試論初中數學知識在物理學科中的應用

李明 尹義

摘要：在不同學科中都存在學科知識交叉的狀況，將各學科知識靈活結合，將對學生的學科學習更為有益。物理及數學均屬于理科學科，在物理學科中，解決一些問題時往往會用到一定的數學知識。為此，文章分析物理學科中應用數學知識的意義，探索物理學科中初中數學知識的應用。

關鍵詞：物理學科;初中數學;應用;知識

引言：在學生的物理學習中，數學知識屬于重要的基礎知識，當學生擁有數學知識的良好基礎時，他們對物理問題的解決也將更為高效。在學科融合的理念下，為提高教學的效果，更多教師嘗試學科融合式的教學。而物理及數學作為本身有著一定關聯的學科，在物理教學中做好數學知識的應用，將更好的促進學生學習，提高教學的效果。

一、物理學科中應用數學知識的意義

（一）數學知識在解決實際問題上更有優勢

在物理教學中，學生在掌握基礎的理論知識后，也需要通過對理論的理解，嘗試解決各類實際問題[1]。而在物理問題的解決中，計算屬于學生必要的步驟，在規范正確的計算下，學生才能順利解決物理問題。在物理計算中，對數學知識有效的運用，能讓學生對物理問題內所需計算的問題盡快解答。而且在數學知識的融合影響下，物理解題的最終步驟也會變得更為簡易，這也是更多教師在教學中引入數學知識的關鍵原因。

（二）物理數學存在相似性，學生更為熟悉

在基礎教育的各個階段中，數學教育往往貫穿始終，因此，更多學生有著較為堅實的數學基礎[2]。而數學、物理的知識往往存在一定重合部分，有著較多的相似點，如它們都有著結果唯一性、邏輯嚴密性等特征。在物理及數學的結果計算中，往往各步驟都會緊密聯系，當某計算步驟存在失誤后，則最終結果就會和正確數值不斷偏離，使得學生解題失敗。為此，在物理課堂內，數學知識的引入，有利于學生在物理的初次接觸中，降低對物理的一定陌生感，并使其提高正確解決各物理題的個人能力及信心。

二、物理學科中初中數學知識的應用

（一）鼓勵學生通過數形結合思想解決物理問題

在物理學科中，對數學圖像法的應用較為廣泛，會利用圖像讓物理知識還有物理現象的關系得到直觀表示，比如體積還有質量的關系，或者物體在物態變化時的時間及溫度變化關系等等。此類圖像法在教學內的應用，可以讓學生獲得形象、直觀及簡潔的知識印象，在圖像的支持下，物理過程、物理情景等都能直觀的展示在學生的眼前。而此類方式只是一類教學的直觀方式，在各個學科中都會有所運用，它可以讓受到視覺的直觀刺激，使其得到直觀的一個大腦印象，為此，在物理教學時，教師需要對此方式靈活使用，讓學生的解題思維、解題能力得以發展。

比如，在“運動的快慢”教學中，運動問題屬于物理及數學中都會存在的問題，只不過兩學科對此類問題的學習重點存在一定的差異。在運動問題中，學生往往已知兩地距離、運動時間等信息，要求學生求出運動的平均速度等內容。而為讓學生的題目分析變得更為直觀，教師便可以引導學生，使其以線段表示AB兩地的距離，再在圖上表示出運動的具體時間信息，以此讓學生求平均速度的問題變得更為直觀，使其盡快找到該如何利用速度的計算公式完成解題。

（二）鼓勵學生通過比例對物理問題進行解決

在數學教材中，比例問題屬于常見問題，學生往往從小學便開始接觸此類問題，由此可見，學生通過前期的學習，已經系統的對比例問題有了一定的掌握，為此在物理學習時，學生便能對比例知識靈活運用，以此讓物理問題得以有效解決。在學習中，讓學生通過比例式對已知量、未知量的關系進行建立，通過比例性質對未知量進行計算，這讓復雜問題可以充分簡單化，使其問題的解決更為便利。在很多物理情況下，比例法解題都較為簡易，當學生可以掌握比量單位，便能完成求解活動。

比如，在初中物理中，會有“商販通過桿秤對水果的質量進行稱重，而桿秤在達到水平方向的充分平衡后，秤砣的拉線會壓在3kg的具體刻度線之上問為如何通過生活中的測量工具，對秤砣質量進行估測”的問題。在此類問題的解決中，需要學生了解杠桿實現平衡的條件。在解題過程中，學生可以利用示意圖表達題意，再將秤砣拉線一側的線段、秤砣拉線到秤盤拉線的距離分別以OA和OB進行表示，即力臂的大小，再結合水果的質量通過杠桿平衡的條件知識完成估測求解活動。在此過程中，學生已掌握的比例數學知識，和物理知識有了明顯的融合，比例法的應用，也讓他們的解題思路更為清晰。

（三）鼓勵學生通過不等式對物理問題進行解決

在數學學科內，不等式屬于一類常見知識，它在生活內的應用也相對廣泛，而它的應用，也能讓學生的物理解題變得更為便利[3]。為此，在教學中，教師要視具體狀況，對不等式進行靈活應用，培養學生應用不等式解決物理中問題的意識及習慣，通過物理及數學知識的融合，使得學生提高物理學習的能力。

比如，在物理學習中，學生需要對凸透鏡具體焦距取值范圍進行計算，其中便會應用數學的不等式知識，并讓學生的計算顯得更為簡單。比如在“蠟燭經凸透鏡成像求凸透鏡實際焦距取值范圍”類的問題時，教師便要引導學生，使其能參考題目內已知物距數值，再利用凸透鏡的具體成像規律，通過所給像實際性質，明確透鏡在成此像時，焦距還有物距的具體關系，最終使得學生可以利用對物體成像實際取值范圍的掌握，對物理問題順利的進行計算。在教師的有效引導后，相信更多學生也能在解決此類問題時，學會對不等式的知識靈活運用。

結束語：在新的教學背景下，學科交叉教學受到了更多教師的關注，將有所聯系的學科靈活交叉，可以引導學生了解不同學科的內在聯系，使其學習變得更為系統，引導學生構建系統的知識網絡。數學及物理本身屬于存在聯系的兩大學科，在物理學科中，數學知識及方法的應用也較為廣泛。為此，為促進物理教學的發展，教師要積極引導學生發現物理數學的聯系，引導學生利用數學知識對物理問題有效解決，提高學生解題水平，使其對物理學科有更深刻的認識。

參考文獻：

[1]廖祥琴.試論數學思想方法在初中數學解題中的應用[J].文淵（中學版），2019，000（007）：603.

[2]牟暉.淺談初中數學知識在生活中的創新與應用[J].新課程，2019，000（036）：P.63-63.

[3]章進義.淺析數學知識與高中物理教學的銜接[J].百科論壇電子雜志，2019，000（016）：486.

（克拉瑪依第五中學 834008）