引言部分
与初中物理相比，高中物理知识点更多，难度更大，学生在初学的时候很容易遇到困难打退堂鼓，此时如果没有物理教师有效思维方式的指导，那么学生就很难掌握物理知识学习的技巧，最终导致学生丧失物理学习的兴趣。科学的学习方法与思想能够有效促进学生对物理知识的学习与理解，其中常见的物理学习方法有比较学习法、概括学习法、归纳学习法等逻辑方法，同时还有多种技术性学习方法。“化曲为直”就是其中的一种学习方法，主要指的是将物理模型通过一定的手段进行转化，使其成为直观的空间或者数学模型，这样就能够降低学生理解的难度，能够起到化繁为简的作用。
1.加速度与质量、力的关系
当教师在进行加速度与质量关系教学的时候，首先由教师按照教材的内容提出对两者之间关系的猜想，之后再按照猜想开展实验对猜想进行论证。此时学生就会遇到困难，不知道如果使用实验数据证明猜想。针对这样的问题，教师可以引导学生分别观察两个图，图A中是双曲线，图B中则是直线。如何能够判断图像中的两条曲线为双曲线关系？事实上这是非常困难的，因此要想从双曲线关系判断加速度与质量之间的反比关系也是非常困难的。但是此时教师可以引导学生换一个思路，尝试使用一条直线描述实验数据之间的关系，这样一眼就能够看出数据之间的关系。这就是典型的“化曲为直”。教材中同时还提问学生，如果推翻之前的假设，在此假设加速度与质量的二次方成反比，那么应该做出怎样的图像关系呢？
从以上教学引导能够看出，针对加速度与质量关系的实验数据处理，学生通过“化曲为直”就能够降低实验数据处理的难度，同时采用直观的方式观察到实验数据之间的关系，进一步帮助学生构建物理规律。在这里，“化曲为直”体现出了一种思维模式，学生通过物理学科知识开展实验探究，并通过实验数据的处理证明或者驳斥他人的观点，在这个过程中能够有效提高学生的思维方式与能力。这是与初中物理不同的地方，也是学生第一次面对这样的问题，通过“化曲为直”思想能够培养学生的物理思维，同时提升学生的核心素养。
平抛运动状态的分析与教学是高中物理教学的一个重点内容，由于平抛运动在实际生活中较为常见，学生在学习之前已经具有一定的生活经验，教材中将平抛运动当做典型的曲线运动进行教学，学生在这期间能够深入研究运动的合成与分解知识内容。平抛运动的教学过程中也体现出了“化曲为直”的基本思想。教师在介绍完平抛运动的概念之后，可以从学生熟悉的直线运动入手，让学生将平抛运动进行分解，固定分解的两个方向相互垂直，并按照这样的思路进行学习与研究。通过曲线运动的分解，教师在学生面前展示了“化曲为直”，同时将复杂的曲线运动分解成为两部分简单的直线运动，学生对于直线运动知识是很容易理解的，这样的分解形式能够降低物理新知识的难度，同时激发学生的探究兴趣。直线探究模式也更加符合学生的认知习惯，同时还能够增强学生的转化意识，提升学生的思维能力，培养学生的创造力[1]。
在高中物理知识的学习与探究过程中，等效转化替代的思想方法非常重要。物理学研究的是物质运动最基本的规律及其相互作用，使用等效转化替代的思想能够降低物理知识理解的难度。从微观角度来看，物质之间的相互作用以及运动状态都是非常复杂的，但是期间又存在较多的等同性，学生可以利用这样的等同性进行探究。比如对于复杂振动现象，教师可以将其等效成为振幅、频率不同的诸多简谐运动的合运动，此时学生就能够通过对简谐运动的研究认识复杂振动的特征与规律。针对简谐运动，学生又能够将其等效成为匀速圆周运动通过圆心的一条直线上的投影。
3.重力做功讲解
当教师在讲解有关重力势能知识内容的时候，为了引出重力势能的概念和定义，教师先带领学生对重力做功的过程进行了研究。教材中展示了重力做功的三幅图（如图1），学生通过对图1ab两个路径的分析能够发现，尽管其路径不同，但是由于两者的高度相同，因此其做功相同。为了加强学生对重力做功的认知，教师引导学生对c运动过程进行更加细致的分析。对于c运动路径，教师可以引导学生将其轨迹分为无数个小片段，其中的每一段都非常小，因此我们可以将其近似的看成是一段倾斜的直线。这样一来，c路径中物体所做的功就等于重力在每一小段中重力做功的总和。这样的分析就体现出了“化曲为直”的思想，同时还体现出了微元的思想，这也是物理研究中非常重要的一个思想[2]。
图1
高中物理中的任何物理事物都是由不同的部分以及要素组成的，要想探究物体的物理性质或者运动规律，学生都可以从组成物质的部分之间的关系入手。尤其是在面对发展变化的对象时，学生可以将其中的部分单拎出来进行分析，采取“化曲为直”的理念，对这一小部分的性质以及变化规律进行分析，同时探究小部分之间的相互影响与运动关系，之后再将已经探究出来的规律放在整体上进行分析，这样就能够帮助学生掌握事物发展变化的本质。同样的，如果从知识的建构角度来看，学生只有先弄清楚物体内部的运动变化，才能够加深对整体的印象。
4.微元思想中的应用
“化曲为直”的思想能够使得线性数学表达变得相对简单，学生能够直观地看出数据之间的关系。但是在实际的物理问题中，由于情况更加复杂，其变化的规律也变得更加复杂。比如，当高中物理教师在进行匀加速直线运动中位移与时间关系探究的时候，教师就可以使用“化曲为直”的思想。首先，教师应该利用匀速运动模型构建位移时间关系，并结合图像为学生展示其图线包围的面积，也就是位移。而对于非匀速运动，在探究的过程中，教师应该引导学生将其宏观运动过程分为若干段，并将其中的每一段都看作是匀速直线运动过程。通过两者的对比能够发现，在任何形式的直线运动中都能够将时间图像与时间轴包围的面积表示为该运动的位移[3]。
例题：存在一定质量的理想气体，其初始状态为A状态，经过一个循环之后又回到初始状态，其状态图如图2，已知气体变化期间吸热6J，请判断一个循环过程中气体的做功变化情况。
图2 图3
学生在解题的时候如果只是分析图2是很难分析出做功情况的，但是如果利用“化曲为直”以及微元的思想，就能够建立出如图3所示的pV坐标系。而在图3中，气体做功就能够实现图线与V轴所包围的面积表示。教师在讲解的时候应该引导学生形成微观的思想，将气体变化的过程分为若干段，每段都是直线的等压变化，因此其中的每一小段与V轴包围的面积都是做功。而通过题目能够知道，气体最终回复到初始状态，其内能是保持不变的。根据已经学习过的热力学
第一定律能够知道，由于气体吸收热量，因此其一定有对外做功。因此完整的做功过程应该是ABC方向对外做功，而CDA方向外界对物体做功，由于两者做功不同，因此呈现出这样的变化。
5.圆周运动解决
长度作为物理学的基本单位，在物理学习中的应用非常多。物理学习过程中存在很多需要测量长度的对象，简单直观的有直线型的，复杂的有折线形、圆周型以及弯曲型的等等。在对物体变化状态研究的时候可能会涉及到长度问题，学生在处理曲线问题的时候总是会遇到困难。而针对物理模型中的曲线，教师可以采取“化曲为直物”的方法进行解决。比如，当高中物理教师在进行“圆周运动”教学的时候，在介绍线速度之后就要引导学生测量弧长。此时，教师可以在实际的教学中利用细线缠绕实际弧长，之后再将曲线拉直进行测量，这就是一种典型的化曲为直的方法。包括日常生活中机动车的里程表读数也是这个原理，将其车轮周长与圈数结合计算之后转化为显示的里程，实现“曲直互化”。
例题：如图4所示，两墙壁之间的间距离为4m，中间有一根长为5m的轻绳分别固定在两侧墙壁上。使用一光滑的轻质滑轮悬挂一重力为60 N物体后，滑轮与绳子处于平衡状态。探究绳子的张力？
图4
学生在进行该题目解答的时候总是会被平衡状态所迷惑，难以发现绳子悬挂重物之后的位置状态。此时教师就可以引导学生在图4中就绳子的位置状态进行受力分析，之后就能够画出图5，从该图中不难发现角度存在相等于对称的关系。在该问题中，教师应用“化曲为直”的思想将折线展开变为直线，进而直观地看出绳子的状态变化，简化了物理问题的内容，培养了学生的物理思维。
图5
6.结束语
综上所述，“化曲为直”作为一种常用的物理思想方法，能够降低物理学习的难度，同时提供课堂教学的有效性，因此，高中物理教师在教学过程中应该注重思想方法的融入，培养学生的核心素养的思维能力，促进学生的全面发展。
参考文献：
[1][1]郁梅.在专题教学中落实物理核心素养--对图像“化曲为直”的处理培养“建模和演绎推理”能力[J].物理教师,2019(9):13-17.
[2]张建忠. 高中物理教学案例:化曲为直,用直解曲——以《平抛运动》为例[J]. 求知导刊, 2019, (02):117.
[3]方可. 浅谈高中物理中的"化曲为直"思想[J]. 读天下(综合), 2019(8):48.
