“物理教学中培养学生转化思维方法的研究”课题研究报告.doc

研究报告

一、课题的提出

人教版高屮物理课本必修1第四章第二节实验：探究加速度与力、质量的关 系中给出了不同的实验方案：

方案一：把不同质量（小车与车内砝码的总质量）的小车在相同力作用下产生

In

的加速度填在下表中:

实验次数 加速度a/(m • s—2) 小车的总质量/w/kg 1 2 3 4 由以上数据画出它的u-m和丄图象，如图甲、乙所示.

通过u-m和u-l关系图象，我们可以得出小车的加速度tz与质量m成反比， m 与质量的倒数1成正比. m

方案二：两个相同的小车放在光滑的水平板上，前端各系一条细绳，绳的另 一端跨过定滑轮各挂一个小盘，盘中可放砝码。

当m -定吋，只需验证:i = A， ^2

^2

当F—定时，只需验证= &

52

这两种方案都从不同角度巧妙地运用转化的方法，将复杂M题简单化。这样 的事例在平吋教学中有很多很多。

思考：教师在概念的引入、规律的讲解、实验的设计、习题的求解等实际物 理教学中都应用到转化的方法，学生也在教师的引导下被动地接受和运用。那么 我们如何在教学中对学生进行这种思维方法的系统的训练，从而提高学生的思维 品质和创新意识。基于这样

的思考提出Y研究此课题的设想。

二、 课题核心概念的界定

培养：按照一定的□的长期地教育和训练，使其成长。

转化思维方法：是一种重要的最常用的思维方法。其精髓在于将未知的、陌 生的、复杂的问题通过演绎归纳转化为已知的、熟悉的、简单的M题。常见的转 化方式有：一般一一特殊转化、等价转化、复來——简竿转化、数形转化、联想 转化、类比转化等。

三、 课题研究的价值

1. 研究此课题会冇力地促进物理教学，提高教学效率。 2. 研究此课题有利于提高教师的教学水平。

3. 研究此课题有利于培养学生能力，将隐性思维教学显性化。 4. 培养学生创新意识与创造能力。

四、 课题研究的目标

1. 通过实践教学研究，总结出培养学生的转化思维方法冇效途径、应该遵 循的原则

和方法。

2. 探究出培奍学生转化思维方法与培养学生创新意识及创造能力之间的相 关关系，

探究出培养学生转化思维方法与提高学生思维品质之间的关系，促进隐 性思维培养显性化。

3. 发展创造思维，培养创新意识，提升创新能力

4. 提高教师的教科研能力。

五、 课题研究的内容

1. 把握教材，建立系统素材库，为在实际教学中系统培养学生转化思维方法 做好素材

准备

2. 在物理学史的介绍屮、概念教学屮、规律探究屮、实验教学屮、习题教 学中培养

学生转化思维方法。从教学实践研究中探索出培养学生转化思维方法的 原则、方法、途径

3. 将培养学生转化思维方法渗透到平吋的教学屮，从而逐渐内化为学生的 思维素养，

提高学生的思维品质，増强创新意识。

4. 研究过程开设一定量的研究课

5. 研究培养学生转化思维方法与提高学生创新意识与创造能力之间的关系， 研究培

养学生转化思维方法与提高学生思维品质之间的关系。

六、课题研究的方法

1.文献资料法：借鉴已有的相关理论研究成果和经验，为课题研究寻求理 论支撑和方

法指导。

课题研究中，我们采用文献资料法，先后学习了思维方法、逻辑学、建构主 义学习理论，也通过网络搜索Y有关转化思维方法的相关研究文献。

其中：(1)由胡泽、周祯祥、王健平三人主编，广东教育出版社出版《逻辑 学》

(2) 蒋孚培《屮学物理屮转化思维策略的应用》发表于2012年第7期《物

理教

请体验……

请体验

婢力中微小形变的放人

动能的决定凶索:

如何判断小车动能的大小? 比较木块被潼K移动距离的远近 研究对象:

转換法课题组几位老师围绕着这一主题进行个案研究，先后设计了相关教案，写出 了相关《究竟谁先穿过平板透明砖》、《点击平抛运动》、《体育运动中的平抛运动》、 《巧用转化妙测长度》、《密度测量中的等效代换法》、《用解析法与图像法解释 电容器充电过程的能量转化》等文章。

伊j:用解析法与阁像法解释电稃器充电过程的能W转化

2. 1问题的提出

在关于电容器的教学中，学生提出了以下问题：

如图1所示，闭合开关S,电源对电容器充电。己知电源电动势为£，內阻不计，电容 器屯容为C。则在充电全部过税屮，电源释放的电能足多少？电各器内储存的电能足多少？

图1

W合开关S，电源对电容器充电，当电容器充电到稳定状态后，其两极板间的电压 U = £，获得电量为&.=C\" = C£，在充电全部过程中，流过电路的电暈也为％ =Cs,

电源搬运电荷做功应为〜=^£，K中＜7为回路搬运电荷的总S，即电容器的充电fi%， 故电源搬运电荷做功为VV =…f = Cn = Cs

2

，即电源释放的电能为= Cf。

1 9 1 9 2

在充电全部过程屮，电界器获得的能呆是^ =-CU二一Cr2。

2 2

在电源与电界器构成的封闭系统屮，根据能景孚怛定律，电界器获得的能景极等于电源 释放的电能。而在以上的运算中，电源释放的能量与电容器获得的能量差

AE = Ee-Ec=;Ce，这部分能量逃逸到何处去了呢？

2. 2解析法求解

2

而对学生的求解过程与疑问，仔细一想，找到了问题的症结——都是‚理想‛惹的祸！ 屮学阶段，为了简化问题，常常将物理模型理想化，以上求解过程屮，就是将电源‚理 想‛化为内阻为零的电源，将导线‚理想‛化为电阯为零的导线，而在这里，电源的内阻与 导线的电阻再小，也不能忽略！

事实上，电容器的充电过程时间很短，但就是在这个很短的时间内，它的电量是逐步增 加的，仑的电压也是由0逐渐的增加到£,即这是一个暂态过程。然而，电源的电动势乂是 恒定的值那么，在此暂态过程屮，电源电动势与电稃器的电灰的差位降落到何处去了呢？ 答案必然足在电源的内阻和导线的电附上。

为了表达简便，我们假设屯源的内阻为r,忽略导线的屯阻(或将r理解为导线与电源 的总电阻)，如图2所示，对充电过程定量分析，过程如下：

^1

阁2

e = uc+ uf.

艽中w,.

①

②

J1.由于/ = 4，q = Cuc dt(

即/ =

dt

③

将②、③代入①即得：

£ = rC^ + uc ,它是％(Z)函数的微分方程，分离变量后4得通解为: dt

uc(t) = e + Ae

此处常数A由初始条件决定。代入r = 0时，uc=Q,得A = 所以1-W 。贝ijr上的分压为

\\ /

最后，我们可以求得，电阻r在整个充电的过程屮所发的焦耳热力:

rC

显然，这就是前而我们所提到的能y：差值。封闭系统满足能M孚恒关系£； = £c + （2。 ‚逃逸的能虽‛找到了。

从以上定M讨论我们不难看出：2的值与r的大小没冇关系！即使内阻冉小，2的值 都不能忽略！因此并不是所冇的尤穷小fi都可以忽略为零而不加考虑，冇时它们的效应非常 显著。

2. 3图像法巧解

以上解析法求解过程用到微积分知识，中学生不能理解，我转换角度，运用阁象法巧妙 地解释了电稃器充电的过程，既不用到商深的数学知识，学生又能轻松理解，取得较好的教 学效果，现简介如下。

闭合开关s,电源对电容器充电，随着电容器上的电a增加，电容器上的电压从o增加 到r,电容器上的电压随流过的电量的叉系如阁3中Ofi线所示，电池内阯上的电压从s减 少到0,电池内阻上的电压随流过的电觉的变化关系如阁3中线所示，因此达到稳定吋, 根椐电场力做功的公式，此过程屮电池内阻消耗的电能为阁3屮阴影部分的‚而积‛，等于

1 1 1 1

1 2 32

-e Ce = -Ce,电容器中贮存的电能为阁3中VOSZ）的陎积，^-e Ce = -Ce ； 2 2 2 2

电池的电动势随流过的电暈的变化关系如图3屮线所不，电池供给的电能为I冬I 3中矩形 0450的陎积，等于e Ce = Ce;此过程中满足能量孚恒，电池供给的电能=电池内附消 耗的电能+电界器屮贮存的电能。

2

图3

1 4进一步说明

以上的‚理论求解‛及‚阁像法巧解‛仍然是一定程度的‚理想化‛，抓住了电源对电 界器充电过程的主要矛质，外没杏完整地解释电源对电容器充电的能:W:传输的全过程，由于 中学阶段学生不能理解电磁场的能fi，因此以上两种方法均没冇考虑回路的电感，忽略了充 电过程中的电磁辐射，忽略了屯磁场能量的转换。

2 行动研究法：在实际课题研究屮，由课堂教学成员和课题组其他成员共 同合作，

针对课题目标，在研究中改进教学，在教学中不断研究，从而探索出培 养学生转化思维方法的有效途径和方法。

3 问卷调查法：对实验班组和非实验班组的学生进行访问、座谈、问卷等 方法，客

观地了解研究效來，及时分析教学方案，评价实验。

测试题

有一个人，第一天8:00出发上山，18: 00到达山上庙中。第二天8: 00出 发，沿路下山，18:00到达家屮。他上山下山的速度时快时慢，有吋还坐下来憩 息一阵。问在这两天中他会不会在同一吋间到达途中同一地点？

人划船逆流而上，当船行到一•座桥下吋，一木箱落入水中立刻随水漂句下游, 船继续前进，过Y 15min,船上的人才发现木箱丢了，于是立即返冋追赶，则船

从返回到追上木箱需吋间 _______________ min。(船对水速度大小不变，不计船掉头 吋间)

3、蚂蚁离开巢沿直线爬行，它的速度与到蚁巢屮心的距离成反比，当它爬 到距巢心Lflm的A点吋，速度是2cm/s,试问它从义点爬到离巢心L2=2m的S点 所需时间是

4、如图所示，长为L=1.0m的屮空脚筒竖直在地陎上，在 它正上方10m，悬挂一长也为^=1. 0m的细棒，剪断悬线的同吋: 以20 m/s向上抛出.

(1) A穿过6的吋间为何？

(2) A从进入B到和并齐需多少吋间？

利用以上测试题，找不同层次的学生进行测试，并运用录音的 方式展示思维过程，分析不同层次的学生接受相同的转化思维方法 的训练会收到怎样的成效地。

□

L

七、课题研究的过程

1. 准备阶段：(2011年6只一2011年10只)

(1) 成立课题组，初步明确人员分工，确定研究目标。

(2) 收集相关文献、相关理论，组织课题组成员学习理论，明确研究方向。 (3) 搜集资料，制定课题研究方案，并加以论证，申报课题。

前期准备工作较为充分。课题组成员在学＞］了相关理论与文献的基础上，经 过充分讨论，进行Y初步分工，收集了部分资料，对课题的研究成果有清晰的期 靖，课题组成员已着手梳理课堂教学的切入点，根据以往的教学经验与体会，结 合课题研究容进行计划、设计，充分发挥课题组全体成员的积极性，全陎开始 课题组的研究。

2. 实施阶段：(2011年10只一2013年7只)

(1) 课题的成员经讨论，制定具体可行的研究计划，进一步明确分工，并 按计划开

始实施。

(2) 分学段、分年级，结合教材挖掘培养学生转化思维方法的教学点，召 开课题研

讨活动，初步形成系列教学点。

(3) 课题组成员在相关年级开设研究课，聘请相关专家听课，对一个个相 关教学点

进行个案研究，课题组成员针对备课体会，结合专家意见，对每节课写 教学体会、反思，对研究课进行分析、小结，积累素材。

(4) 课题组定期召开研讨会，对个案进行分析，并写出阶段性小结，形成 中期研究

结论。

在个案的基础上，进行归纳、小结，形成转化思维培养的•一类情形，论文《转 化思维策略在测量物理量屮的运用》是一系列运用转化思维方法解决实验案例的 归类分析，论文《曲线运动中的追逐与相遇》是各种做曲线运动的物体相互追逐 与相遇的归类分析。

(5) 邀请专家对中期结论进行诊断，对下阶段的研究提出建议，及吋调整 研究方案。 3. 中期评估

(1) 提供课题研究的计划书、论文、案例、中期汇报小结。 (2) 屮期评估结论：良好。

4. 进_步研究阶段

(1) 在中期结论的指导下进一步进行课堂教学研究。

(2) 对个别典型的教学案例进行研究上升到理论层陎，并争取发表。

这-阶段个案研究论文《究竟谁先穿过平板透明砖？》发表于《物理教师》 杂志。《都是‚理想‛惹的祸》发表于《中学物理教学参考》杂志。

(3) 侧重于归类分析培养学生转化思维方法的原则。

关于这一主题的研究结果，先后发表于《物理教师》与《物理教学》杂志。

(4) 对研究过程进行归类分析，总结出培养学生转化思维方法的存效途径。 5. 总结阶段(2013. 8—2013. 11)

(1) 全陎收集、整理与课题有关的材料。

(2) 对课题研究的过程进行总结，撰写课题工作报告。

(3) 对课题进行系统、全陎的总结，撰写出课题结题报告。

(4) 总结经验，上升到理论，总结出培养学生转化思维方法的原则及方法， 争取发

表。

(5) 总结出培养学生转化思维方法的有效途径，争取能发表出来。 (6) 并在_定范围A推广课题研究的成果。

八、课题研究的结论

(一) 培养学生转化思维方法的过程要系列化。

1. 物理教学从初二到高三是一个系统的过程，培养学生的转化思维方法是 一个长期

的系统工程。

2. 培养过程要与实际教学冇机地结合在一起，要根据教材的内容适吋地安 排思维方

法的培养。

^3.其他学科也培养学生的转化思维方法，尤其是数学学科，物理教学关注 数理学科的结

合，引导学生多角度运用转化思维方法。

(二) 培养学生转化思维方法的途径耍多样化。

1. 在物理概念教学屮培养学生的转化思维方法。

在讲电容器的概念吋，运用转化思维的方法，将电容器与水容器类比，将电 压与高度类比，将电容与水容器的横截陎积类比，转换授课的方式，将无形的电 量、电容、电压与具体的体积、横截陎积、高度类比，通过这种转化将新旧知识 联系起來，学生易于接受，容易理解，记忆深刻。

2. 在规律的教学中培养学生的转化思维方法。

在物理规律教学过程屮培奍学生的转化思维方法，如：教学内容屮，运动的 合成与分解、平抛运动等就是将化繁为简的转化思维方法在物理教学中的典型应 用。力的平行叫边形定则就是等效转化的典型案例。

3. 在实验教学屮培养学生的转化思维方法。

实验教学中，冇许许多多培养学生转化思维方法的教学素材点。如在实验设 计的教学过程中，运用转化的思维策略，将测量不规则形状的铅皮的陎积(难操 作）转化为测量的质暈（易操作）；运用转化的思维策略，将测景金鉍丝的直径 （小于最小分度值，不易测量）

转化为测量线圈的宽度（易于精确测量）；运用 转化的思维策略，将测量不规则的小石块的体积（难操作）转化为测量小石块的 重力（易操作），论文《转化思维策略在测暈物理暈中的运用》就是这类教学设 计的小结。论文《巧用转化妙测长度》是运动转化思维方法测量长度这一节课 的小结。

4. 在问题研究中培养学生的转化思维方法

在平时的师生问题研究中培养学生的转化思维方法。师生问题讨论的过程就 是思维碰撞的过程，也是最好的激发学生思维的途径。

在光学的教学过程中，学生提出了一个问题：一束由红、蓝W种单色光组成 的光线，从一平板透明砖的上表陎以入射角0射入，穿过平板透明砖0下表陎射 ）11.在0从0°逐渐增大至90°的过程中，究竞红光先穿过平板透明砖还是蓝光先 穿过平板透明砖？

这一问题很多学生首先运用特例的说明方法得出红光先穿过平板透明砖的 结论，这一结论不严谨，不完善，有逻辑错误，结论不能让人信服；教师进一步 引导学生转换思维角度，运用严谨的理论求解，但是理论求解太繁琐，数学基础 薄弱的同学理解困难；教师再次引导学生运用惠更斯‚等时圆‛的方法形象、直 观地求解了问题，学生容易理解。发表于《物理教师》杂志的论文——《究竞谁 先穿过平板透明砖？》就是在此问题研究过程中总结出来的。

发表于《屮学物理教学参考》杂志的论文——《都是‚理想‛惹的祸》也是 在问题研究中总结出来的。

5. 习题教学屮培养学生的转化思维方法

习题教学中也是培养学生转化思维方法的重要途径，论文《曲线运动中的追 逐与相遇》就是从研究曲线运动屮的追逐与相遇问题的习题课屮总结出来的。曲 线运动常常涉及到多个物体，每个物体运动情况不相同，比直线运动屮的追逐与 和遇问题更复杂。陎对纷繁复杂的运动过程，学生常常理不清头绪，找不到解决 问题的切入点，难以下手。在习题教学的中，教师与学生一起探究，运用转化的 思维方法，将复杂的物理过程化整为零，从而得到化繁为简、化难为易的□的。 具体的说就是：首先依次分析每个物体的运动情况，然后找出各物体运动之间的 关系，当然这里不仅要注意吋间和位移关系，还应注意转过的角度关系和曲线运 动的周期性，再根据其遵循的规律求解。

（三）运用转化思维方法解决问题的过程中应遵循的原则。 1. 熟悉化原则

教学中发现，许多学生一遇到新情景问题，常常束手无策，究K原因是转化思维能力不 强。虽然解决新情景W题所用到的知识通常是学斗:学过的旧知识，似是学生找不到新M题与 旧知识之间的联系，不能将新问题转化为熟悉的问题。教师耍迕解决问题的过程中，不断引 导学伞寻找新问题与旧知识间的联系，将新问题转化为熟悉的问题，提a转化思维的能力。

l. 1把陌生的运动转化为熟悉的运动

许多陌生的运动可以通过等效、类比、分解的方法，转化为熟悉的运动，从而使fuj题迅 速解决。

例题1.如图1所示，等螺距螺旋管道内径均匀，内壁光滑，螺距为J=0. lm,共奋5阖， 螺旋横截Ifii的半径/?=0.2m，螺旋管道半径比管道内径大得多.一个小球自管道A端从静止 开始下滑，求它到达管道B端时的速度大小和所用的时间。

图1

思路分析：学生初看该题常常感到无从下手，因为小球所做的是加速螺旋线运动，以前 没有学过这种运动。仔细分析小球的受力情况，发现小球沿管道方h'd的切h'lj合外力不变，这 一本质特征反映出小球沿管道的方向做匀加速运动，根据这一特点，采用转化思维的方法， 将螺旋管道展开成-•条倾斜放置的茛线管道(斜血)，将小球沿螺旋管道的复杂曲线运动转 化为沿斜陎14下的匀加速直线运动，如图2所示，原问题迎刃而解.

图2

由螺旋管道展开成的直线管道相当于斜陎，此斜陎在水平陎上的投影长为107T/?，岛为 4J,则斜陎长为 6, = 7(10狀)2+(4t/)2。

小球加速度为a = sin 3= y

7(10^)2+(4J)2

小球到达管道端吋的速度人小

72^7 = yl2gsm0-s =yj2g — -s = 2V2(m/s), 小球到达管道g端所用的时间

z=

v = vV(.0W+(W,B 445s

a 4dg

1. 2把陌生的问题转化为熟悉的模型

在解决一些陌生的S杂的实际问题时，常常可以通过转化思维的方法，将原问题转化为 熟悉的‚物理模型‛，运用熟悉的‚物理模型‛，形象、简捷地解决问题。

例题2.如图3所示，在通过地陎上O点的同一竖直线上有4、B两点，相距为/z, B点 离O点的高度为//，现在要在地而上寻找一点尸，使得从A、5两点分别向点尸安放的光 沿木板，满

足物体从静止丌始分别由A和5沿木板卩滑到P点的时间相等，求O、P W点 之间的距离.

图3

思路分析：本题屮，要求物体从静止开始分别由4和B沿光滑木板下滑到P点的吋间 相等，

这一特征与中学常见的‚等时岡‛模型的特征吻合。‚等时岡‛模型的结论是：在一 个圆周上的任意点，沿光滑的弦滑到圆周最低点的吋间相等。根据‚等吋圆‛模型的结论， 原问题就转化为一个简单的几何问题，只耍过A、S画一个圆，此圆恰好与地而相切，切 点即足题中所求P点，也就是等吋圆的最低点，物体从静止开始分别由A和S沿光滑木板 下滑到P点的吋间一定相等。

图4

腿、B两点且与醐柵的岡，鵬所示’此等时圆的半径为：R = H々

所以，= J/?2—(i/z)2 =jH(H + h)。

2. 简单化原则

屮学生接触的物理问题随着年级的提高越来越复杂。但是复杂fnj题常常是由简单问题组 成的，在教学屮要善于运川等效、类比等思维方法，引导学生通过分解、代换等方式把复杂 问题转化为简单问题。

2. 1分解

教材中研究平抛运动就是采用分解的方法,将困难的平抛运动转化为简单的Pl由落体运 动与水平方向的匀速直线运动。把一个复杂运动分解成若干个简单的运动，然后各个击破， 最后再综合求解。

例题3.如图5所示，匀强电场的场强£ = 1.0xl04 V/m，匀强磁场B = 0.1T，两者互 相平行且沿 ＞，轴正方向.现存一带正电的微粒，所带电荷景g = 1.6xl(fl6C，质景 zn = 3.2xlO~22kg ,以初速度％ = 1.0xl04m/s沿x轴正方向射入场内，有一感光片■且于x 轴与坐标原点0相距X。=0.1

m.不计微粒所受重力，求：

(1) 带电微粒经多长吋间打到感光片上； (2) 打在感光片上的位置少标。

思路分析：原问题中带屯微粒在恒定的电场力和变化的洛伦兹力作用下，做加速螺旋运 动，足一种学生没奋7:过的变速曲线运动，正常情况下学生无法求解。运川转化思维的方法, 可以将杂的运动转化为简单的运动。仔细分析发现，带电微粒所受的电场力与洛仑兹力始 终垂直，带电微粒在＞，轴方向山于受恒定电场力作用，做初速为零的匀加速直线运动，似;v 轴方叫的速度与磁感成强度力‘句平行，此方句速度增人，不影响带电微粒所受洛仑兹力，带 屯微粒在平陎内做匀速圆周运动，即带电微粒所做的复杂运动可分解为轴方向的匀

加速直线运动与*02平血内的匀速圆周运动，则原问题迎刃而解。求解过程如下: (1)带电微粒在

平陎内的投影足圆周运动，其半径

mv() _3.2X10~X1X10

m = 0.2m _16

~^B~ 1.6X10X0.1

224

对应的岡心角满足sin沒=丄，解得沒=三 r 2 6

带电微粒打到感光片上经历的时间Z = AT = —= 1.05X10-S 2K 6qB

(2)带电微粒打在感光片上的位置坐标

5

x = xQ 二 0.1m z = r-rcos^ = 0.0268m

带电微粒在〒陎内的投影足类T抛运动

qE 1.6xl0-xlxl0 ,，《， a = — = ---------------- ------ m/s\" =5 x 10 m/s\" 22

m 3.2xl0- y = -ar =-X5X10X(1.05X10 )m=0.25m 2 2

带电微粒打在感光八上的位置华标为(0. lm，0. 25m，0. 0268m) 2. 2缩减

有些物理问题过程(阁形)S杂，可以通过分析，采用等效的思维方法，将其缩减为简 单的物理过程(图形)。

例题4.—系列相同的电阻尺，如图6所示连接，求/Ifil'uj的等效电阻

9

-5

,64

R R R

尺

图6

思路分析：无穷网络，增加或减小网络的格数，其等效电町不变，所以与从CZ?往

右肴的电肌是相等的。这样无穷电肌网络就转化为有限电肌计算，其等效电路阁缩减为阁7 所示。

图7

由电路串外联的知识可得穴4/? =2/? + —^-,解得=(力+ 1)尺

R

AIi

+R

3. 直观化原贝1J

一些问题直接求解显得抽象、冗长、繁杂，如M出相关的物理图像，从而使问题形象化、 简洁化、直观化，再根据图像中物理量的变化特征进行分析，揭示出物理量间的关系，使fuj 题的解决删繁就简.

3. 1物理过程直观化

许多抽象的物理过程可以转化为阁像，在阉像巾，物理过程和物理M的变化显得清晰、 盲观、—目了然。

例题6. -绝热隔板将一绝热长方形容器分隔成两部分,两边分别充满等质量的同种理 想气体，隔板可无序擦移动.开始时，左边的温度为or,右边的温度为2(rc,隔板处于静 止状态.当左边的气体加热到20°C,右边的气体加热到40°C,则达到平衡吋隔板的最终位置

A.保持不动 B.在初始位置右侧 C.在初始位置左侧 D.决定于加热过程

思路分析：原问题4以用理想气体状态方程求解，讨以没加热前两边容器内的压强相等 .门.为p(),假设加热过程中隔板不动，分别求岀加热后W边容器内的压强，再运用数学手段 比较两边压强的大小，从而求解问题。此过程比较抽象、繁杂。

如果运用图像法求解，求解过程直观，易干理解。由题意可知，加热前左边气体体积比 右边小，先分别画出左、右两边气体的等界变化图线，如图8所示.现对两部分气体加热，Ar 相同，都为20K,由图像一眼看出，所以隔板将昀右移动，最终停在初始位置的 右侧，选项B正确.

图8

3. 2临界状态直观化

在许多物现问题屮，有比较抽象的临界状态，分析、寻找临界状态足解决问题屮的难点, 而

M出相放物理景变化的图线，常常可以在图像屮寻找出临界状态，使W题的分析过程淸晰 明了，

易于理解。

例题7.从地陎上以初速度2 竖且上抛-个物体A ,相隔Af吋间后乂以初速度从 地血上竖过上抛另一个物体要使A、B能在空屮相遇，则满足什么条件？

思路分析：此14题一般的求解思路是：首先列出A、B的运动位移函数，再列出两者 相遇的关系，根裾函数关系讨论相遇的条件，数学处理较繁，且物理过程不H观。

运用转化的思维方法，画出两物体做竖直上抛运动的5-像，如图9所示.要A、5 在空屮相遇，必须使两者相对于抛出点的位移相等，即A、S的s-r图线必须相交，据此 讨从阁9中很快看岀:物体S最早抛出时的临界情形是物体5落地时恰好与A相遇;物体S 最迟抛出时的临界情形是物体B抛出时恰好与A相遇。故要使A、B能在空屮相遇，贿 满足的条件为：

S 8

图9

综上所述，引导孕生遵循熟悉化、简单化、直观化的原则，运用转化思维方法去解决物 理问题，常常可以使许多物理问题得以迅速解决，在此过程中，还能不断地提高学生解决实 际问题的能力，有效地训练学生思维的敏捷性、灵活性、深刻性和创造性，提高学生的思维 品质。

（四）学生运用转化思维方法的能力有所提高，学生的思维品质有所提高 通过课题的研究，教师经过多种途径长期培养学生的转化思维方法，对提高

学生的转化思维方法起着积极的作用，对提高学生思维的灵活性、深刻性、创造 性有一定的作用，这一教学效果通过个别访谈与调查问卷，有一定的体现，但难 于用定量的手段量度。

九、课题研究的成果

1. 课题研究的相关报告

包括课题研究方案、课题申报、评审书、课题幵题论证书、课题中期报告、 课题中期评估

表、课题结题工作报告、课题结题的研究报告、课题结题论证书。

2. —批课题研究论文在全国核心 、全国 、省级 发表。

(1) 2013年3只课题研究论文《物理教学中的构造转化法》发表于《物理教 学》杂志(核心)。2013年8月发表于2013年第3期《物理教学》杂志的课题研究 论文《物理

教学屮的构造转化法》被人大资料复印中心全文转载。

(2) 2014年1月课题研究论文《浅谈运用转化思维方法的原则》发表于《物 理教

师》杂志(核心)。

(3) 2013年7只课题研究论文《究竟谁先穿过平板透明砖？》发表于《物理 教师》

杂志(核心)。

(4) 2013年11月课题研究论文《都是‚理想‛惹的祸》发表于《中学物理 教学参

考》来志。(核心)

(5) 2012年4月课题研究论文《曲线运动屮的追逐与相遇》发表于《物理教 学》

杂志(核心)。

(6) 2012年2月课题研究论文《转化思维策略在测量物理量中的运用》发表 于《屮

学物理》杂志(核心)。

(7) 2013年10刀课题研究论文《2013年江苏高考物理试卷评析及高三复习 建议》

发表于《物理教学》

(8) 2014年3只课题研究论文《浅谈运用转化思维方法解题的原则》《物理 教学》

杂志(核心)

(9) 2013年10月课题研究论文《用解析法与阁像法解释电容器充电过程的 能量转

化》发表于《物理通报》杂志。

(10) 2013年2月课题研究论文《巧用转化妙测长度》发表于《湖南屮学 物理》杂

志。

(11) 2012年1月课题研究论文《体育运动中的平抛运动》发表于《新高考》 杂志。

(杂志)

(12) 2011年9/3课题研究论文《关于浮冰问题的探讨》发表于《物理教师》 初屮

版第9期。

(13) 2012年9课题研究论文《程序化求解多体问题》发表于《新高考》

杂志。

(14) 2013年9月论文《关注物理过程中的‚伪对称‛》发表于《中学物理》 (15) 2014年2/1《三类等时圆模型的建立及转化应用》发表于《湖南中学

物理》

(16) 2011年10只论文《密度测量中的等效代换法》发表于《南京教育》

(17) 2011年第8月论文《‚对称法‛在高中物理解题中的应用》发表于《物 理之

友》

(18) 2013年1刀论文《数形结合思想在物理解题中的应用》发表于《物理

之友》

(19) 2014年8论文《向学生逐步渗透科学的研究方法》发表于《江苏教 育》 (20) 2012年8月论文《数形结合巧解运动学问题》发表于《新高考》 (21) 2012年7刀论文《巧选参考系解决运动学问题》发表于《新高考》 3. &形果

课题研究过程屮，课题组成员7T•设了大量的公7T•课，公丌课围绕培养学生思 维

方法这一主题，从一个个案例开始研究，形成典型案例，形成系列培养过程， 并从案例的基础上，总结出培养学生转化思维方法应遵循的原则及有效途径。部 分公开课冇：（1） 2012年4课题级成员翁平老师开设课题研究公开课《转化思 维方法在解题中的放用》（；2） 2012年6月课题组成员葛洲老师幵设课题研究公幵 课《Y•抛运动》；（3） 2012年10月10H月课题组成员叶冰老师开设课题研究公开 课《升华与凝华》；（4） 2012年10/]24日在全校姚小琴老师开设课题研究公开课 《自由落体运动》，聘请省教研员叶兵、戴宓芬进行专家点评；（5） 2012年11月 26闩王琳老师在全校开设课题研究公开课《光的折射》；（6） 2012年11AI26闩李 君老师在全校开设课题研究公开课《凸透镜成像的规律》；（7） 2012年11月27曰 杜菁老师在全校丌设课题研究公丌课《力的分解》；（8）

2012年11月27H翁华老 师在全校开设课题研究公开课《力的分解》；（9） 2012年12月2日翁华老师在全校 开设课题研究公开课《力的合成》；（10） 2013年10月15日课施建峰老师开设课题 研究公开课《光的色彩颜色》；（11） 2013年10AI15闩乔兰老师开设《光的直线 传播》课题研究公开课；（12） 2013年12月13日在南京第一中学

姚小琴老师对全 市高二教师丌设课题研究公丌课《带电粒子在磁场中的运动》（光盘）；（13） 2013 年12刀19日在南京外国语学校姚小琴老师开设课题研究公开课《速度选择器的应 用》；（14） 2014年1月在南京外国语学校姚小琴老师开设课题研究公开课《带电 粒子在磁场中的运动》；（15） 2014年329闩蔡冰福老师陎对全校教职工开设课 题研究公开课，课题《孙宙航行》；（16） 2014年9月29日施建峰老师陎对全校教 职工丌设课题研究公丌课，课题《机械能》。

4. 课题研究成果在一定范围内推广（对外讲座）

课题成员利用一系列教研活动的机会，将课题研究与教研活动结合起来，在 一定范ffl内将课题研究的成果对外推广。如：（1） 2013年8月20 tl受省教研 室与科技出版社的委托，蔡XT福老师到扬州、泰州陎旳两市物理教师做题为《物 理教师的学科教学研究》的专题讲座。（对课题的研究成采作一定程度的介绍推 广）（2） 2013年12月27 口姚小琴老师为广西省贺州市中小学名师高级研修班 丌设主题为《漫谈教师的专业成长》的讲座。（对课题的研究成果作一定程度的 介绍推广）（3） 2013年12月姚小琴老师在全省高三物理教研活动中作了《高 三一轮复习的儿点建议》的专题报告。（对课题的研究成果作一定程度的介绍推 广）（证书）（4） 2014年8只28日蔡才福老师应新疆维吾尔0治区教育厅邀请, 枳任首批区级中小学教学能手培养工作室主持人培训班的主讲专家，做《名师工 作室工作报告》专题讲座。（对课题的研究成果作一定程度的介绍推广）

5. 教学设计、典型案例、经验总结等

积累了典型案例有：（1）长度的测量；（2）质点在平而内的运动；（3） 平抛运动；（4）力的合成；（5）力的分解；（6）机械能孚恒定律；（7）实验: 探究加速度与力、质量的关系；（8）转化思维方法在物理解题中的应用；（9） 机械能（初中）；（10）转化思维方法在测量物理量中的应用；（11）密度的测 量；（12）分子的运动。

6. 相关成果

（1） 2013年9月独立编著的南京外岡语学校校木教材《高中物理提优教程 （一）》（40万字）由吉林出版集团有限责任公司出版。（书）

（2） 2013年8刀编著《知错会改》（八年级上、九年级上）由江苏科技岀版

社出版。(书)

(3) 2011年7月编著的《高屮物理培优题典——必修二》由南京大学出版社 出版

发行(卞］)

十、课题研究的进一步思考

(1) 研究的不足

课题研究对培养学生的转化思维方法起着积极的作用，对提高学生思维的灵 活性、深刻性、创造性有一定的作用，但这一教学效果难于用科学的方法测量， 难于用定量的手段量度。

(2) 研究的展望

课题积累的个案还可以进一步分析，进而写成论文发表。课题研究中总结出 的培养学生转化思维方法的有效途径，还可以进一步理论上提炼，争取在杂志上 发表。课题研究的成果可以进一步以各种方法推广。