基于数学思想方法的初中物理教学研究

2018-05-11徐建丽

名师在线 2018年5期

徐建丽

（福建省南平市浦城县忠信中学，福建南平 353400）

引言

初中物理属于理科性质的学科，本身具有一定的难度。物理是研究物质运动最一般规律和物质内部结构的一门学科，也是让学生头疼的一门学科。这是因为物理学科的知识具有抽象性、应用性和逻辑性等，这些都比较难把握。初中教学中，要想让学生获得好的物理成绩，教师就需要提高学生的物理问题思考能力，加强学生的实用能力、对问题思考的逻辑性以及理解抽象性的物理概念和物理公式。在初中物理教学的过程中，教师应该注意培养学生对于物理课程的兴趣，在教学物理知识、分析物理问题时不能忽略对学生数学工具的应用能力。

一、初中物理教学中利用数学工具和思想方法的重要性

在初中学习过程中，物理课程和数学课程是作为两门课程的，这一现象就造成了学生在学习过程中形成两门学科的思维方式。因此，学生将数学的思维方式运用到物理的学习和思考中会存在一定的难度。物理学不是一成不变的，在物理的教学过程中，教学内容也相应地会有变化。这种灵活性会提高物理的学习难度。

在初中物理教学中，教师要重视将数学思维和方法融入物理的学习中，重视数学思维，认识数学思维的重要性[1]。初中物理教学中，将数学的思想方法融入物理的学习中，能够让学生结合数学和物理的联系，从而从数学思维能力的实践中找到物理学习的突破口。这对提高学生的物理成绩和物理素质能力有很大的帮助。在初中物理教学中，教师要将数学和物理的学习方法传授给学生，从而让学生提高物理学习水平和解决物理问题的能力。

二、初中物理教学的数学思想方法概述

中学教学中，我们发现数学思维和数学方法存在一种抽象和具体的关系。数学思想可以指导学生学习，而数学方法是数学思想的具体表达。在中学物理课程中，数学思想方法主要有分类讨论思想、数与形结合思想、函数与方程思想、转化与化归思想[2]。

1.分类讨论思想

分类讨论就是将事物进行有特点的分类，然后对一类分别进行研究和求解；或者当问题所给的对象不能达到统一研究时，就要分类出来，然后对每一类分别研究，根据研究结果解答问题。分类讨论思想是一种重要的数学思想，通过分类，可以化整为零，没有重复和遗漏，利于理解物理问题。

2.数与形结合思想

数和形虽是两种表达形式，但两者是同一事物的两方面。数与形都是用来描述物理的基本概念、物理规律以及概念和规律之间的联系和变化。两种形式之间可以相互补充、相互映射、相互转化。比如，要想让学生理解磁性的概念，就必须借助数学思想，利用数形结合的思想与方法，将磁场分布画出来。这种数形结合方法可以将许多物理问题简单化。

3.函数与方程思想

函数与方程思想是指用函数的形式，如反比例函数和一元一次函数等把物理量之间的数量关系表示出来，并结合函数方程的有关性质来解决物理问题的思想。通过数学的运算直接计算物理问题的结果，要理解最后结果的含义。这种物理量的互相关系，可以巧借数学模型，这就达到了数学和物理结合的目的了，从而更好地学习好物理。

例如，有一只装满水的水杯，其质量是1千克，装满密度为0.8×103千克/米3的酒精时总质量达到0.6千克，求解此水杯装满密度为1.8×103千克/米3的硫酸时，总质量为多少千克？

这里可以设空水杯质量为M，体积为V，依题可得：

这样运用数学方程思想可以求出M和V，然后再求装满硫酸总质量即可。

4.转化与化归思想

转化与化归就是把一些未知的问题转化为学生已经学过的知识，从而解决问题的方法。通过这种不断转化，学生可以把陌生的问题，转化为熟悉的、常见且掌握的问题。化归不仅是一种重要的解题思想，是一种基本的思维策略，也是一种有效的思维方式。转化与化归思想在数学思想中的具体体现包括类比思想、极限思想、统计思想、数和形思想。这些在中学物理中都是有应用的。比如类比思想，是根据两类事物的相似性，通过已知的一类对象的性质迁移到未知的一类对象上的思想。这种方法，可以达到有效解决看似复杂的问题的目的。类比思想，不仅可以使问题简单化，还能够让学生简单快捷地记忆公式，从而激发学生的创造力。再如统计思想，在物理中也是比较常见的。比如，在研究自然界的事物或现象时，人们发现有些事物和现象是确定的，有些事物和现象是模糊的、不确定的，这时，就要使用统计的方法。合理应用转化与化归思想，可以达到事半功倍的效果，更好地理解和处理物理问题。

三、初中物理教学中具体应用数学思想与方法的渗透方法

1.对学生不同情况进行教学调整

就当下的教学模式而言，成绩依旧是教师教学的一大目的。因此在物理教学中，教师会只侧重学生的学习知识能力和物理思维能力。学生在学习中要掌握更多的各种各样的物理解题方式，只为了提高成绩。这就给学生带来很大压力，从而造成学生的学习兴趣下降。因此，物理教师应该突破传统的教学模式，打破以自我教学为中心，要根据学生的学习实际情况来调整教学的难度，对于较为抽象的知识要进行详细的教学和分析，运用数学思维和数学具体方法来提高学生的学习兴趣，从而提高学生理解物理问题能力。

2.加强学生物理实验研究，感悟数学思想方法

物理作为一门理科学科，具有很强的实验操作性质。故而应该在物理教学中，加强实验物理，通过重走前辈科学家的物理实验过程，发现物理规律，从问题中主动刺激利用数学思想，利用数学工具去解决物理实验问题。比如在处理欧姆定律实验数据时，可以让学生根据实验数据作图，对图像进行分析，找出规律，最后用数学方式表达，很容易找出电流、电阻和电压的关系，从而对物理概念有更深的理解。

3.培养学生解决物理问题能力时，让其能够主动运用数学思想方法

初中学生的物理逻辑思维能力处于低水平阶段。所以，教师在初中物理教学中，帮助学生解决物理问题时，需要主动引导学生利用数学思想方法，并对学生训练和作业要求，课堂上也需要积极活跃课堂气氛，用数学公式之美来提高课堂的有趣性，通过学生的主动参与、感悟，从而发现物理学的魅力。教师主动引导学生运用数学思想方法，可以让学生有内驱力来学习物理，让学生可以在物理学习过程中结合数学思想和方法，从而克服学习难题，提高其解决物理问题的能力。