电式电表为基础，又将测量电压U的问题也通过欧姆规律转化成了测量电流I。如图4所示，一只电流与一定值电阻串联，再重新定义刻度盘，便改装成了一定量程的电压表。到此，我们把待解决的问题通过某种转化过程归结为一类已经解决或比较容易解决的问题。这也是转化的精髓之一。我们当然还可以通过闭合欧姆定律对问题进一步转化，同样还可以定义并刻画出一个用来测量电阻的不均匀刻度盘！如果有了前面对转化思想的领悟，学生一定会自信他们能通过对实验装置的改装而达到测量电阻的目的。创造由此开始了，另辟蹊径就是创造。也许他们以后不再使用磁电式电表了，但探究的过程会让他们回味。因为转化的思想会驻留在他们心间。当他们以后学习到传感器原理及应用的时候，就能很好地理解为什么大多数传感器都要将非电学量转化成电学量来进行测量和控制，以及它们如何进行转化与控制。
二、数形转化，叩开规律之门。
面对实验报告中的实验数据，如何找出它们之间的关系？如何看出规律？或许我们利用代数手段能找出其中的数学密码，但更直观、更有效率的方法是利用规律图像 ——将抽象的数据转化成直观的线条，这样更容易找出物理量之间的联系。比如：在控制合外力一定的情况下探究物体的加速度a与物体质量m之间的关系时，得到了如下表1中的数据：
单分析上表中的数据，我们并不能一下就发现m与a之间的关系，但经过数形转化做出规律图像后情况就不一样了：我们把这些数据标识在坐标纸上，便能看出它们的大致关系。我们猜想在物体所受的合外力一定时，加速度a与物体的质量成反比，因为图5中的图线“好像”是双曲线，但是不是双曲线要进行证明。此时，我们又要用到转化的思维，即：如果a与m是成反比关系，那么如果我们作出a—1/m图线，应该就是一条过原点的直线。而图6中的图线刚好证明了我们的猜想。假使图6中的曲线不是过原点的，那说明我们的猜想有错误，我们必须作出新的判断。这就是利用数形转化发现规律的探究过程。
（3）利用電流表A、电阻箱 R3测电池的电动势和内阻
用电流表 A、电阻箱R3及开关S按图①所示电路测电池的电动势和内阻。实验时，改变R3的值，记录下电流表A的示数I，得到若干组 R3、I的数据，然后通过作出有关物理量的线性图象，求得电池电动势 E和内阻r。
a.请写出与你所作线性图象对应的函数关系式 。
b.请在虚线框内坐标中作出定性图象（要求标明两个坐标轴所代表的物理量，用符号表示）
答案一 a、
答案二 a、
评析：这道题体现了函数、规律、图象间的三者转化。目的就是检查学生有没有利用图象找规律的能力，这也正是我们实验教学的重要目的所在。
其实，高中物理知识还有很多基于转化的思想。比如学生在刚学习曲线运动时，我们用到了“降维转化”，化不能解决的问题为能解决的简单问题 ——把复杂的曲线运动利用运动的分解规律化解成某几个方向上的简单直线运动，或者化解成几个理想的运动模型来进行研究。再比如力学中，我们用到了“整体与局部间的转化”，在分析问题时，不仅对问题需要整体把握，而且还要研究局部。
三、转化是科学研究中重要的思想方法之一，那么，如何让学生更好的领悟转化思想呢？
我们应循循善诱，经常引导学生发现转化之美。鼓励他们在遇到问题不能直接解决时，能突破传统，实现美丽的转身。这就需要我们充分挖掘教材的教学价值，去寻找这样的教学机会。以下几个例子是笔者在教学过程中总结的用于渗透转化的思想的几个素材。 素材一：探究功与速度变化关系的实验
说明：探究的思路和数据处理利用转化思想突破了传统。
按照传统的方法，我们应该计算出一根橡皮筋在过程中对小车所做的功W1，并通过纸带和打点计时器测出小车的速度v1。再改用两根橡皮筋去弹射小车，并计算出两根橡皮筋在过程中对小车所做的功W2及小车的速度v2，再改用三根橡皮筋……，这样，进行若干次测量，可以得到若干组功和速度的数据。有了数据我们就可以作出W—v图线来分析功和速度的定量关系了。可是，在实验时我们并没有测出橡皮筋做的功到底是多少焦耳，只是测出以后各次实验时橡皮筋所做的功是第一次实验时的多少倍，在实验作图时，以橡皮筋对小车做的功为纵坐标，但却以第一次实验时的功W1作为一个单位;以小车获得的速度为横坐标，但却并没有标出小车速度的具体数值，只是算一算第2、第3……次实验时测出的速度是v1的几倍，在横坐标上每一格代表v1就可以了，即也把v1作为了一个基本单位。这样数轴形式上发生了变化，但仍能反映功与速度的定量关系。这叫等价转化。这样的转化，不仅让我们避开了不会算橡皮筋弹力变力做功的難点，而且使我们的实验过程变得简单直观。
素材二：《探究小车速度随时间变化的规律》中“问题与练习”中的一道习题
题目：为研究小车沿斜面向下运动的规律，把打点计时器纸带的一端固定在小车上，小车拖动纸带运动时，纸带上打出的点如图7所示。某同学用以下方法绘制小车的v—t图象。先把纸带每隔0.1s剪断，得到若干短纸带。再把这些纸条并排贴在一张纸上，使这些纸条下端对齐，作为时间坐标轴，标出时间。最后将纸条上端中心连起来，于是得到v—t图象。这样做有道理吗？说说你的看法。
答案：如图8.
四 结束
科学思想与方法不仅推动了科学的发展，而且自身也成为了人类文化的一部分，并不断地改变着人们的世界观。所以，在高中物理教学中除了知识技能本身之外，我们还应重视在知识建立的过程中所体现出的思想方法与科学思维，这些思想方法与思维不仅在学生学习物理知识时能发挥积极的指引作用，而且还可能成为学生的世界观的一部分，以后会左右他们处事的态度与方法。现在在课堂上让学生多体会思想方法之美，即使他们将来他们不从事科学研究工作，只要有这些思想方法在心中，他们做事情也许会更加的理性。我们不该为了眼前的功利而放弃教育对一个人的深远影响，让我们的课堂多一些思想，多一些理想。
（作者单位：浙江慈溪市实验高级中学）