例谈高中物理解题中的转化策略，本文主要内容关键词为：高中物理论文,策略论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
转化是把一个复杂的、新情境问题变换为简单的、易于解决的规范性问题的创造性思维策略，既是科学发明之源，也是创新精神的具体体现。转化对象、转化策略和转化目标是其三大要素。具体的转化过程可用如图1所示的结构简图表示。
图1
本文拟通过几个实例，着重介绍类比转化、等效转化、虚设转化、正反转化和数形转化等常用思维策略的具体运用，以求教于同行。
一、类比转化策略
类比转化是通过对两个或两类对象之间的分析比较，寻求它们之间的相似之处，挖掘其隐含的共性，从而实现物理模型的相互转化和解题方法的移植。其基本程序是：(1)确立研究对象（新模型）；(2)寻找类比对象（原型）；(3)将研究对象和类比对象进行比较，寻求相似关系；(4)根据研究对象的已知信息，对相似关系进行处理；(5)将类比对象的有关知识类推至研究对象，得出结论。
表1
解析：人造卫星运动模型与玻尔氢原子模型有较多的相似之处，可将两种模型以圆周运动简图、动力学特性、能量特性等方面比较，即可用类比转化策略迅速得到本题答案，选(B)。具体分析见表1。
二、等效转化策略
等效转化即等效替代，它是物理学中的一种重要的思维策略，在解决实际物理问题过程中，为了探究和认识研究问题的本质规律，促使隐含条件的明朗化、抽象问题的具体化和复杂问题的简单化，往往可以从事物的等同效果出发，将其转化为等效的、简单的、易于研究的物理模型或物理过程。
图2
解析：本题如运用运动学公式采用常规方法分段列式求解，运算过程复杂麻烦。我们可以将原变速运动等效转化为加速度为a、运动总时间相同、最大速度相同、总路程相同的匀加速运动，即可简化解题过程，方便求出结果。（原编者：这个等效可以从速度—时间曲线，v-t曲线与时间轴所围的面积代表路程去理解。）
三、虚设转化策略
虚设转化是通过虚拟和假设的方法对研究对象或物理过程进行重新设定，从而创设起清晰、熟悉的物理模型，使复杂问题简单化，对解题起到辅助作用。
图3
解析：当阀门K打开后，A中理想气体流入B，导致A中的气体质量发生变化，如何将变质量问题转化为定质量问题，然后运用气体定律进行解答乃是解题的关键。应用虚设对象或虚设过程方法，可达到上述要求。
(1)虚设对象
四、正反转化策略
解决物理问题有两种常用的推理方法：一是正向推理，即由因导果，这是分析解决物理问题的习惯思维方法。二是反向推理，即执果索因。这种推理方法因有悖于常规思维习惯，常不被人们重视。但当正向思维陷入困境时，如能及时调整策略，改为反向推理，另辟蹊径，常有“柳暗花明”之功效。在解决物理问题时，有意识引导学生顺思逆推、正反转化，对增强学生思维的灵活性大有裨益。
例5 如图4所示，一充电的平行板电容器，极板长为L，两板间距为d。现将一带电微粒（重力不计）从下极板的左边缘斜射入电场中，结果带电微粒刚好从上极板右边缘水平射出。试求带电微粒射入电场的速度方向与下极板的夹角θ。
图4
图5
解析：本题条件较少，采用正向推理又属匀强电场中的类斜上抛运动，高中教材不作要求，有超纲之嫌。如果根据运动的可逆原理，采用正反转化策略，把带电微粒视为以水平初速
从上极板右边缘射入匀强电场，做类平抛运动至下极板左边缘以速度
射出（图5），即可方便作答。
设带电微粒运动加速度为a，在板间运动的时间为t。则由平抛运动知识可得
五、数形转化策略
解析法（即公式法）是研究物理问题的常用方法，也是学生必须熟练掌握的方法。但是，当有些物理问题如用解析法分析难度较大，且运算麻烦时，我们不妨转换思维角度，利用几何图形或物理图像形象、生动、直观的特点，把物理量转化为动态、直观的几何量，就可能迅速对物理问题进行定性和定量解答，收到事半功倍的效果。
例6 一水平的浅色长传送带上放置一煤块（可视为质点），煤块与传送带之间的动摩擦因数为μ，初始时，传送带与煤块都是静止的。现让传送带以恒定的加速度
开始运动，当其速度达到后，便以此速度做匀速运动。经过一段时间，煤块在传送带上留下了一段黑色的痕迹后，煤块相对于传送带不再滑动，求此黑色痕迹的长度。
解析：根据“传送带上有黑色痕迹”可知，煤块与传送带之间发生了相对滑动，煤块的加速度a=μg小于传送带的加速度。运用运动学公式解答比较麻烦，如用v-t图进行分析，将十分直观、简捷。
在同一坐标系中作出传送带和煤块的v-t图线（图6）。不难发现，传送带上留下的黑色痕迹长度是传送带和煤块二者的相对位移，其大小等于二者对地绝对位移之差，也即图中三角形OAB的面积值。
图6
总之，有转化才能有创新，有创新才能出成果，在积极推进新课程改革的宏观背景下，我们教师必须有意识强化转化策略的教育，大力提高学生的创造思维能力。