基于数学思想方法的初中物理教学研究

赖宝文

摘要：在新课改的影响下，不仅要求教师将知识传递给学生，还要求将思维方法传递给学生。不仅是单学科的思维方式，还要求是多学科混合思维方式。本文将结合自身的初中物理教学经验，来试着分析一下基于数学思想方法的初中物理教学研究。

关键词：数学思维；初中物理；教学策略

前言：众所周知，每门学科之间的联系是紧密相关的，很多的学科之间都存在着较深的渊源，物理与数学便是这般。从现在的研究来看，物理思维的发展离不开数学思维的协助，可以说，如果非的要找什么是研究物理的基本工具的话，那么肯定非数学莫属。纵观世界的历史，我们可以发现，一般来说在物理学上有着卓越成就的人，那么他在数学上面也不会平凡，就好似爱因斯坦、高斯之类的人物，之所以会这样，是因为他们会带着数学思维去研究物理知识。伴随着物理学的发展，我们可以发现，很多的数学思维却是在物理教学这方面会起着很好的作用。接下来，本文将以人教版初中物理的教学内容为例，来试着分析一下基于数学思想方法的初中物理教学研究。

一、数学思维方法在初中物理中的应用现状

将数学思维方法运用进初中物理教学之中，时间已经很久了，在这一运用过程中，虽然双方之间都能够进行能够很好地结合，但是由于一些不确定因素，还是存在着一定的问题。

其中之一，便是“乱代乱套”现象的产生。所谓的“乱套”，指的是当学生在面临一个物理情景时，不能够从中很好的删选中有效的信息，而是使得这些与问题相关的条件出现一种极为混乱的现象。我们以这个题目为例，即“已知一个正方体的铜块重8.9千克，我们将其放置在一个面积为0.89平方米的水平桌面之上，请求出这个时候桌面收到铜块的压强是多少？”通过分析，我们可以知道，题目中所给出的0.89平方米其实是一个干扰信息。如果学生不能够熟记压强的解答公式的话，那么就会出现这种乱套的现象。要解决这个问题，便需要老师在平时的教学过程中对学生全面分析物理问题的能力进行有目的有意识的培养，让学生能够将数学公式与物理知识进行有机的整合。

其中之二，便是有的学生在进行数学与物理思维相结合的时候，不知变通，从而将其进行生搬硬套。所谓的硬套，便是学生在运用一个公式的时候，不会去思考所解答的题目的具体要求，而是只要看见题目中有自己所熟悉的内容，便将一些公式生搬硬套进去。我们照样以一个物理题目为例，即“这里有三个重量相同的直量筒，我们分别在里面加入质量相等的水、水银以及煤油，那么这个时候三个桶的底部所受到的压强是什么情况呢？有四个选项，一个是装煤油的最大，一个是装水的最大，一个是装水银的最大，一个是都是一样的”，在经过分析之后，我们可以发现，学生在计算有关液体压强之类的问题时会由于惯性思维，只会回忆起p=pgh，然后就会出现被p以及h纠缠不休的情况，从而使得他们得出错误的解答。要解决这一现象，便需要老师在教学中对学生的多方位思维能力进行有效的培养，可以通过一些针对性的训练来让他们对这种思维能力进行有效的总结。

其中之三，便是有的学生为了计算出一个结果，而罔顾事实。这种现象的具体表现便是学生在解答物理题的时候，一般不会去对这个题中物理知识的意义做具体的分析，因此也就经常使得自己计算出来的结果与一些物理事实是不相符的。我们以这个物理题目为例，即“这里有一个220v，1000w的电热水器，规定它的额定电压为14min，而它所产生的热量全部都被水温为30度的水吸收，这个水的重量为2.5千克，问在标准的大气压下水温可以上升多少？”在这个题目中的一个物理事实便是所谓的标准大气压，通过了解，我们可以知道水在标准大气压下一般是不会超过100度的，所以在明确了这样的一个物理事实之后，我们通过数形结合的思维方法，便可以解出正确的答案。针对学生对物理事实不太清楚这一现状，老师可以在平时的教学过程中让学生在解题后，懂得练习物理概念和一些物理规律，从而来看看是否可以将物理事实反映出来。

其中之四，便是在解答物理题目的过程中，学生会因为不懂得迁移，导致他们解不出正确答案。这样的一个现状具体表现为，学生对于解答数学难题是很擅长的，但是要用数学思维来对物理题目进行推理可能就会存在一定的问题，这样的现象其实也就是学生迁移能力不足所导致的。我们照样可以举一个例子，如“我们在一个木块儿上面放置一個体积为34立方厘米的实心铁块，记为A，这个时候木块儿的顶部刚好与水面是对齐的，我们将另一块儿实心的铁块儿（记为B）挂在这个木块儿的下面，如果要使得木块儿加好全部浸在水中，那么这个实心铁块B的体积应该是多大？”在解答这个题目的时候，一般的学生列出一般的计算公式，但是如果要对这些公式进行迁移可能就束手无力了。之所以会这样，是因为学生对于物理公式的推导能力以及对数学思维的迁移能力薄弱，从而使得一些数学上面的技巧没有办法很好的运用进物理学习中。针对这个现象，想要解决这一问题，老师在平时的教学过程中就需要对物理的概念以及规律急性仔细的讲解，并自此基础上引导学生重点记忆数学形式的演绎以及它的推导思维和方式，通过这样的方式，来对学生的数理结合能力进行有效的培养。

二、数学思维方法运用于物理中的具体体现

刚刚提及了数学思想在物理教学中运用时存在的一些问题，虽说确实是存在一些问题，但是在很多方面数学思维与物理教学的结合还是有顺利的一方面。

1.在求取凸透镜的焦距取值范围时运用数学不等式

我们在根据给定条件来求取凸透镜的焦距取值范围的时候，如果只是运用书本或者是传统的物理思维方式的话，学生是很难能够将答案解答出来的。但是，如果利用数学思维来对这个题目进行解答，其难度就会简化许多，在这里，我们可以采用数学教学中学过的不等式（组）的知识来对这一问题进行解答。

例如，在这道物理题目中，“一个人将一只已经被点燃的蜡烛放置在距离凸透镜15厘米的地方，这个时候可以在光屏上得到一个缩小的像，我们缓缓推动蜡烛，在距离凸透镜9厘米的地方停下来，发现光屏上的像变大了，问题：求取这个时候凸透镜焦距的取值范围。”我们先带领学生对这个题目进行分析，首先需要学生明确的是“凸透镜成像”这一规律，学生在明确了这一规律后，老师可以让学生根据这个规律，来找出题目中所对应的物距和焦距之间的关系，然后便可以将其列成一个数学的不等式，从而求出它的取值范围是4.5厘米。

2.在物理学中可广泛应用数形结合的数学思维方式

我們在教学物理的时候，可以发现，在书写一些黑板笔记的时候经常会使用数学中的图像法，通过数学图像方法来将物理现象和物理知识之间所存在的关系清晰的呈现出来。

例如，在学习“物态变化”这一个小节的内容时，我们可以采用温度---实践图像来对一些数据进行直观的呈现，如晶体的熔化或者是液体的沸腾，将它们的一个变化特征表现出来。之所以会用到图像方式，是因为图像法有很多的优点，如直观性、形象性、简洁性以及概括能力强之类的。我们在利用图像法解答物理问题时需要注意它的一个步骤，第一是需要明确图象中所标明的物理量，第二是要对坐标上的分度值有所了解，第三是需要对图像所表达的物理意义有一定的概括，第四是懂得利用图像来对题目中的一些数据进行计算或者是是判断。

3.在物理教学过程中利用数学教学的逆向思维能力

我们还可以在物理教学中采用数学中的逆向思维能力，所谓的逆向思维能力指的是一种与原来思维方式相反的思维，在具体的应用过程中，包括逻辑反向、路径反向或者是顺序反向等，运用逆向思维方式，我们可以从另外的一个角度来认识物理知识，并且在运用这一思维方式的过程中，可以使得学生挣脱于常规思维方式的束缚，从而能够对问题进行巧妙的分析，以此来让他们取得一个想象不到的结果。

三、结语

总的来说，在平时的物理教学过程中，老师不仅要将书上的知识传递给学生，还要将一些思维方式传递给学生，让他们在解答物理问题时懂得采用多种思维方式。在物理教学中采用数学思维，比如说在求取凸透镜的焦距取值范围时运用数学不等式、在物理学中可广泛应用数形结合的数学思维方式以及在物理教学过程中利用数学教学的逆向思维能力，可以使得一些复杂的物理问题得到减弱，从而使学生取得不错的学习效果。

参考文献：

[1]唐修虎.初中物理解题“数学化”的实践与思考[J].新课程导学，2017，（12）：18.

[2]苏婷婷，王较过.初中生数学学习成绩对物理学习成绩的影响[J].中小学教学研究，2016，（09）：10.

[3]韩亮.数学思维方法在初中物理中的应用[J].教师，2015，（12）：05.

（作者单位：广东省深圳市龙华区实验学校518000）