奠定融合教育，發(fā)揮“雙減”力量

王建春

【摘要】隨著基礎教育的改革和“雙減”政策的落實，教育越來越注重學生核心素養(yǎng)的培養(yǎng).而對于基礎教育中的兩門理科——物理和數(shù)學的學習，教學過程中的相互融合滲透，不僅會提高學生對兩科知識的掌握，還會提高數(shù)理綜合能力和實踐方面的創(chuàng)新.數(shù)學作為理科教學的基礎，其中的數(shù)學思想和知識在物理教學中會起到很關鍵的作用，物理中很多規(guī)律、定理都是靠數(shù)學工具來進行推導計算的.所以，初中數(shù)學學科對物理的輔助教學至關重要，物理教師要重視融合教育，在理科教學中滲透數(shù)學思想，提升學生理科思維.

【關鍵詞】“雙減”政策；初中物理；數(shù)學思想

“雙減”政策的實施，降低了學生們的作業(yè)負擔，有利于學生全面綜合發(fā)展，但是同時也要求提升學生對學習的興趣和自主學習的能力，符合學生的個性化發(fā)展要求.教師在設計教學方案時，要通過創(chuàng)新教學模式，提高學生自主探索的學習能力，幫助學生達到高效學習.

學科融合指的是在進行某一學科的教學時，將其他學科的知識技能融入到教學過程中，更好地鍛煉學生的綜合素養(yǎng)，實現(xiàn)全面的協(xié)調(diào)發(fā)展.融合教育是指通過打破學科間的壁壘，融合滲透教學內(nèi)容，共同解決某一項問題.在此教學中，學生要綜合運用不同學科的技能，從而體會到知識是相通的、互相促進的，運用知識是需要融會貫通的.

“雙減”政策和學科融合教育二者相輔相成，但都更加考驗教師的教學水平，如何傳遞數(shù)學思想，并在物理課堂上熟練運用，達到對物理學科的輔助教學，是非常值得深思的.

1 “雙減”背景下，初中物理數(shù)學學科融合教育的意義

1.1 主張啟發(fā)性原則，打破思維定勢

課程改革需要創(chuàng)新教學模式和教學思想，并在平時的教學過程中積極嘗試.學科融合教育是有效提高學生綜合素養(yǎng)和自主探索能力、創(chuàng)新思維和加強實際應用的途徑.對于數(shù)學和物理這兩個學科，有著密不可分的關系.從學科特點來說，物理是以實驗為本的自然科學，數(shù)學是探究數(shù)量和幾何空間的自然學科.相對而言，數(shù)學學科更具有學習工具的功能，而物理學科有偏實踐的特征[1].

在初中物理教學中，主張啟發(fā)式教學，啟發(fā)學生運用數(shù)學知識推導物理規(guī)律，分析計算物理難題，融合數(shù)學思想輔助物理知識的教學，這樣有助于學生加深對數(shù)學知識的運用和物理學科的理解，更重要的是打破了傳統(tǒng)的思維定勢，拓展了數(shù)理思維，提升了物理學科的學習興趣.

1.2 主張系統(tǒng)性原則，打通內(nèi)在邏輯

數(shù)學和物理兩個學科之所以能夠融合教學，是因為數(shù)理兩科存有內(nèi)在邏輯的統(tǒng)一性.隨著新課改的推進，數(shù)理融合教學的重要性顯而易見[2].學科融合應該圍繞一個準確的教學目標展開，首先教師要有系統(tǒng)性的知識羅列，再有明確的思路，讓學生有清晰的學習目標，最后通過設計一系列的教學活動，向學生傳遞解決問題的思想和過程.

當確立好系統(tǒng)性原則后，會更容易發(fā)現(xiàn)事物的內(nèi)在邏輯，融會貫通從抽象到通俗看待問題.數(shù)學思維融入物理教學能夠幫助學生準確地理解物理邏輯，比如數(shù)學中由繁到簡、由特殊到一般的數(shù)學思想，能夠系統(tǒng)性地幫我們解決物理問題.

1.3 主張開放性原則，重視方法內(nèi)涵

在初中物理學科的教學中，融合數(shù)學學科教學的意義在于解決問題，不論是探究物理規(guī)律還是推導物理定理，又或是觀察實驗現(xiàn)象，都是在使用數(shù)學工具解決實際問題.學科融合打破了學科間的壁壘，以問題為出發(fā)點，依靠開放式的思想，激發(fā)學生解決問題的思維，鼓勵學生從不同的角度探究和分析問題，讓學生解決問題的能力得到提高.

初中階段，數(shù)學和物理的學習并沒有很大的深度，在學習物理時，教師可以由生活現(xiàn)象走向物理學習，再把物理理論應用到生活實踐中去，增強學生的自主探索能力，開放性引導學生尋求方法.

在初中物理教學過程中，有很多問題都是兩學科相互滲透的，比如行程問題、金屬含量、密度浮力問題等屬于既有數(shù)學學科內(nèi)容又有物理規(guī)律.在物理課堂適當補充數(shù)學知識有助于學生快速形成解題思路，借助數(shù)學快速總結物理規(guī)律，進而抓住問題的關鍵內(nèi)涵.

2 “雙減”背景下，初中物理數(shù)學學科融合教育的策略

物理學科的核心素養(yǎng)包括培養(yǎng)學生的物理觀念、科學建模、科學推理和科學論證四個方面.需要運用數(shù)學學科中的抽象概念的理解，數(shù)學建模和邏輯推理、數(shù)學運算等知識.物理核心素養(yǎng)的培育不是單一學科能夠達成的，需要數(shù)理融合教學.但一般在物理教學中，教師只關注自己物理學科的知識，忽視了數(shù)學的技巧和方法，這就會對物理的學習產(chǎn)生限制性.那么，如何將數(shù)學與物理有效融合，達到用數(shù)學知識解決物理問題的學習效果呢？下面就以幾個實際物理教學中的應用為例，體會物理數(shù)學學科融合教育的意義.

2.1 運用數(shù)學學科中“比值定義”理解物理概念

比值是物理學科中一個非常重要的概念，是兩個物理量相除得到的商，即用小學數(shù)學除法的意義來理解，就是求平均分.比如用路程除以時間是將路程平均分為時間等分，即求單位時間通過的路程；用時間除以路程是將時間平均分為路程等分，即求單位路程所用時間.這樣應用數(shù)學思維就把抽象的物理意義加以理解.如人步行的速度大概是1.2m/s，表示人在1s內(nèi)行走了1.2m的路程；再如水的比熱容為4.2×103J/（kg·℃），這個物理意義理解就非常抽象，用數(shù)學中除法的思想就不難理解，表示1kg的水溫度升高或降低1℃時，吸收或放出的熱量為4.2×103J[3].

初中物理中有很多用“比值法”定義的物理量，一類是描述物體運動狀態(tài)的，比如速度、加速度等.另一類是用比值法定義物質屬性的，它們的共同特點是由物質本身決定，與定義它的物理量無關，比如密度、比熱容、熱值.還有一類是反應影響物理量因素的，比如壓強、功率、機械效率、電流.這四類用數(shù)學方法比值定義的物理概念，其學習定義的核心素養(yǎng)是需要理解物理量的含義.比如：一滴水與一杯水，它們是由同一種物質組成的，物質屬性相同，所以密度相同，與它們的質量、體積無關，而它們的質量與體積成正比，比值是一個定值，即為密度.另一方面，數(shù)學形式上用比值表示的式子并不一定就是比值定義法，如公式g=G/m，雖然在形式上是比值，但不符合比值定義法的其他特點.

因此，在初中物理教學中，明白比值定義法是如何定義物理概念的有助于領會物理量的含義，分析定義式中的決定因素和無關因素，從而掌握物理概念和規(guī)律、培養(yǎng)解題能力.

2.2 善用數(shù)學學科中“圖象分析”發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律

初中物理教學中，學習了“速度-時間”圖象、“質量-體積”圖象、“電流-電壓”圖象、“電流-電阻”圖象等.數(shù)學圖象分析也是研究物理問題的基本方法之一，并且具有直觀的特點，能夠明確反映出物理量之間的變化關系，教師不僅要引導學生足夠重視圖象，還要帶領學生探究圖象中的物理意義，加強實驗現(xiàn)象與圖象間的聯(lián)系.

對于物理圖象并不熟悉，遇到需要分析圖象的題目時，甚至會“無從下手”，不能利用圖象的物理意義解題[4].教師應該適時補充數(shù)學圖象知識，引導學生通過梳理公式中量的關系，畫出圖象后再進行圖象的解讀.在某些問題上，圖象的優(yōu)勢是大于公式的.第二種圖象的應用是在圖象中表示實驗數(shù)據(jù)，首先在處理實驗數(shù)據(jù)時，教師要引導學生運用公式法、圖象法進行數(shù)據(jù)分析，在進行實驗的同時，繪制出相應的物理圖象.這樣學生可以更直觀地對比不同的實驗現(xiàn)象，聯(lián)系不同物理量之間的關系，進而得出物理規(guī)律.圖象中的物理意義直觀詳細，在教學過程中，教師要帶領學生分析特殊點、特殊位置的含義，挖掘圖象信息.

例如 在“探究影響浮力大小的因素”時，用彈簧測力計、木塊和其他實驗儀器進行實驗，實驗結果記錄在“拉力-繩子上升高度”的直角坐標系中.勻速拉動繩子，并間斷性記錄彈簧測力計上拉力的示數(shù)，最終學生可以得到結論：木塊在剛露出水面時，拉力逐漸變大.當木塊完全高出液體表面時，拉力的大小幾乎不變.可以得出：在同種液體中，隨著物體漸漸被拉出液面，物體排開液體的體積減少，繩子上的拉力變大，因此得出：物體所受浮力的大小與物體排開液體的體積有關，排開液體的體積越大，所受浮力越大.

2.3 巧用數(shù)學學科中“方程思想”解決物理問題

方程思想是一種重要的數(shù)學解題思路，要學會捕捉題目中的數(shù)量關系，根據(jù)題目給出的條件找出等量關系列出等式方程或方程組[5].教師應該培養(yǎng)學生們的方程意識，在數(shù)學學科中學習方程的目的就是解決問題，在物理學科中即為數(shù)學技能的運用.作為一種重要的數(shù)學思想，構造方程或方程組是解決綜合性問題的重要手段，在平時的教學中，教師應該引導學生逐步形成方程思想，在日積月累中增強方程的意識.

例如 初中物理的電學部分，電路涉及的物理量較多且變化頻繁，在解未知量時，學生們往往不知道頭緒在哪里，已知量太少.教師應帶領學生由簡入難，由淺入深，把用到的物理規(guī)律重復幾遍，根據(jù)開關在不同位置或滑動變阻器所在不同位置以及根據(jù)電表位置不同畫出不同的等效電路，找出等量關系運用數(shù)學學科中的方程思想列出等式，來求解變化電路中的物理量，就會把問題變得具體明了.這樣結合數(shù)學方程思想和物理定律就完成了物理問題的解答.

3 結語

“雙減”背景下，新課程改革強調(diào)要全面提升教學實效，發(fā)展學生的綜合素養(yǎng)，在這樣的教育背景下，教師要不斷更新教學理念，積極探索教學模式.初中物理和數(shù)學這兩門學科，都具有抽象、邏輯性強、嚴謹性強等特征，數(shù)學學科可以作為探究物理規(guī)律的工具性學科，而物理又能給數(shù)學教學提供運用素材，二者密切相關.學生認識問題的角度、對待理科的學習態(tài)度、解決問題的數(shù)學思維和方法的遷移運用都對物理語言的表達、物理概念的探索和物理規(guī)律的總結有著不同程度的影響.

結合初中數(shù)學的學科知識和核心素養(yǎng)對初中物理學科進行輔助教學，教學設計要把初中數(shù)理教材和教學目標進行融合，將知識點進行梳理，最后通過解決問題體現(xiàn)融合教育的意義.融合教育既能加深學生的思維深度，提高學習效果，更能讓學生們產(chǎn)生思想的碰撞，提高綜合素養(yǎng).在教學中，應該持續(xù)推進學科融合教育，引導學生從不同的角度思考問題，發(fā)揮學科融合的作用.事實上，每個教學活動都不止靠一門學科的知識和技能就能完成，因此，學科的融合教育也有利于學生進行各種教學探究活動，促進學生全面發(fā)展.

【基金項目：本文系定西市教育科學“十四五”規(guī)劃2022年度課題“雙減背景下初中數(shù)學和物理學科思維融合的實踐研究”（項目編號：DX[2022]GHB0476）的研究成果】

參考文獻：

[1]陳晨，郝四柱.芻議學科融合理念下初中物理教學中數(shù)學思想的滲透[J].中學物理，2021，39（20）：5-8.

[2]梁芳.學科融合在初中數(shù)學教學中的運用[J].基礎教育論壇，2021（12）：76-77.

[3]錢健.融合教學：還原知識的本來狀態(tài)[J].北京教育（普教版），2018（03）：88.

[4]李坤杰.基于輔助物理學習的初中數(shù)學教學設計與分析[D].聊城大學，2021.

[5]潘碧云，湯金波.中考物理“融合式”命題的發(fā)展趨勢分析[J].中學物理，2022，40（12）：62-65.