初中物理教學(xué)中拓展數(shù)理融合路徑的實(shí)踐舉隅

李宇

【摘要】近些年以來(lái)，為促進(jìn)初中學(xué)生高階思維的發(fā)展，在初中物理課程教學(xué)中，數(shù)理融合這種方法得到了廣泛運(yùn)用，并獲取了良好應(yīng)用成效.因?yàn)槲锢硭季S有著抽象性、具物性以及具象性特征，所以在物理學(xué)習(xí)過(guò)程中，除了需要培養(yǎng)學(xué)生的具物思維，還需要培養(yǎng)他們的具象思維與抽象思維，而這些都可以通過(guò)數(shù)理融合來(lái)實(shí)現(xiàn).本文結(jié)合當(dāng)前初中物理教學(xué)中數(shù)理融合不足的原因，提出擴(kuò)展數(shù)理融合路徑的實(shí)踐策略，包括做好物理概念的傳授，對(duì)初中學(xué)生梳理模型進(jìn)行構(gòu)建、對(duì)語(yǔ)言表達(dá)思維進(jìn)行培養(yǎng)、對(duì)數(shù)理能力進(jìn)行優(yōu)化、對(duì)解題能力進(jìn)行提升，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生在物理學(xué)習(xí)中數(shù)理方法的實(shí)踐運(yùn)用能力，注重?cái)?shù)理有效銜接，培養(yǎng)學(xué)生數(shù)理意識(shí)這幾方面，以期為初中物理教師提供參考.

【關(guān)鍵詞】初中物理；數(shù)理融合；課堂教學(xué)

現(xiàn)階段，在初中物理課程教學(xué)中，通過(guò)數(shù)理融合來(lái)培養(yǎng)學(xué)生們的數(shù)理能力，對(duì)于促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)成長(zhǎng)和發(fā)展物理教學(xué)來(lái)說(shuō)具有重要價(jià)值.所謂數(shù)理能力，就是通過(guò)數(shù)學(xué)知識(shí)和方法，對(duì)物理問(wèn)題進(jìn)行分析與描述的一種能力.通過(guò)數(shù)理融合的方式，可以在物理課程教學(xué)中促進(jìn)初中學(xué)生數(shù)理能力的全面發(fā)展，有著顯著的學(xué)科優(yōu)勢(shì).因此需要物理教師在教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中立足于實(shí)際，根據(jù)初中學(xué)生物理基礎(chǔ)、學(xué)習(xí)能力和認(rèn)知水平，采取更加科學(xué)的教學(xué)策略，著重培養(yǎng)學(xué)生們的數(shù)理能力.

1 當(dāng)前初中物理教學(xué)中數(shù)理融合不足的原因分析

盡管初中物理學(xué)科中的具象和具物兩種思維能夠培養(yǎng)初中學(xué)生的觀察能力、建模能力與實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ部梢蕴峁└嗯囵B(yǎng)這些能力的契機(jī)，但從具體情況來(lái)看，依舊存在數(shù)理思維培養(yǎng)不夠充分的問(wèn)題.具體因素可以總結(jié)為以下幾點(diǎn)：首先，課程標(biāo)準(zhǔn)影響.為促進(jìn)初中學(xué)生認(rèn)知能力和物力思維的全面發(fā)展.在新課標(biāo)中，針對(duì)需要理解和需要計(jì)算的物理規(guī)律都沒(méi)有提出過(guò)多標(biāo)準(zhǔn)與要求，也沒(méi)有過(guò)高的定量計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)，物理教學(xué)中的內(nèi)容與教學(xué)要求也更加注重定向分析；其次，教師重視度影響.在現(xiàn)如今的物理教學(xué)期間，教師們普遍不具備良好的跨學(xué)科思維能力，各學(xué)科教師間也沒(méi)有基于教學(xué)常見(jiàn)問(wèn)題進(jìn)行溝通互動(dòng).日常教學(xué)期間，教師往往會(huì)采取單一模式帶領(lǐng)學(xué)生嘗試解決物理問(wèn)題，導(dǎo)致他們結(jié)合數(shù)理知識(shí)的意識(shí)被削弱，能力也逐漸下降.長(zhǎng)此以往，就會(huì)導(dǎo)致他們?cè)谖锢韺W(xué)習(xí)中的數(shù)理結(jié)合思維與實(shí)踐運(yùn)用能力得不到有效提高.

2 初中物理教學(xué)中的數(shù)理關(guān)系分析

物理學(xué)科屬于研究物質(zhì)相互作用與運(yùn)動(dòng)規(guī)律的一門(mén)基礎(chǔ)學(xué)科，數(shù)學(xué)學(xué)科則屬于一門(mén)工具學(xué)科，更有利于物理學(xué)者們對(duì)物理現(xiàn)象進(jìn)行充分描述、預(yù)測(cè)與分析.在初中時(shí)期的物理課程教學(xué)中，數(shù)學(xué)學(xué)科屬于一種具有“支持性”功能的學(xué)科，它能夠幫助學(xué)生們充分理解與掌握物理概念，并提高他們解決物理問(wèn)題的能力.

例如 在學(xué)習(xí)有關(guān)力學(xué)的知識(shí)時(shí)，通常需要借助數(shù)學(xué)方式來(lái)推導(dǎo)力學(xué)公式，理解其中各物理量間存在的關(guān)系；在學(xué)習(xí)有關(guān)熱力學(xué)的知識(shí)時(shí)，則需要借助數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)這種方式解決其中的物理問(wèn)題.通過(guò)數(shù)學(xué)工具的應(yīng)用，能夠讓物理實(shí)驗(yàn)變得更加準(zhǔn)確、更加可靠，也能夠幫助學(xué)生們充分掌握數(shù)據(jù)處理方法與物理實(shí)驗(yàn)技能，提高他們的數(shù)理融合能力.

3 初中物理教學(xué)中數(shù)理方法的應(yīng)用體現(xiàn)與實(shí)例分析

在初中時(shí)期的物理課程教學(xué)中，已經(jīng)廣泛運(yùn)用了數(shù)學(xué)方法.在對(duì)物理概念進(jìn)行理解和對(duì)物理問(wèn)題進(jìn)行解決時(shí)，通常離不開(kāi)數(shù)學(xué)方法的運(yùn)用.首先，體現(xiàn)在物理量大小與單位的計(jì)算方面.比如在測(cè)量時(shí)間、質(zhì)量以及體積這些物理量過(guò)程中，需要計(jì)算其大小與換算單位.計(jì)算期間還需要借助基礎(chǔ)數(shù)學(xué)理論，比如四則運(yùn)算、單位轉(zhuǎn)換等等.其次，體現(xiàn)在運(yùn)用數(shù)學(xué)方法推導(dǎo)物理公式方面.物理原理教學(xué)中，通常需要我們借助數(shù)學(xué)方法完成物理公式的推導(dǎo).比如在講解“功、功率、機(jī)械效率”過(guò)程中，就需要借助力的概念與速度定義，從數(shù)學(xué)角度出發(fā)推導(dǎo)力、速度以及距離間存在的關(guān)系.最后，還體現(xiàn)于解決物理問(wèn)題方面.在對(duì)一些物理問(wèn)題進(jìn)行解決的過(guò)程中，也離不開(kāi)數(shù)學(xué)方法的運(yùn)用.比如在解決運(yùn)動(dòng)有關(guān)的問(wèn)題時(shí)，就需要運(yùn)用速度、時(shí)間以及路程這些物理量來(lái)進(jìn)行計(jì)算，還需要運(yùn)用平均速度等公式；在解決有關(guān)熱力學(xué)的物理問(wèn)題時(shí)，則需要運(yùn)用溫度、比熱容以及熱量這些物理量進(jìn)行計(jì)算，還需要運(yùn)用熱傳導(dǎo)等知識(shí).

從實(shí)例分析角度來(lái)看，物理教學(xué)中的數(shù)理方法應(yīng)用體現(xiàn)在以下幾方面：

第一，物理實(shí)驗(yàn)當(dāng)中應(yīng)用數(shù)理結(jié)合.將數(shù)學(xué)方法運(yùn)用到物理實(shí)驗(yàn)中能夠幫助學(xué)生們充分掌握實(shí)驗(yàn)技巧與數(shù)據(jù)處理方式，提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析效率.

例如 在講解有關(guān)“機(jī)械運(yùn)動(dòng)”的知識(shí)時(shí)，就可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方式進(jìn)行教學(xué)，借助實(shí)驗(yàn)獲取斜面傾角與摩擦系數(shù)，而后通過(guò)數(shù)學(xué)方法來(lái)計(jì)算阻力與力的實(shí)際大小，讓學(xué)生們充分了解斜面工作原理與力平衡知識(shí).

第二，物理中數(shù)理模型的應(yīng)用.數(shù)理模型就是借助模型方法把現(xiàn)實(shí)物理問(wèn)題變成數(shù)學(xué)問(wèn)題，并通過(guò)數(shù)學(xué)方法完成求解.物理教學(xué)中，通過(guò)運(yùn)用數(shù)理模型能夠幫助學(xué)生們充分理解各種物理現(xiàn)象，并解決其中的物理問(wèn)題.

例如 在講解有關(guān)“聲波”的知識(shí)時(shí)，便可把波傳播的過(guò)程簡(jiǎn)單理解成空間中的振動(dòng)傳播過(guò)程，借助數(shù)學(xué)方法來(lái)建立一個(gè)波動(dòng)方程，從而讓學(xué)生們充分了解波的特性與應(yīng)用.

第三，對(duì)數(shù)理結(jié)合的運(yùn)用進(jìn)行自主探究.在進(jìn)行自主探究活動(dòng)過(guò)程中，學(xué)生們可以結(jié)合自身興趣愛(ài)好，自主選擇一種適合自己的方式運(yùn)用數(shù)理結(jié)合.

例如 在講解有關(guān)“靜電”的知識(shí)時(shí)，學(xué)生們便可自主設(shè)計(jì)靜電力實(shí)驗(yàn)，借助實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算靜電力方向與大小，從而了解電場(chǎng)應(yīng)用與電荷特點(diǎn).

4 初中物理教學(xué)中拓展數(shù)理融合路徑的實(shí)踐策略分析

4.1 做好物理概念教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生數(shù)理語(yǔ)言表達(dá)能力

數(shù)理語(yǔ)言一般都是通過(guò)符號(hào)、文字、圖形集中語(yǔ)言構(gòu)成.初中物理學(xué)科當(dāng)中的數(shù)理語(yǔ)言，則通常能夠在物理定理、物理概念當(dāng)中表示.

例如 在講解“密度”這一課時(shí)，密度概念則可以借助文字語(yǔ)言完整表述為“物體質(zhì)量與物體體積的比值”；借助圖形這種語(yǔ)言，則可以表述為“第一象限內(nèi)存在的正比例線”；借助符號(hào)語(yǔ)言，能夠?qū)⑵浔硎鰹椤唉?m/v”.可見(jiàn)，物理知識(shí)的學(xué)習(xí)要求學(xué)生可以借助數(shù)理語(yǔ)言直接表達(dá)一些物理概念和定律.

在課堂當(dāng)中，教師想要對(duì)學(xué)生們的這項(xiàng)技能進(jìn)行培養(yǎng)，需要通過(guò)提升邏輯思維能力，促使他們掌握正確的數(shù)理表達(dá)方法與表達(dá)技巧.物理教學(xué)期間，還要求教師帶領(lǐng)學(xué)生們借助文字語(yǔ)言對(duì)某種物理概念或定律加以表述，并從這個(gè)角度出發(fā)，適當(dāng)增加表述難度，以此培養(yǎng)初中學(xué)生數(shù)理結(jié)合的語(yǔ)言能力.

例如 在學(xué)習(xí)“阿基米德原理”時(shí)，教材中對(duì)有關(guān)浮力的實(shí)驗(yàn)原理和現(xiàn)象，做出了這樣的表述：在物體浸入液體之后，受浮力和排開(kāi)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(lǐng)學(xué)生們選擇另外一種表達(dá)方式，讓他們通過(guò)實(shí)驗(yàn)歸納總結(jié)，借助自己的語(yǔ)言重新表述這種實(shí)驗(yàn)原理與現(xiàn)象，并對(duì)比分析教材內(nèi)表述的具體內(nèi)容，找出自身存在的表述偏差.同時(shí)要求教師對(duì)學(xué)生在語(yǔ)言概述和語(yǔ)言表述等方面的能力進(jìn)行修正，從中幫助初中學(xué)生體會(huì)數(shù)理語(yǔ)言具有的精煉性優(yōu)勢(shì)和準(zhǔn)確性特點(diǎn)，以掌握更加科學(xué)的表述方式.

4.2 構(gòu)建數(shù)理學(xué)習(xí)模型，培養(yǎng)學(xué)生數(shù)理能力

物理學(xué)習(xí)期間，知識(shí)構(gòu)建與知識(shí)運(yùn)用是兩個(gè)重要環(huán)節(jié)，需要學(xué)生們通過(guò)學(xué)習(xí)充分掌握知識(shí)并合理運(yùn)用知識(shí).因此要求教師借助科學(xué)的課堂教學(xué)手段，從中引導(dǎo)初中學(xué)生建立數(shù)理模型，并通過(guò)模型完善來(lái)運(yùn)用物理知識(shí)、轉(zhuǎn)化學(xué)科知識(shí).結(jié)合教學(xué)現(xiàn)狀不難發(fā)現(xiàn)，物理教學(xué)期間培育初中學(xué)生數(shù)理能力，最為重要的一個(gè)方式就是培育初中學(xué)生數(shù)理建模能力.具體而言，就是要求初中學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)期間可以結(jié)合物理規(guī)律、數(shù)量關(guān)系與具體的物理概念，把物理問(wèn)題變成數(shù)學(xué)問(wèn)題，再借助數(shù)學(xué)思維與階梯方法解決物理問(wèn)題，獲取正確的答案.教師在引導(dǎo)初中學(xué)生進(jìn)行數(shù)理建模時(shí)，應(yīng)當(dāng)結(jié)合具體問(wèn)題情境并指導(dǎo)學(xué)生審題.最為常見(jiàn)的構(gòu)建方法就是數(shù)量關(guān)系和問(wèn)題歸類.如問(wèn)題歸類就是根據(jù)問(wèn)題情境和問(wèn)題歸類標(biāo)準(zhǔn)，把相關(guān)問(wèn)題歸類整理至特定梯形當(dāng)中或歸類到對(duì)應(yīng)知識(shí)范圍之內(nèi).

例如 在講解力學(xué)方面的知識(shí)時(shí)，就需要結(jié)合所學(xué)內(nèi)容，確定知識(shí)是浮力、二力平衡以及液體壓強(qiáng)這幾個(gè)問(wèn)題中的哪一種，在問(wèn)題歸類結(jié)束后，可以讓學(xué)生具備清晰且明確的解題思路，明白應(yīng)當(dāng)運(yùn)用哪一范圍之內(nèi)的知識(shí)進(jìn)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(xí)題，培養(yǎng)學(xué)生數(shù)理方法運(yùn)用能力

物理知識(shí)和數(shù)學(xué)知識(shí)之間有著密切聯(lián)系.在學(xué)習(xí)物理知識(shí)和解題期間，通常會(huì)用到一些數(shù)學(xué)知識(shí)與思維方式，比如在引導(dǎo)學(xué)生解決有關(guān)物理知識(shí)的問(wèn)題時(shí)，在遇到一些需要進(jìn)行定量分析的問(wèn)題時(shí)，就可以引導(dǎo)他們借助數(shù)學(xué)思想或數(shù)學(xué)方法進(jìn)行解題.因此培養(yǎng)初中學(xué)生數(shù)理結(jié)合能力，需要重點(diǎn)培育他們的數(shù)理結(jié)合思維與運(yùn)用能力，促使他們靈活運(yùn)用自己掌握的數(shù)理方式，提高物理問(wèn)題的解答效率與準(zhǔn)確率，最終實(shí)現(xiàn)物理成績(jī)的提升.而在培養(yǎng)他們的數(shù)理技能時(shí)，教師同樣可以結(jié)合具體的教學(xué)內(nèi)容來(lái)創(chuàng)設(shè)情境，將物理問(wèn)題以更加復(fù)雜的形式展現(xiàn)出來(lái)，從中培養(yǎng)初中學(xué)生數(shù)理思維能力.在這個(gè)過(guò)程中，同樣要求教師根據(jù)初中學(xué)生實(shí)踐能力，把控問(wèn)題難度，避免問(wèn)題的復(fù)雜程度過(guò)高對(duì)學(xué)生自信造成不良影響.

例如 在講解“測(cè)量物質(zhì)的密度”這一課時(shí)，教師便可結(jié)合教材中的習(xí)題進(jìn)行適當(dāng)復(fù)雜化處理，比如針對(duì)問(wèn)題“一塊長(zhǎng)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(xué)生們?cè)诮忸}過(guò)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(guò)這種方式，能夠有效提高學(xué)生們運(yùn)用數(shù)理方法來(lái)解決物理問(wèn)題的能力，發(fā)揮出初中物理教學(xué)中的數(shù)理融合作用.

4.4 注重?cái)?shù)理有效銜接，培養(yǎng)學(xué)生數(shù)理意識(shí)

在物理教學(xué)中，物理公式屬于必不可少的內(nèi)容，而學(xué)生們通過(guò)數(shù)理融合學(xué)習(xí)往往可以掌握公式中的數(shù)學(xué)表達(dá)方法，但無(wú)法真正理解其中的數(shù)學(xué)表達(dá)意義，也無(wú)法結(jié)合數(shù)學(xué)表達(dá)與物理意義.因此教師便可在教學(xué)中結(jié)合物理公式和數(shù)學(xué)語(yǔ)言.

例如 在講解“歐姆定律”時(shí)，教師便可引導(dǎo)學(xué)生們首先借助實(shí)驗(yàn)來(lái)獲取數(shù)據(jù)，了解電流、電阻與電壓間存在的關(guān)系.而后讓他們借助圖像與數(shù)據(jù)分析，理解歐姆定律中的具體內(nèi)容.在進(jìn)行有關(guān)電學(xué)的內(nèi)容教學(xué)時(shí)，教師都能夠通過(guò)數(shù)學(xué)語(yǔ)言來(lái)表達(dá)物理公式.通過(guò)這種方式可以實(shí)現(xiàn)數(shù)理之間的有效銜接，逐步培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)理意識(shí)，讓學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用數(shù)理思維解決物理問(wèn)題.

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在初中物理教學(xué)中，通過(guò)數(shù)理融合的方式，結(jié)合豐富的數(shù)理知識(shí)，把數(shù)學(xué)思維代入到物理解題當(dāng)中，促進(jìn)數(shù)理之間的充分融合與轉(zhuǎn)化，讓學(xué)生在解決物理問(wèn)題過(guò)程中可以運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)與思維，從而提高學(xué)生的解題效率與精度，這樣能夠進(jìn)一步促進(jìn)初中學(xué)生物理素養(yǎng)的發(fā)展.

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