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【摘 要】在教学改革不断推进的新时期，高中物理教学迎来了前所未有的发展机遇和良好前景。新课程标准强调，高中物理教师应在教学中认真遴选不同的方法与手段，以训练学生的等效思维，帮助学生深入理解高中物理知识，提升学生的建模能力、分析能力。教师应当针对典型的知识组织学生展开训练，挖掘教材中的复杂变换问题，引导学生抓住问题的本质，找到学习规律。本文分析了高中物理教学中等效思维训练的现状，提出对应的解决策略，旨在为相关学术研讨提供参考。
【关键词】高中物理;等效思维;现状;教学策略
【中图分类号】G633.7 【文献标识码】A 【文章编号】1671-8437（2021）22-0177-02
作为科学研究中常用的思维方式，等效思维能够帮助学生分析事物的本质以及非本质特性，寻找适当的替代物，避免非本质特性的干扰，研究替代物的特性、规律，再将其迁移到原事物中，利用替代物遵循的规律、方法解答问题，得出最终结论。高中物理教师应该认真分析等效思维训练过程中的各种问题，并从模型建立、概念深层理解、过程摸索等方面入手，从学生的角度出发，训练学生的等效思维，提升学生物理学习的效率。
1 高中物理教学中等效思维训练的现状
1.1 建模能力的培养被忽视
建模能力是高中生需要掌握的一项重要能力，掌握这一能力可以加深高中生对物理概念的理解。物理是研究物质运动规律的学科，针对复杂的现象中涉及的众多因素，要舍弃其中次要的因素，抓住主要的因素，突出客观事物的本质特征，以构建模型。物理课程标准强调，教师要引导学生用物理知識解决实际问题，引导学生掌握适应未来社会发展所需的建模能力。因此，引进建模思想是一种加深学生对概念、定理的理解的有效方法，可以提升等效思维训练的效率。但在实际教学中，部分教师却忽视了对学生建模能力的培养，当涉及理想建模问题且难以找到完全符合条件的模型时，教师往往选择更为复杂的解决办法，不仅提高了学生理解问题的难度，而且也为教师授课增加了难度，这样不利于培养学生的建模能力，更不利于训练学生的等效思维[1]。
1.2 概念认识停留在浅层
概念认识是指从感性认识上升到理性认识，把感知到的事物的本质特点抽象出来并加以概括，形成概念式的思维惯性。物理概念认识是人脑对客观现象本质的反映，是思维活动的结果和产物。高中生认识物理概念时有两个理解阶段，第一个阶段是浅层理解，第二个阶段是深层理解。部分教师在授课过程中，仍然秉持传统的教学思想和理念，运用“填鸭式”的方法讲解知识，导致部分学生无法深刻地认识物理概念，这些学生的概念认识仍然停留在浅层，等效思维难以形成。
1.3 难以理解抽象的物理运动
物理运动包括宏观运动和微观运动，部分显而易见的宏观运动也被称为机械运动，人们可以直观地感受到其运动轨迹，如自由落体、匀速运动等。微观运动是肉眼难以观察到的，需要借助工具来观察，如电流运动、热运动等。在教师专业的分析和指引下，学生能够辨认出直观的运动，理解不同知识点之间的联系，进而利用等效思维来解决问题[2]。而抽象的物理运动难以直观观察，以致于会影响学生解决实际问题，导致学生难以正确理解抽象的运动，这不仅影响学生的等效思维训练，而且严重影响学生的学习节奏与质量。
1.4 分析复杂的物理过程时受到阻碍
复杂的物理过程一般都由简单的过程组成，如匀变速直线运动、平抛运动、机械运动等。分析过程在物理学习中占据着重要的地位，需要学生掌握不同过程的特点和基本规律，并注意阶段性、规律性、联系性等特点，适当将整个过程划分为不同的阶段，把握不同阶段运动的特点，找出其中的联系和已知量之间的关系。高中生在运用等效思维分析简单过程时，不会感到费力，但在分析复杂的过程时，却很难有效辨识其中的隐含条件、临界状态、常识等。由于复杂问题中很少会直观地给出所求量与条件之间的隐含关系，因此学生在运用等效思维进行分析的过程中，往往不能很好地理解条件和相关数据，难以较快地解决问题，而部分教师的急于求成，也在一定程度上影响了学生等效思维的训练。
2 高中物理教学中等效思维训练的具体策略
2.1 建立理想模型
在人教版高中物理“圆周运动”这一部分知识的讲解中，教师可借助等效思维帮助学生建立理想模型，简化问题，有效解决复杂问题。
例1：竖直平面内有一场强E=104N/C的水平均强电场，质量m=0.04 kg，带电量为q=3×105C的小球用长度l=0.4 m的绳子悬挂，置于电场中的O点，当带电量的小球静止时，在平衡位置使用多大的线速度释放，能够使小球在电场中做竖直平面内的圆周运动？
分析：因为带电量为q=3×105C的小球在运动过程中受到的重力与电场力始终不变，所以可以利用等效思维将其合力看作等效重力G'= ，等效重力方向与竖直方向形成夹角α，tan α= ，小球圆周运动过程中的等效最高点则是经过点O与竖直方向成α角的点B。因此，，G'l（1+cos α）=mv2?mv02，求解后可得初速度v0= m/s，即在平衡位置使用
m/s的线速度释放小球，能够使小球在电场中做竖直平面内的圆周运动[3]。
2.2 深化学生概念认知
在人教版高中物理“电磁感应”这一章节的讲解中，教师可利用等效思维训练学生解答该类问题，从而加深学生对概念的认知，提升学生的解题效率与正确率。
例2：已知一个匀强磁场的方向垂直于地面，在该磁场中有一个由两条曲线状金属导线及两个电阻所组成的固定导轨，两电阻尺寸的大小可以忽略不计，两根导线能够用绝缘的材料隔开且电阻也可忽略不计。导轨的平面与磁场垂直，导轨切于磁场的边界点A，现有一根电阻忽略不计的长为L的铁棒MN重叠于磁场的边界，在铁棒MN上施加一起点为A垂直于磁场且与磁场边界垂直的拉力F，其导轨平面内，如果以匀速5 m/s将铁棒MN向右拉，且铁棒MN与导轨接触良好，以A为原点，沿着拉力F的方向建立坐标轴x，已知两导线形状能够用方程表示为 y=±24x，匀强磁场的磁感强度B=2T，两电阻的阻值为R1=3 Ω、R2=6 Ω。求①感应电动势e与铁棒MN位移的关系式;②拉力F所做的功。 分析：①铁棒MN与导轨相接触的长是πL=2|y|
=4x，因此，关系式为πe=Blv=40x。②由于x=vt，所以5πe=40t，电路电压有效值为40π，铁棒切割磁感线时间2πt=1.6，电路总电阻为R1R2×6R=212 Ω，因此，F的功为E2W=Q热=t=1280。
2.3 体会物理运动
在人教版高中物理“平抛运动”这一部分知识的讲解中，教师可运用等效思维引导学生体会复杂物理运动。
例3：假设一个弹力球从高度为30 m的墙上以10 m/s的初速度向外平抛，在距离墙面还有4 m的距离时，有一个物体A，请求出这个弹力球在抛出后与物体A碰撞多少次后才可以落回地面？
分析：由于该题中的抽象微观运动难以观察，可运用等效思维进行分析，已知弹力球的初速度为10 m/s，
且做平拋运动，但当与物体A碰撞后，便发生运动变化，改做斜抛运动，在竖直方向一直做自由落体运动，此时
根据自由落体公式，可知弹力球的总运动时长t=
s。此时从宏观来看，弹力球的运动轨迹为一条抛物线，水平方向一直在做匀速直线运动，那么根据弹力球的运动轨迹、运动时间能求出弹力球水平位移时间t=10 s，经过计算后，则能知道弹力球与物体A碰撞七次后才可以顺利落回地面[4]。
2.4 探索物理过程
应用等效思维探索物理过程是提升学生认知能力的重要手段。在教学中会有很多题目涉及复杂的过程，部分学生无法运用已有知识进行良好的知识迁移，不能从已有的知识体系中获取详细的问题解决办法。如在能量转化、动量转化问题中，其中的动态特点为过程探索增加了难度，教师则要引导学生利用等效思维分析开始至终点的全过程，简化复杂问题，进而顺利解决问题。教师可再列举不同的事例，使学生准确把握重力势能、动能的变化情况，并学会变化量的求解，也能够考虑到动能与势能的关系，这样，学生对该过程的探索认识则能上升到新的高度。利用等效思维形式理清思路，可以有效探索复杂的物理过程[5]。
综上所述，高中物理等效思维训练存在建模能力的培养被忽视、概念认识停留在浅层、难以理解抽象的物理运动、分析复杂的物理过程时受阻碍等问题。教师应当运用建立理想模型、加深概念认知、体会物理运动、探索物理过程等一系列方法进行等效思维训练，并将等效思维训练贯穿于整个教学过程。在不同的知识讲解过程中渗透等效思维，使其在不同的环节、过程中发挥积极作用，以达到事半功倍的教学效果，不断提升学生解决实际问题的能力，进而提升学生的思维能力。
【参考文献】
[1]于菲菲.等效思维在高中物理解题中的应用[J].中学物理教学参考，2019（16）.
[2]刘裕祥.等效思维方法在高中物理教学中的应用[J].西部素质教育，2019（16）.
[3]郭梁，冯杰.浅谈高中物理新课程标准中的物理观念[J].中学物理教学参考，2019（20）.
[4]赵娇娇.浅议高中物理教学存在的误区及应对策略[J].科教导刊（中旬刊），2020（8）.
[5]尚海琴.试论高中物理课程改革以及出题趋势[J].才智，2020
（18）.
【作者简介】
王岩岩（1982～），女，汉族，山东泰安人，本科，中学一级教师。研究方向：物理教学。
【关键词】高中物理;等效思维;现状;教学策略
【中图分类号】G633.7 【文献标识码】A 【文章编号】1671-8437（2021）22-0177-02
作为科学研究中常用的思维方式，等效思维能够帮助学生分析事物的本质以及非本质特性，寻找适当的替代物，避免非本质特性的干扰，研究替代物的特性、规律，再将其迁移到原事物中，利用替代物遵循的规律、方法解答问题，得出最终结论。高中物理教师应该认真分析等效思维训练过程中的各种问题，并从模型建立、概念深层理解、过程摸索等方面入手，从学生的角度出发，训练学生的等效思维，提升学生物理学习的效率。
1 高中物理教学中等效思维训练的现状
1.1 建模能力的培养被忽视
建模能力是高中生需要掌握的一项重要能力，掌握这一能力可以加深高中生对物理概念的理解。物理是研究物质运动规律的学科，针对复杂的现象中涉及的众多因素，要舍弃其中次要的因素，抓住主要的因素，突出客观事物的本质特征，以构建模型。物理课程标准强调，教师要引导学生用物理知識解决实际问题，引导学生掌握适应未来社会发展所需的建模能力。因此，引进建模思想是一种加深学生对概念、定理的理解的有效方法，可以提升等效思维训练的效率。但在实际教学中，部分教师却忽视了对学生建模能力的培养，当涉及理想建模问题且难以找到完全符合条件的模型时，教师往往选择更为复杂的解决办法，不仅提高了学生理解问题的难度，而且也为教师授课增加了难度，这样不利于培养学生的建模能力，更不利于训练学生的等效思维[1]。
1.2 概念认识停留在浅层
概念认识是指从感性认识上升到理性认识，把感知到的事物的本质特点抽象出来并加以概括，形成概念式的思维惯性。物理概念认识是人脑对客观现象本质的反映，是思维活动的结果和产物。高中生认识物理概念时有两个理解阶段，第一个阶段是浅层理解，第二个阶段是深层理解。部分教师在授课过程中，仍然秉持传统的教学思想和理念，运用“填鸭式”的方法讲解知识，导致部分学生无法深刻地认识物理概念，这些学生的概念认识仍然停留在浅层，等效思维难以形成。
1.3 难以理解抽象的物理运动
物理运动包括宏观运动和微观运动，部分显而易见的宏观运动也被称为机械运动，人们可以直观地感受到其运动轨迹，如自由落体、匀速运动等。微观运动是肉眼难以观察到的，需要借助工具来观察，如电流运动、热运动等。在教师专业的分析和指引下，学生能够辨认出直观的运动，理解不同知识点之间的联系，进而利用等效思维来解决问题[2]。而抽象的物理运动难以直观观察，以致于会影响学生解决实际问题，导致学生难以正确理解抽象的运动，这不仅影响学生的等效思维训练，而且严重影响学生的学习节奏与质量。
1.4 分析复杂的物理过程时受到阻碍
复杂的物理过程一般都由简单的过程组成，如匀变速直线运动、平抛运动、机械运动等。分析过程在物理学习中占据着重要的地位，需要学生掌握不同过程的特点和基本规律，并注意阶段性、规律性、联系性等特点，适当将整个过程划分为不同的阶段，把握不同阶段运动的特点，找出其中的联系和已知量之间的关系。高中生在运用等效思维分析简单过程时，不会感到费力，但在分析复杂的过程时，却很难有效辨识其中的隐含条件、临界状态、常识等。由于复杂问题中很少会直观地给出所求量与条件之间的隐含关系，因此学生在运用等效思维进行分析的过程中，往往不能很好地理解条件和相关数据，难以较快地解决问题，而部分教师的急于求成，也在一定程度上影响了学生等效思维的训练。
2 高中物理教学中等效思维训练的具体策略
2.1 建立理想模型
在人教版高中物理“圆周运动”这一部分知识的讲解中，教师可借助等效思维帮助学生建立理想模型，简化问题，有效解决复杂问题。
例1：竖直平面内有一场强E=104N/C的水平均强电场，质量m=0.04 kg，带电量为q=3×105C的小球用长度l=0.4 m的绳子悬挂，置于电场中的O点，当带电量的小球静止时，在平衡位置使用多大的线速度释放，能够使小球在电场中做竖直平面内的圆周运动？
分析：因为带电量为q=3×105C的小球在运动过程中受到的重力与电场力始终不变，所以可以利用等效思维将其合力看作等效重力G'= ，等效重力方向与竖直方向形成夹角α，tan α= ，小球圆周运动过程中的等效最高点则是经过点O与竖直方向成α角的点B。因此，，G'l（1+cos α）=mv2?mv02，求解后可得初速度v0= m/s，即在平衡位置使用
m/s的线速度释放小球，能够使小球在电场中做竖直平面内的圆周运动[3]。
2.2 深化学生概念认知
在人教版高中物理“电磁感应”这一章节的讲解中，教师可利用等效思维训练学生解答该类问题，从而加深学生对概念的认知，提升学生的解题效率与正确率。
例2：已知一个匀强磁场的方向垂直于地面，在该磁场中有一个由两条曲线状金属导线及两个电阻所组成的固定导轨，两电阻尺寸的大小可以忽略不计，两根导线能够用绝缘的材料隔开且电阻也可忽略不计。导轨的平面与磁场垂直，导轨切于磁场的边界点A，现有一根电阻忽略不计的长为L的铁棒MN重叠于磁场的边界，在铁棒MN上施加一起点为A垂直于磁场且与磁场边界垂直的拉力F，其导轨平面内，如果以匀速5 m/s将铁棒MN向右拉，且铁棒MN与导轨接触良好，以A为原点，沿着拉力F的方向建立坐标轴x，已知两导线形状能够用方程表示为 y=±24x，匀强磁场的磁感强度B=2T，两电阻的阻值为R1=3 Ω、R2=6 Ω。求①感应电动势e与铁棒MN位移的关系式;②拉力F所做的功。 分析：①铁棒MN与导轨相接触的长是πL=2|y|
=4x，因此，关系式为πe=Blv=40x。②由于x=vt，所以5πe=40t，电路电压有效值为40π，铁棒切割磁感线时间2πt=1.6，电路总电阻为R1R2×6R=212 Ω，因此，F的功为E2W=Q热=t=1280。
2.3 体会物理运动
在人教版高中物理“平抛运动”这一部分知识的讲解中，教师可运用等效思维引导学生体会复杂物理运动。
例3：假设一个弹力球从高度为30 m的墙上以10 m/s的初速度向外平抛，在距离墙面还有4 m的距离时，有一个物体A，请求出这个弹力球在抛出后与物体A碰撞多少次后才可以落回地面？
分析：由于该题中的抽象微观运动难以观察，可运用等效思维进行分析，已知弹力球的初速度为10 m/s，
且做平拋运动，但当与物体A碰撞后，便发生运动变化，改做斜抛运动，在竖直方向一直做自由落体运动，此时
根据自由落体公式，可知弹力球的总运动时长t=
s。此时从宏观来看，弹力球的运动轨迹为一条抛物线，水平方向一直在做匀速直线运动，那么根据弹力球的运动轨迹、运动时间能求出弹力球水平位移时间t=10 s，经过计算后，则能知道弹力球与物体A碰撞七次后才可以顺利落回地面[4]。
2.4 探索物理过程
应用等效思维探索物理过程是提升学生认知能力的重要手段。在教学中会有很多题目涉及复杂的过程，部分学生无法运用已有知识进行良好的知识迁移，不能从已有的知识体系中获取详细的问题解决办法。如在能量转化、动量转化问题中，其中的动态特点为过程探索增加了难度，教师则要引导学生利用等效思维分析开始至终点的全过程，简化复杂问题，进而顺利解决问题。教师可再列举不同的事例，使学生准确把握重力势能、动能的变化情况，并学会变化量的求解，也能够考虑到动能与势能的关系，这样，学生对该过程的探索认识则能上升到新的高度。利用等效思维形式理清思路，可以有效探索复杂的物理过程[5]。
综上所述，高中物理等效思维训练存在建模能力的培养被忽视、概念认识停留在浅层、难以理解抽象的物理运动、分析复杂的物理过程时受阻碍等问题。教师应当运用建立理想模型、加深概念认知、体会物理运动、探索物理过程等一系列方法进行等效思维训练，并将等效思维训练贯穿于整个教学过程。在不同的知识讲解过程中渗透等效思维，使其在不同的环节、过程中发挥积极作用，以达到事半功倍的教学效果，不断提升学生解决实际问题的能力，进而提升学生的思维能力。
【参考文献】
[1]于菲菲.等效思维在高中物理解题中的应用[J].中学物理教学参考，2019（16）.
[2]刘裕祥.等效思维方法在高中物理教学中的应用[J].西部素质教育，2019（16）.
[3]郭梁，冯杰.浅谈高中物理新课程标准中的物理观念[J].中学物理教学参考，2019（20）.
[4]赵娇娇.浅议高中物理教学存在的误区及应对策略[J].科教导刊（中旬刊），2020（8）.
[5]尚海琴.试论高中物理课程改革以及出题趋势[J].才智，2020
（18）.
【作者简介】
王岩岩（1982～），女，汉族，山东泰安人，本科，中学一级教师。研究方向：物理教学。