基于數(shù)學(xué)思想方法的初中物理教學(xué)研究

徐建麗

（福建省南平市浦城縣忠信中學(xué)，福建南平 353400）

引 言

初中物理屬于理科性質(zhì)的學(xué)科，本身具有一定的難度。物理是研究物質(zhì)運(yùn)動(dòng)最一般規(guī)律和物質(zhì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的一門學(xué)科，也是讓學(xué)生頭疼的一門學(xué)科。這是因?yàn)槲锢韺W(xué)科的知識(shí)具有抽象性、應(yīng)用性和邏輯性等，這些都比較難把握。初中教學(xué)中，要想讓學(xué)生獲得好的物理成績，教師就需要提高學(xué)生的物理問題思考能力，加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)用能力、對(duì)問題思考的邏輯性以及理解抽象性的物理概念和物理公式。在初中物理教學(xué)的過程中，教師應(yīng)該注意培養(yǎng)學(xué)生對(duì)于物理課程的興趣，在教學(xué)物理知識(shí)、分析物理問題時(shí)不能忽略對(duì)學(xué)生數(shù)學(xué)工具的應(yīng)用能力。

一、初中物理教學(xué)中利用數(shù)學(xué)工具和思想方法的重要性

在初中學(xué)習(xí)過程中，物理課程和數(shù)學(xué)課程是作為兩門課程的，這一現(xiàn)象就造成了學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中形成兩門學(xué)科的思維方式。因此，學(xué)生將數(shù)學(xué)的思維方式運(yùn)用到物理的學(xué)習(xí)和思考中會(huì)存在一定的難度。物理學(xué)不是一成不變的，在物理的教學(xué)過程中，教學(xué)內(nèi)容也相應(yīng)地會(huì)有變化。這種靈活性會(huì)提高物理的學(xué)習(xí)難度。

在初中物理教學(xué)中，教師要重視將數(shù)學(xué)思維和方法融入物理的學(xué)習(xí)中，重視數(shù)學(xué)思維，認(rèn)識(shí)數(shù)學(xué)思維的重要性[1]。初中物理教學(xué)中，將數(shù)學(xué)的思想方法融入物理的學(xué)習(xí)中，能夠讓學(xué)生結(jié)合數(shù)學(xué)和物理的聯(lián)系，從而從數(shù)學(xué)思維能力的實(shí)踐中找到物理學(xué)習(xí)的突破口。這對(duì)提高學(xué)生的物理成績和物理素質(zhì)能力有很大的幫助。在初中物理教學(xué)中，教師要將數(shù)學(xué)和物理的學(xué)習(xí)方法傳授給學(xué)生，從而讓學(xué)生提高物理學(xué)習(xí)水平和解決物理問題的能力。

二、初中物理教學(xué)的數(shù)學(xué)思想方法概述

中學(xué)教學(xué)中，我們發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)思維和數(shù)學(xué)方法存在一種抽象和具體的關(guān)系。數(shù)學(xué)思想可以指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，而數(shù)學(xué)方法是數(shù)學(xué)思想的具體表達(dá)。在中學(xué)物理課程中，數(shù)學(xué)思想方法主要有分類討論思想、數(shù)與形結(jié)合思想、函數(shù)與方程思想、轉(zhuǎn)化與化歸思想[2]。

1.分類討論思想

分類討論就是將事物進(jìn)行有特點(diǎn)的分類，然后對(duì)一類分別進(jìn)行研究和求解；或者當(dāng)問題所給的對(duì)象不能達(dá)到統(tǒng)一研究時(shí)，就要分類出來，然后對(duì)每一類分別研究，根據(jù)研究結(jié)果解答問題。分類討論思想是一種重要的數(shù)學(xué)思想，通過分類，可以化整為零，沒有重復(fù)和遺漏，利于理解物理問題。

2.數(shù)與形結(jié)合思想

數(shù)和形雖是兩種表達(dá)形式，但兩者是同一事物的兩方面。數(shù)與形都是用來描述物理的基本概念、物理規(guī)律以及概念和規(guī)律之間的聯(lián)系和變化。兩種形式之間可以相互補(bǔ)充、相互映射、相互轉(zhuǎn)化。比如，要想讓學(xué)生理解磁性的概念，就必須借助數(shù)學(xué)思想，利用數(shù)形結(jié)合的思想與方法，將磁場分布畫出來。這種數(shù)形結(jié)合方法可以將許多物理問題簡單化。

3.函數(shù)與方程思想

函數(shù)與方程思想是指用函數(shù)的形式，如反比例函數(shù)和一元一次函數(shù)等把物理量之間的數(shù)量關(guān)系表示出來，并結(jié)合函數(shù)方程的有關(guān)性質(zhì)來解決物理問題的思想。通過數(shù)學(xué)的運(yùn)算直接計(jì)算物理問題的結(jié)果，要理解最后結(jié)果的含義。這種物理量的互相關(guān)系，可以巧借數(shù)學(xué)模型，這就達(dá)到了數(shù)學(xué)和物理結(jié)合的目的了，從而更好地學(xué)習(xí)好物理。

例如，有一只裝滿水的水杯，其質(zhì)量是1千克，裝滿密度為0.8×103千克/米3的酒精時(shí)總質(zhì)量達(dá)到0.6千克，求解此水杯裝滿密度為1.8×103千克/米3的硫酸時(shí)，總質(zhì)量為多少千克？

這里可以設(shè)空水杯質(zhì)量為M，體積為V，依題可得：

這樣運(yùn)用數(shù)學(xué)方程思想可以求出M和V，然后再求裝滿硫酸總質(zhì)量即可。

4.轉(zhuǎn)化與化歸思想

轉(zhuǎn)化與化歸就是把一些未知的問題轉(zhuǎn)化為學(xué)生已經(jīng)學(xué)過的知識(shí)，從而解決問題的方法。通過這種不斷轉(zhuǎn)化，學(xué)生可以把陌生的問題，轉(zhuǎn)化為熟悉的、常見且掌握的問題。化歸不僅是一種重要的解題思想，是一種基本的思維策略，也是一種有效的思維方式。轉(zhuǎn)化與化歸思想在數(shù)學(xué)思想中的具體體現(xiàn)包括類比思想、極限思想、統(tǒng)計(jì)思想、數(shù)和形思想。這些在中學(xué)物理中都是有應(yīng)用的。比如類比思想，是根據(jù)兩類事物的相似性，通過已知的一類對(duì)象的性質(zhì)遷移到未知的一類對(duì)象上的思想。這種方法，可以達(dá)到有效解決看似復(fù)雜的問題的目的。類比思想，不僅可以使問題簡單化，還能夠讓學(xué)生簡單快捷地記憶公式，從而激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力。再如統(tǒng)計(jì)思想，在物理中也是比較常見的。比如，在研究自然界的事物或現(xiàn)象時(shí)，人們發(fā)現(xiàn)有些事物和現(xiàn)象是確定的，有些事物和現(xiàn)象是模糊的、不確定的，這時(shí)，就要使用統(tǒng)計(jì)的方法。合理應(yīng)用轉(zhuǎn)化與化歸思想，可以達(dá)到事半功倍的效果，更好地理解和處理物理問題。

三、初中物理教學(xué)中具體應(yīng)用數(shù)學(xué)思想與方法的滲透方法

1.對(duì)學(xué)生不同情況進(jìn)行教學(xué)調(diào)整

就當(dāng)下的教學(xué)模式而言，成績依舊是教師教學(xué)的一大目的。因此在物理教學(xué)中，教師會(huì)只側(cè)重學(xué)生的學(xué)習(xí)知識(shí)能力和物理思維能力。學(xué)生在學(xué)習(xí)中要掌握更多的各種各樣的物理解題方式，只為了提高成績。這就給學(xué)生帶來很大壓力，從而造成學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣下降。因此，物理教師應(yīng)該突破傳統(tǒng)的教學(xué)模式，打破以自我教學(xué)為中心，要根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)實(shí)際情況來調(diào)整教學(xué)的難度，對(duì)于較為抽象的知識(shí)要進(jìn)行詳細(xì)的教學(xué)和分析，運(yùn)用數(shù)學(xué)思維和數(shù)學(xué)具體方法來提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而提高學(xué)生理解物理問題能力。

2.加強(qiáng)學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)研究，感悟數(shù)學(xué)思想方法

物理作為一門理科學(xué)科，具有很強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)操作性質(zhì)。故而應(yīng)該在物理教學(xué)中，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)物理，通過重走前輩科學(xué)家的物理實(shí)驗(yàn)過程，發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律，從問題中主動(dòng)刺激利用數(shù)學(xué)思想，利用數(shù)學(xué)工具去解決物理實(shí)驗(yàn)問題。比如在處理歐姆定律實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，可以讓學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作圖，對(duì)圖像進(jìn)行分析，找出規(guī)律，最后用數(shù)學(xué)方式表達(dá)，很容易找出電流、電阻和電壓的關(guān)系，從而對(duì)物理概念有更深的理解。

3.培養(yǎng)學(xué)生解決物理問題能力時(shí)，讓其能夠主動(dòng)運(yùn)用數(shù)學(xué)思想方法

初中學(xué)生的物理邏輯思維能力處于低水平階段。所以，教師在初中物理教學(xué)中，幫助學(xué)生解決物理問題時(shí)，需要主動(dòng)引導(dǎo)學(xué)生利用數(shù)學(xué)思想方法，并對(duì)學(xué)生訓(xùn)練和作業(yè)要求，課堂上也需要積極活躍課堂氣氛，用數(shù)學(xué)公式之美來提高課堂的有趣性，通過學(xué)生的主動(dòng)參與、感悟，從而發(fā)現(xiàn)物理學(xué)的魅力。教師主動(dòng)引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)思想方法，可以讓學(xué)生有內(nèi)驅(qū)力來學(xué)習(xí)物理，讓學(xué)生可以在物理學(xué)習(xí)過程中結(jié)合數(shù)學(xué)思想和方法，從而克服學(xué)習(xí)難題，提高其解決物理問題的能力。

結(jié) 語

以上就是用數(shù)學(xué)思維方式和方法來解決物理問題的措施等。在初中物理教學(xué)中，教師要將數(shù)學(xué)思維和物理有效結(jié)合，從而讓學(xué)生愛上物理，學(xué)習(xí)好物理，激發(fā)其探索問題的欲望。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 梁建.基于數(shù)學(xué)思想方法的初中物理教學(xué)研究[J].物理教學(xué),2016,(8):49-50.

[2] 何凱.初中物理教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)思想方法的教學(xué)策略研究[J].開心:素質(zhì)教育,2017,(3):24.