初中物理解題“數學化”成因分析及矯正策略

李新紅

一、常見物理解題“數學化”成因分析

1.思考問題存在“數學化”思維，物理思維嚴重缺失

實驗序號入射角α反射角β

①30°30°

②45°45°

③60°60°

案例1：在探究光的反射規律實驗中，改變入射光的方向，測得幾組入射角和反射角，記錄數據如上表.根據實驗數據，可以得出結論為.

錯誤解法：入射角等于反射角.

錯因分析：學生思考問題時存在“數學化”思維.只注意到表格中數學化的大小關系，而沒有認真思考物理量之間的邏輯關系.因為先有入射光，然后才有反射光.因為先有入射角，然后才有反射角.答案：反射角等于入射角.

2.模型建構，只注重數學抽象，忽略物理科學內容的物理意義

案例2：根據歐姆定律可以得出變形公式R=UI.下列對此公式的說法，正確的是（）.

A.導體中的電流越大，則電阻越小

B.加在導體兩端的電壓越大，則電阻越大

C.導體的電阻與電壓成正比，與電流成反比

D.導體的電阻等于導體兩端的電壓與電流之比

錯誤解法：C.

錯因分析：學生在建構歐姆定律關于電流、電壓、電阻三者關系的物理模型時，只注重數學抽象而得到的公式，只知道套用公式，假設數據代入計算，通過比較計算結果的數值大小，簡單直接地得出自己的結論，而忽略了物理公式及其中物理量的物理意義.同一段導體的電阻是一個定值，它不隨電流電壓的變化而變化，它的大小只由導體本身決定.答案為D.

二、初中物理解題“數學化”矯正策略

1.打破學生原有的“數學化”思維，啟迪學生的物理思維

有些初中學生沒有弄清楚物理與數學之間的區別，習慣性地以“數學化”思維思考物理問題，跳過了一些解決物理問題的思維過程，只關注物理量之間的數值關系，而忽略了物理概念本身的物理意義及相互之間的關系.在解決物理問題的過程中，一般遵循以下的思維過程：第一，學生根據問題情境，形成正確清晰的物理圖景，建立物理模型；第二，學生依據對象、過程、條件，正確選取物理定律、公式，建立數學模型；第三，學生通過推演得出結論.其中，第一、第二步主要是進行形象思維，作整體和定性的分析，第三步主要是進行抽象思維，通過概念規律的內在聯系和邏輯關系，層層深入，最終得出結論.

2.注重物理科學內容的物理意義，科學構建物理知識體系

在把物理問題轉化為數學問題的過程中，有些學生只注重數學抽象，舍去了問題中所包含的一切物理屬性，得出一個純“數學化”結果.在案例2中，學生存在著忽視物理概念和物理規律所包含的物理意義，憑借舊有經驗和對概念規律的膚淺認識來解決問題的現象，雖然教師也強調了物理概念和物理規律的物理意義，學生卻沒能把新的概念和規律與原有知識經驗結合起來進行雙向的相互作用來充實和改造自己的知識經驗.在教學過程中，教師要引導學生主動地進行知識建構，通過學生小組合作搜集整理學習資料、交流互動，激發學生的學習興趣，使學生把知識和情境結合起來形成新的知識經驗，深入地理解物理概念和物理規律的物理意義，并應用于解決新的問題.

3.強化解題規范訓練，幫助學生形成物理觀念

在解決物理問題的過程中，有些學生把物理問題當作純粹的數學問題，直接用數字寫出計算的過程與結果.這說明學生的思想觀念還停留在數值計算上，而沒有形成物理觀念，也沒有應用物理觀念來解決問題的意識.加強物理解題規范的訓練，就是要寫出公式與單位，寫出規范而嚴謹的解題過程.這樣的要求，促使學生理解物理概念與規律的物理意義，熟練掌握科學而嚴謹的物理思維過程，從物理的角度去看問題，想問題，堅持應用物理觀念解決問題.

總之，在物理教學中，教師要培養學生的物理核心素養，幫助學生用物理觀念看問題，用物理思維想問題，用物理實驗探究問題，用科學態度對待問題，從而促使學生全面發展.