初中物理教學中拓展數理融合路徑的實踐舉隅

李宇

【摘要】近些年以來，為促進初中學生高階思維的發展，在初中物理課程教學中，數理融合這種方法得到了廣泛運用，并獲取了良好應用成效.因為物理思維有著抽象性、具物性以及具象性特征，所以在物理學習過程中，除了需要培養學生的具物思維，還需要培養他們的具象思維與抽象思維，而這些都可以通過數理融合來實現.本文結合當前初中物理教學中數理融合不足的原因，提出擴展數理融合路徑的實踐策略，包括做好物理概念的傳授，對初中學生梳理模型進行構建、對語言表達思維進行培養、對數理能力進行優化、對解題能力進行提升，同時培養學生在物理學習中數理方法的實踐運用能力，注重數理有效銜接，培養學生數理意識這幾方面，以期為初中物理教師提供參考.

【關鍵詞】初中物理；數理融合；課堂教學

現階段，在初中物理課程教學中，通過數理融合來培養學生們的數理能力，對于促進學生的學習成長和發展物理教學來說具有重要價值.所謂數理能力，就是通過數學知識和方法，對物理問題進行分析與描述的一種能力.通過數理融合的方式，可以在物理課程教學中促進初中學生數理能力的全面發展，有著顯著的學科優勢.因此需要物理教師在教學實踐過程中立足于實際，根據初中學生物理基礎、學習能力和認知水平，采取更加科學的教學策略，著重培養學生們的數理能力.

1 當前初中物理教學中數理融合不足的原因分析

盡管初中物理學科中的具象和具物兩種思維能夠培養初中學生的觀察能力、建模能力與實驗能力，也可以提供更多培養這些能力的契機，但從具體情況來看，依舊存在數理思維培養不夠充分的問題.具體因素可以總結為以下幾點：首先，課程標準影響.為促進初中學生認知能力和物力思維的全面發展.在新課標中，針對需要理解和需要計算的物理規律都沒有提出過多標準與要求，也沒有過高的定量計算標準，物理教學中的內容與教學要求也更加注重定向分析；其次，教師重視度影響.在現如今的物理教學期間，教師們普遍不具備良好的跨學科思維能力，各學科教師間也沒有基于教學常見問題進行溝通互動.日常教學期間，教師往往會采取單一模式帶領學生嘗試解決物理問題，導致他們結合數理知識的意識被削弱，能力也逐漸下降.長此以往，就會導致他們在物理學習中的數理結合思維與實踐運用能力得不到有效提高.

2 初中物理教學中的數理關系分析

物理學科屬于研究物質相互作用與運動規律的一門基礎學科，數學學科則屬于一門工具學科，更有利于物理學者們對物理現象進行充分描述、預測與分析.在初中時期的物理課程教學中，數學學科屬于一種具有“支持性”功能的學科，它能夠幫助學生們充分理解與掌握物理概念，并提高他們解決物理問題的能力.

例如 在學習有關力學的知識時，通常需要借助數學方式來推導力學公式，理解其中各物理量間存在的關系；在學習有關熱力學的知識時，則需要借助數學統計這種方式解決其中的物理問題.通過數學工具的應用，能夠讓物理實驗變得更加準確、更加可靠，也能夠幫助學生們充分掌握數據處理方法與物理實驗技能，提高他們的數理融合能力.

3 初中物理教學中數理方法的應用體現與實例分析

在初中時期的物理課程教學中，已經廣泛運用了數學方法.在對物理概念進行理解和對物理問題進行解決時，通常離不開數學方法的運用.首先，體現在物理量大小與單位的計算方面.比如在測量時間、質量以及體積這些物理量過程中，需要計算其大小與換算單位.計算期間還需要借助基礎數學理論，比如四則運算、單位轉換等等.其次，體現在運用數學方法推導物理公式方面.物理原理教學中，通常需要我們借助數學方法完成物理公式的推導.比如在講解“功、功率、機械效率”過程中，就需要借助力的概念與速度定義，從數學角度出發推導力、速度以及距離間存在的關系.最后，還體現于解決物理問題方面.在對一些物理問題進行解決的過程中，也離不開數學方法的運用.比如在解決運動有關的問題時，就需要運用速度、時間以及路程這些物理量來進行計算，還需要運用平均速度等公式；在解決有關熱力學的物理問題時，則需要運用溫度、比熱容以及熱量這些物理量進行計算，還需要運用熱傳導等知識.

從實例分析角度來看，物理教學中的數理方法應用體現在以下幾方面：

第一，物理實驗當中應用數理結合.將數學方法運用到物理實驗中能夠幫助學生們充分掌握實驗技巧與數據處理方式，提高實驗結果分析效率.

例如 在講解有關“機械運動”的知識時，就可以通過實驗的方式進行教學，借助實驗獲取斜面傾角與摩擦系數，而后通過數學方法來計算阻力與力的實際大小，讓學生們充分了解斜面工作原理與力平衡知識.

第二，物理中數理模型的應用.數理模型就是借助模型方法把現實物理問題變成數學問題，并通過數學方法完成求解.物理教學中，通過運用數理模型能夠幫助學生們充分理解各種物理現象，并解決其中的物理問題.

例如 在講解有關“聲波”的知識時，便可把波傳播的過程簡單理解成空間中的振動傳播過程，借助數學方法來建立一個波動方程，從而讓學生們充分了解波的特性與應用.

第三，對數理結合的運用進行自主探究.在進行自主探究活動過程中，學生們可以結合自身興趣愛好，自主選擇一種適合自己的方式運用數理結合.

例如 在講解有關“靜電”的知識時，學生們便可自主設計靜電力實驗，借助實驗數據來計算靜電力方向與大小，從而了解電場應用與電荷特點.

4 初中物理教學中拓展數理融合路徑的實踐策略分析

4.1 做好物理概念教學，培養學生數理語言表達能力

數理語言一般都是通過符號、文字、圖形集中語言構成.初中物理學科當中的數理語言，則通常能夠在物理定理、物理概念當中表示.

例如 在講解“密度”這一課時，密度概念則可以借助文字語言完整表述為“物體質量與物體體積的比值”；借助圖形這種語言，則可以表述為“第一象限內存在的正比例線”；借助符號語言，能夠將其表述為“ρ=m/v”.可見，物理知識的學習要求學生可以借助數理語言直接表達一些物理概念和定律.

在課堂當中，教師想要對學生們的這項技能進行培養，需要通過提升邏輯思維能力，促使他們掌握正確的數理表達方法與表達技巧.物理教學期間，還要求教師帶領學生們借助文字語言對某種物理概念或定律加以表述，并從這個角度出發，適當增加表述難度，以此培養初中學生數理結合的語言能力.

例如 在學習“阿基米德原理”時，教材中對有關浮力的實驗原理和現象，做出了這樣的表述：在物體浸入液體之后，受浮力和排開液體面積影響，物體所受重力大小相同.所以教師首先便可帶領學生們選擇另外一種表達方式，讓他們通過實驗歸納總結，借助自己的語言重新表述這種實驗原理與現象，并對比分析教材內表述的具體內容，找出自身存在的表述偏差.同時要求教師對學生在語言概述和語言表述等方面的能力進行修正，從中幫助初中學生體會數理語言具有的精煉性優勢和準確性特點，以掌握更加科學的表述方式.

4.2 構建數理學習模型，培養學生數理能力

物理學習期間，知識構建與知識運用是兩個重要環節，需要學生們通過學習充分掌握知識并合理運用知識.因此要求教師借助科學的課堂教學手段，從中引導初中學生建立數理模型，并通過模型完善來運用物理知識、轉化學科知識.結合教學現狀不難發現，物理教學期間培育初中學生數理能力，最為重要的一個方式就是培育初中學生數理建模能力.具體而言，就是要求初中學生在課堂學習期間可以結合物理規律、數量關系與具體的物理概念，把物理問題變成數學問題，再借助數學思維與階梯方法解決物理問題，獲取正確的答案.教師在引導初中學生進行數理建模時，應當結合具體問題情境并指導學生審題.最為常見的構建方法就是數量關系和問題歸類.如問題歸類就是根據問題情境和問題歸類標準，把相關問題歸類整理至特定梯形當中或歸類到對應知識范圍之內.

例如 在講解力學方面的知識時，就需要結合所學內容，確定知識是浮力、二力平衡以及液體壓強這幾個問題中的哪一種，在問題歸類結束后，可以讓學生具備清晰且明確的解題思路，明白應當運用哪一范圍之內的知識進行解題，從而大幅提升解題效率與精度.

4.3 合理利用物理習題，培養學生數理方法運用能力

物理知識和數學知識之間有著密切聯系.在學習物理知識和解題期間，通常會用到一些數學知識與思維方式，比如在引導學生解決有關物理知識的問題時，在遇到一些需要進行定量分析的問題時，就可以引導他們借助數學思想或數學方法進行解題.因此培養初中學生數理結合能力，需要重點培育他們的數理結合思維與運用能力，促使他們靈活運用自己掌握的數理方式，提高物理問題的解答效率與準確率，最終實現物理成績的提升.而在培養他們的數理技能時，教師同樣可以結合具體的教學內容來創設情境，將物理問題以更加復雜的形式展現出來，從中培養初中學生數理思維能力.在這個過程中，同樣要求教師根據初中學生實踐能力，把控問題難度，避免問題的復雜程度過高對學生自信造成不良影響.

例如 在講解“測量物質的密度”這一課時，教師便可結合教材中的習題進行適當復雜化處理，比如針對問題“一塊長方形的均勻鋁箔，用天平和刻度尺能不能求出它的厚度？”教師便可要求學生們在解題過程中嘗試加入一些其他工具，并在求得厚度后，反向推出其密度.通過這種方式，能夠有效提高學生們運用數理方法來解決物理問題的能力，發揮出初中物理教學中的數理融合作用.

4.4 注重數理有效銜接，培養學生數理意識

在物理教學中，物理公式屬于必不可少的內容，而學生們通過數理融合學習往往可以掌握公式中的數學表達方法，但無法真正理解其中的數學表達意義，也無法結合數學表達與物理意義.因此教師便可在教學中結合物理公式和數學語言.

例如 在講解“歐姆定律”時，教師便可引導學生們首先借助實驗來獲取數據，了解電流、電阻與電壓間存在的關系.而后讓他們借助圖像與數據分析，理解歐姆定律中的具體內容.在進行有關電學的內容教學時，教師都能夠通過數學語言來表達物理公式.通過這種方式可以實現數理之間的有效銜接，逐步培養學生的數理意識，讓學生學會運用數理思維解決物理問題.

5 結語

綜上所述，在初中物理教學中，通過數理融合的方式，結合豐富的數理知識，把數學思維代入到物理解題當中，促進數理之間的充分融合與轉化，讓學生在解決物理問題過程中可以運用數學知識與思維，從而提高學生的解題效率與精度，這樣能夠進一步促進初中學生物理素養的發展.

參考文獻：

[1]劉秀芳.初中物理教學中拓展數理融合路徑的實踐舉隅[J].中學物理教學參考，2022，51（10）：33-36.

[2]王建春.奠定融合教育，發揮“雙減”力量 ——“雙減”背景下初中物理數學學科融合探析[J].數理天地（初中版），2023（06）：17-19.

[3]錢嘉.數理融合在中學物理教育中的意義與實踐簡介[J].中學物理（初中版），2021，39（11）：26-28.

[4]張鵬.如何提高初中物理教學有效性[J].電腦愛好者（校園版），2020（07）：95-96.

[5]柴曉麗.數學融合于初中物理教學中的問題與對策分析[J].中學課程輔導（教學研究），2017，11（36）：106-107.