吴志标

摘 要： 化归思想作为重要的科学思想方法，在科学解题中起着重要作用.本文介绍了化归思想在科学解题中的几个应用.

关键词： 化归思维 科学教育 认知结构

“问题是科学的心脏”.科学问题的解决是科学教学的一个重要组成部分.化归思维是科学中解决问题最基本的手段之一，在解决问题时，不是直接攻击问题，而是对此问题进行变换、转换，直至最终把问题化归为某个（些）已经解决的问题.可以说，几乎所有问题的解决都离不开化归思维.化归的目的在于将问题由未知向已知转化、由难到易、由繁到简转化，使问题转化为已经解决了或者比较容易解决的问题.下面笔者以几个实例谈谈化归思维在科学解题中的几个应用.

1.极端化方法与特殊化方法

极端化就是通过对极端位置或状态下问题特性的考察，获得有益启示，从中引出一般位置或状态下的性质，从而获得解决问题的思路.科学中的“极端”情况很多，例如，阿基米德所说的给我一个支点，我就能撬动地球，就是一个杠杆平衡问题的极端例子.

例1：如图1所示电路，当滑动变阻器的滑片从A端滑到B端（均不到端点）电流表的示数（？摇 ？摇）

（A）逐步变大

（B）逐步变小

（C）先变小再变大

（D）先变大再变小

对于一时难以入手的一般问题，一个使用最普遍而又较简单易行的化归途径，乃是把它向特殊的形式转化，这就是特殊化法.

2.一般化方法

与特殊化方法相反，在对一般形式问题比较熟悉的情况下，将特殊形式的问题转化为一般形式的问题，这就是一般化法.一般化就是把科学问题中的数量、图形形状和位置关系等给予普遍化、抽象化、规律化.也就是说，通过寻找特殊问题的一般原理，把特殊问题从原有范围扩展到包含该问题的更大范围进行考察，从而能够在更一般、更广阔的领域中使用更灵活的方法寻求化归的途径.例如，在研究酸碱盐等物质间反应时，也可以用一般化法把它们置于一般原理（实质是离子间）的反应来处理.

3.整体化法

所谓整体化方法，就是暂时不注重于系统的某些因素的分析，暂时忽略或模糊系统的某些细节，而是重视元素之间的联系、系统的整体结构，从整体上考察问题的题设、题断及它们的相互关系，从整体上把握解决问题的方向，并作出决策.运用整体化方法化归是培养创造性思维的重要方法和手段，对培养学生创新能力有着十分重要的意义.

例3：如图2所示为一上细下粗的容器，上部的横截面积为S，下部的横截面积为2S，内有密度为ρ的液体，容器的底部有高度为h的气泡（液住原来的高度为L），当气泡上升并从细部升出液面时（液面仍在细部），重力做的功为？摇？摇？摇？摇 ？摇？摇.

分析：由物体做功的公式W=F·S可知，要求物体所做功W的大小，必须知道作用在物体上的力F的大小及物体在力的方向通过的距离S的大小.该题中不但没有告诉液体的重力，而且无法直接知道液体在重力方向通过的距离，因此无法直接利用公式W=F·S求解.那么我们如何求解此题呢？我们知道功是用来衡量物体能改变多少的量度，物体做了多少功，那么物体也就改变了多少能，反过来如果物体的能是通过做功来改变的，那么物体能改变了多少，也就对物体做了多少功，即用归化思想将做功问题归化为能量改变问题.

解：如图3所示，假设当容器底部的气泡上升出液面时，把瓶内细部与气泡同体积的液体填入原气泡处，而瓶内其他的液体不流动.这样只要求出这部分液体从瓶的细部填入原气泡处时，这部分液体势能改变的大小就可以了.假设容器底部为液体势能高度的参考点，由题意可知原气泡的体积为2Sh，由细部填入液体的重力为ρS2hg，这部分液体重心高度为L+h-h=L，故在细部时的势能为ρS2hg（L+h-h）=ρS2hgL，填入气泡处后液体重心高度为（1/2）h，即液体势能为ρ2Shg（1/2）h=ρShgh.所以当气泡上升并从细部升出液面时，重力做的功为：

ρS2hgL-ρShgh=2ρShg（L-h/2）.

综上所述，利用归化思维将问题换个角度来求解.这不仅是一种求解方法改变，而且是一种思维方式的突破.这种改变不仅要求学生具有扎实的基础知识，更要求学生能利用化归的思想突破原有的思维定势.

所以我认为：“中学科学教学的首要任务就是加强解题训练.”然而，加强解题教学，不是搞题型训练，更不是搞题海战术，而是通过解题和反思活动，在解题基础上总结和归纳解题的方法，并提炼上升到思想的高度.同时，通过解题活动，充分发挥科学思想方法对发现解题途径的定向、联想和转化功能，突出科学思想方法对解题的指导作用.通过解题研究，可以充分意识到化归思维在解题中的意义.在解题过程中，总是将问题由未知向已知转化、由难到易、由繁到简转化，使问题转化为已经解决了或者比较容易解决的问题.