李雍刚

摘 要：高中物理教学除了要教学生物理知识外，还应在科学研究过程中培养学生的科学思维能力和习惯。本文以物理的核心素养为基础，从教与学的角度探讨了体现等效思想方法在物理教学中的对策。

关键词：核心素养;等效思维;显化

《普通高中物理课程标准》将科学思维作为物理核心素养的重要组成部分。本课程基于“引导学生体验科学探究过程、体验科学研究方法和养成科学思维习惯”。物理教学要充满物理观念，学生的智慧应该是物理观念，受到物理学思维的启发，实现了从知识课堂到智慧课堂的成长。在课堂教学实践中，教师要展示科学思维和方法的教学方法，引导学生灵活、独立地运用科学思维和方法，以期提高他们运用已知的方法解决身体实际问题的能力，使学生能够少走弯路。

一、物理科学思维与等效思想概念的界定

物理学的科学思维意味着人们在理解物质世界的过程中，可以有意识地从物理学的角度看自然现象和实际问题，有意识地利用物理知识来解释现象和解决问题，科学思维也是物理核心素养的最重要方面之一。等效思维，也称为等效思维，是指在解决问题的过程中改变研究对象的对象、过程、结构和功能的思维方法。 物理学上的等效方法是用众所周知的物理情况和过程替换困难和不熟悉的情况和过程，并保持结果不变，以使其简化，便于更快地了解问题的本质，并找到解决问题的捷径。

二、等效思想显化教学的现状

《课程标准》的教学明确要求教师引导学生体验“等同”的物理思想，使学生可以在观察和实验的基础上，通过科学推理和科学论证得出结论，从而培养学生的科学思维能力。在课程标准中，等效思维方法的具体内容没有以直接的形式直观地体现出来，只能由老师巧妙地引导学生渗透到等效方法的教育中。这种“隐性教育”的方法不利于当前学生的快速发展。另外，大多数教科书只安排了概念和法则的教学要求，对物理等效思维方法的介绍很少。我们认为，教师在物理概念，规律，实验，练习等方面的“显性教育”，更有利于学生的快速学习和创新意识的培养。

三、等效思想在物理教学中的显化

1.在物理规律的教学中显化等效思想

物理定律来自物理现象的物理过程，通过精炼形成的内部联系反映了事物运动和发展的过程。现成的物理定律是物理学家经过长期探索和研究后形成经验知识，理解过程更加复杂。例如，在探究直线运动位移与匀速换挡时间之间的关系时，利用学生的已有知识，直接揭示了等效思维的应用，并将匀速直线运动转换为匀速直线运动。方法1：v-t图像包围的区域表示对象的位移。由于物体以匀速线性运动的速度是恒定的，因此其位移可以表示为s = v * t。 v-t图像中由图形和时间轴包围的区域与位移的值完全相等，如果弯钩发生变化，我们可以将时间分成无数小段，每个小段都可以等效于一个小矩形，封闭区域是在这小段时间内发生的位移。如果划分得更好，则预期的运动越接近。方法2：利用平均速度的特征。由于速度均匀变化，因此v-t图像中v和t之间的关系是线性的。鉴于此，我们可以找到一个等效的恒定速度，即匀速位移线性运动的平均速度，并使用该平均速度来“替换”。

2.在课堂教学中的各个环节显化等效思想

物理课的教学由许多教学环节组成。在讲课、概念、規则和原理、知识复习、内容扩展和课堂总结的介绍中，教师可以自觉地体现物理的思想和方法。以“验证牛顿第二定律实验”为例：（1）复习复习中等效力的等效原理，使用弯钩码或砝码，用等重板代替恒定拉力，使用弹簧测力计间接测量张力，无系统误差。平衡摩擦力：使用等效的方法将板的一端升高到一定高度。（2）问题探索中的显式对等。探索了该实验要满足的两个条件。一种。等效于平衡摩擦：为什么要平衡摩擦？如何平衡？在平衡摩擦力时，是否需要在汽车后悬挂胶带和重量板？确定是否平衡摩擦，然后再次进行试验，是否需要重新平衡摩擦？ b。恒力的等效值，m << M。（3）数据处理中的等效思想方法除了使用计算方法来处理数据外，实验还可以从图像开始并以图像为直线，从而达到验证的目的。

3.在物理实验探究教学中显化等效思想

高中的许多物理实验，尤其是机械实验，经常使用等效的思想来处理它们。例如，布朗运动实验和电流场模拟静电场实验等价于实验思想，验证力的平行四边形规则和牛顿第二定律的验证在原理上是等效的。在研究弹簧变形与外力之间的关系时，在实验中，使用钩形代码的重力等效值来验证替换拉伸弹簧的张力。探索两个弹簧串联或并联后的等效弹簧刚度系数，其原理与研究弹簧变形与外力之间关系的实验相同。从动作效果上等效，使用平掷运动装置验证动量守恒定律，使用碰撞和被击球的水平范围的等效值来代替碰撞前后的速度，以及从过程中获得等效值。与“验证平行四边形规则”实验中一样，通过弹簧力测量的力被两个弹簧测力计代替了作用在橡皮筋上的两个力，橡皮筋产生相同的变形，效果是相同的，充分体现了等效替换的思想。这个实验也可以扩展，如果不使用弹簧秤，请使用挂钩代码代替弹簧测功机。首先，使用5个挂钩代码拉动弹簧并记录节点0的位置，然后使用3个4个挂钩代码来越过固定滑轮，确认两条绳索之间的角度接近90°。如果接近90°，则用数学方法验证力的平行四边形，这体现了相同的思想。

4.在物理习题教学中显化等效思想

在高中物理练习的教学中，有些物理问题无法用常规方法解决，或者过程非常复杂，计算复杂。如果可以挖掘等效条件并使用物理等效变换方法解决问题，则可以快速解决问题。例如，平均速度用于使变速过程与匀速运动过程相等，用力综合分解法解决平衡问题。通过运动合成和分解来解决复杂的曲线运动，在复合场中，如果重力和电场力保持平衡，它也会受到洛伦兹力的影响，因此，与仅受洛伦兹力的匀速圆周运动相同。这些等效的处理在理解对象的过程中特别方便。

四、结束语

等效的想法是解决高中物理问题的重要“关键”，使学生能够掌握这一“关键”，对培养学生的科学思维能力起着重要的作用。如果学生在处理特定问题时能够以相同的方式使用同等的思想，不仅将使学生获得学习的启发，而且还将提高他们的科学思维能力和素质。

参考文献

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