“变式”在初中物理教学中的应用

摘要：物理学中的概念和规律大都抽象深奥，所以学生单凭平时的死记硬背是无法深刻掌握的。在物理教学中，变式是一种非常灵活的解题方式，教师可以引导学生使用变式解题，将问题化难为易。
关键词：物理教学；变式；拓宽思路
作者简介：孙福江，任教于江苏省新沂市合沟中学。
        物理学里面包含大量深奥的物理概念和物理规律。学生往往由于对这些概念和规律的理解不够深刻，而在解题过程中屡屡出现错误，甚至举步维艰，一筹莫展。这时，加深对概念和规律的理解，就显得尤为重要！
        那么，怎样才能加深学生对物理概念和规律的理解呢？实践证明“变式”就是一种非常有效的方法。
        “变式”一词，在心理学中是指从不同角度不同方面组织情境材料，通过变换其非本质特征，保持其本质特征不变，从而突出其本质特征的一种智力活动方式。这对于强化对概念的理解有举足轻重的作用。
        将“变式”方法具体应用在教学中，即是通过灵活变换题设条件，而使问题的答案保持不变(或发生相应改变)，从而使问题本质得以揭示。
        一、“变式”能有效加深学生对物理规律的理解程度，掌握其本质
        例题：用手握住一只空酒瓶，使其在竖直方向静止，则空瓶所受重力G瓶与摩擦力f 之间的关系是(  )。
        A.   f >G瓶     B.  f=G瓶      C.  f<G瓶       D.不确定
        本题考的是“二力平衡”，但是深度不够，不妨进行以下变式：
        变式1：若增大人手握空瓶的力,空瓶 仍静止,则f与G瓶关系是（   ）。
        变式2：若向空酒瓶内装水，瓶仍静止，则应选（   ）。
        在变式1中，只要抓住“空瓶仍静止”这一本质特征，就不难得出“二力仍平衡”的结论。因此f=G瓶，选B。可见手增大握紧空瓶的力不会影响摩擦力，属于非本质特征。在变式2 中，由于在瓶内装水，据“二力平衡”知：f=G瓶+G水，所以f >G瓶。
        由上例可见，在讲题时，不可囿于题目本身，而应从多方面多角度进行“变式”，从而使学生对“二力平衡”的理解走向深入。
        二、“变式”方法有利于拓宽视野，遏制思维定势的消极影响
        例：赤道上空的小磁针静止时，N极的指向（    ）。
        A.南         B.北         C.上          D.下
        学生对“小磁针静止时，指北的一极叫N（北）极”这句话记得很熟，因此很容易得出正确答案B，但是就这样结束对一道题的讲评，未免过于匆忙，似有意犹未尽之感，不妨多问一问：
        变式：若小磁针在地磁南极点上方静止呢？这个“变式”问题一出，一些学生由于思维定势，往往误选B，但爱思考的学生，都会立刻开动脑筋，得出正确的答案D。有了这一次经验，学生对于“地球磁场影响小磁针指向”这一现象就能有一个全面的认识，不仅拓宽了视野，还帮助学生克服了单向定势思维的消极影响。 
         
        三、“变式”有时可以将复杂问题简单化
        当学生遇到比较复杂的题目时，可以利用“变式”进行解决。学生有时可将复杂问题先“变式”成为较简单问题，然后逐步加深复原，最后再解决原题，颇有“水到渠成”之妙！
        例：在《凸透镜成像》实验中，光屏上出现一个清晰的烛焰的像，若此时有一只苍蝇趴在凸透镜上，则光屏上的像将（     ）。
        A.没有任何变化
        B.出现一只苍蝇的像
        C.像仍然完整，但会变暗些
        D.不能确定
        很多学生看完此题后一筹莫展，不知该如何下手，有的学生甚至干脆想当然地选一个C了事。
        其实，对于这道难度稍大的题，我们也可以先进行如下“变式”：
        变式1：若用纸板挡住凸透镜的下半部分，则像有何变化？
        我们可以作图研究凸透镜的成像机制：
         
        从图上不难看出，光源A点发出的所有光线（a、b、c）经过透镜折射后都会聚在光屏上的A`点，即像，因此挡住透镜的一半，只不过减少了通过透镜的光线（如c），从而使A`的亮度有所减弱，但这不会影响其余光线在A`点的会聚（如a、b），因此，不会破坏像A`B`的完整性，只是亮度变暗。