淺談如何在初中物理解題中運用數學知識

徐丹丹

【摘要】初中物理，是一門培育初中生物理知識的基礎性學科，由于知識過于抽象，且內容較為枯燥，很難調動學生的積極性。在此，以初中物理人教版教材內容解題為例，分析在其中運用數學知識的基本策略。

【關鍵詞】初中物理解題 數學知識 解題效率 學習規律

新課改的背景下，對于教育工作者賦予更高要求。培育學生物理知識，能夠幫助學生建立物理體系，進而進行思維創新，從而逐步應用于社會科技實踐之中，對于國家的發展有重要作用。而初中物理作為基礎性學科，理應受到重視。然而，由于物理知識比較枯燥，而且內容較為復雜，許多學生缺乏興趣。相關工作者可以利用數學知識進行轉化，提高學生的應用能力。

一、淺析數學知識在初中物理解題中應用的意義

1.提高解題效率，促進學習效率

數學知識與物理知識在一些方面是可以互相轉化的，由于都需要利用到計算方法，以及需要學生具備一定的邏輯思維能力，因此，數學知識的許多目標與物理知識不謀而合。而相比之下，物理是在初二開始進入學生視野，大部分學生很難短時間內接受大量的復雜知識。而數學知識可以幫助學生簡化物理知識的復雜性，能夠統籌數學與物理共通的相關因素，從而讓學生在學習數學知識的同時自然而然的學會相關的物理知識。在物理解題中，學生缺乏一定的技巧，尤其是對一些物理數據和相應的名詞感覺難以理解，因此無法做題。而數學知識就可以對物理問題進行綜合性分析和考量，將物理學科相關現象解釋上的流程進行簡化。這樣不僅可以幫助學生歸納物理知識，從而及時運用技巧在解題之中，還可以提升學生對相關物理現象的感知度，從而提升思考能力。例如，在人教版八年級上冊的物理課程中第一課為《時間和長度的測量》，這門課中給出了相對長度的概念，其中有一副戴帽子的圖片，另一副是太陽的圖片，老師讓學生比較這兩幅圖中圓帽和圓形的太陽長度大小，學生通過肉眼觀察很輕易的覺得帽子大于太陽，而老師提出了一個相對長度的概念，學生就很難理解了，在做題的過程中也很難進行。這時候利用數學知識中的水平角度問題可以進行代入，在人教版八年級數學課程中有角度一課，也存在不同角度看同一個物體出現大小偏差的問題。老師通過引導學生關注這些數學知識可以舉一反三。另外，例如，“在人教版八年級物理上冊中有一課是《質量》，其中有質量等于密度乘以體積的知識，還有質量的換算公式等，大量的公式如果不進行歸納，學生很難加深記憶。而數學知識中就有關于速度、密度和功率等的數學符號以及公式，能夠通過代入這些數學公式進行記憶歸納。

2.轉化學習規律，激發創新意識

數學知識不僅能夠幫助學生將物理知識歸納和簡化，也能夠提供一種具有價值規律的學習方法。數學學習中，針對解題有許多規律解題方法，進行數學解題的創新能夠為物理解題提供新的思路。例如，數學在計算方程式中有配方法、交換法等各種規律方法，而在物理學習中也可以通過變換某一種公式尋求其它解題公式。如人教版八年級物理下冊中的《壓強》一章節，其中就有關于液體壓強以及大氣壓強的計算公式，而在物理解題中，常常會覺得效率很慢。這時候利用人教版八年級下冊中數學知識中的勾股定理，將大氣壓強中的大氣流動形狀與勾股定理函數整合，將P=ρgh中的g與h代入cos與sin中的數值，進而通過勾股定理的幾種變換公式嘗試著將g、h在壓強公式里面進行變換。就可以得到好幾個壓強公式的解題規律，從而為學生學習提供思路，讓學生不僅可以解題，而且具備思考能力。另外，除了讓學生思考以外，數學知識還能幫助學生應用實踐，進行研究對比拓展視野，進行物理知識的創新。例如，在人教版八年級物理上冊中有《測量平均速度》一課，物理教材中只有平均速度等知識，在具體的解題中也圍繞著這幾個知識點展開，而利用數學知識中的路程問題和最短距離問題等知識，可以進行平均速度的延伸，讓學生當做課題進行平均速度的研究。

二、淺析數學方法在初中物理解題中的具體應用策略

1.加強意識引導，融合數學物理知識

雖然數學知識能夠幫助物理解題，但是由于數學和物理是兩門獨立的系統性學科，知識內容都較為繁雜。首先，學生不具備數學知識解題的意識，因為還沒有完全將二者進行聯系。其次，在具體解題過程中，不能選擇正確的數學知識進行應用。因此，教學工作者需要圍繞這兩個方面進行相關課程的融合。首先，教學工作者需要優化物理課程以及課題，脫離傳統的教學模式，在進行物理課程的講解時盡量的對學生進行數學知識的引導，從而將二者結合，同時在課題的選擇上可以開發出一些與數學知識密切相關的課題，引導學生發現其中的奧秘。例如，在人教版八年級下冊中的學習課程里，有一課為《重力》學習，首先針對重力的概念，老師可以將重力知識與數學中的函數知識進行結合，首先，重力與質量的換算公式可以在正比例與反比例圖像中表示，進而研究其變化規律。例如，重力隨著地球和月球落地的質量不同而變化。老師可以開發出地球和月球的兩副函數圖像，讓學生辨別哪一副屬于地球，哪一副屬于月球。還可以通過重力與質量的公式，在坐標系中標出，根據相關數值代入規劃三角形，沿著三角形軌跡發現重力與質量的變化規律。例如，某物理課題為當地球上的重力減少了二分之一，相應的質量如何變化？可以將質量與重力分別放在縱橫坐標系上，利用公式采用1到3幾個質量的數值，得出重力的數值，標在坐標系中，完成連線，形成三角形形狀，然后將Y軸壓縮一半，觀察X軸三角形的走向以及變化情況，進而找出相應的規律。另外，可以將物理中的《浮力》知識與數學中的直線、線段知識結合。一般來說浮力越大，反映在三角形圖形中則是曲線越明顯，通過構建浮力與體積的相關公式，運用數學中圖形的體積問題進行結合。例如，某題為在正方體中灌入液體，當正方體的液體達到一半時投入一枚硬幣，它的浮力為多少？因此可以通過數學知識求得正方體的體積，再運用浮力的變換單位公式進行創建。在這一過程中還需要發散學生的想象力，需要想象出浮力隨著體積變化運動的狀況，因此可以結合正方體的三視圖進行研究，通過對三視圖內部的中心點和虛線的描繪，找出硬幣所在地位置，然后將該位置與正方體的四條軸線相聯系，得出硬幣的運動狀況和運動之后的位置，進而發現浮力增大還是減小。另外，教學工作者需要將數學與物理的相關關鍵點進行設計，然后作為輔助課外學習資料，讓學生進行研究。例如，將力學換算公式與工程結合、液體壓強與流速呈現數學函數圖像等知識進行統一規劃，開發出課題資料。

2.加強教學實踐，激發創新意識

教學工作者可以逐步加強數學與物理結合的難度，讓學生通過關系相對不那么密切的知識點尋找到互通的關系，嘗試著找出規律進行解題。例如，在人教版八年級物理下冊中有《動能和勢能》一課，老師讓學生通過不等式進行解題，學生需要掌握其中的變量再進行邏輯推算，才能得出答案，相對來說比較復雜。老師可以加強教學實踐，優化課程比例，在適當的時候增設實踐課程，通過多媒體教學將不等式深層次的變量關系進行剖析，讓學生加深理解。

三、結語

綜上所述，在物理解題中應用數學知識事半功倍。教學工作者需要加強教學研究，具備相關引導技能，逐步激發學生的創新意識，從而提高教學效率。

參考文獻：

[1]李冰.數學知識應用于初中物理解題的策略[J].初中物理，2019.

[2]黃旭.初中物理解題過程中應用數學知識的策略[J].物理課堂，2019.