數學規則哲學的思想在物理教學中的應用

　　學生在初中階段的數學中已經學習了“正負得負、負負得正”的數學規則，可以說每一個高中學生對這個數學規則在數學計算方面，掌握得十分熟練。然而“正負得負、負負得正”的數學規則不僅應用在數學計算中，在物理教學和物理學習過程中應用也十分廣泛。
　　比如，在初中的光學內容中，我們知道有凸面鏡、凹面鏡、凸透鏡、凹透鏡，其中凸面鏡、凹透鏡對光線有發散作用，凹面鏡、凸透鏡對光線有會聚作用，通過對比分析可知凹面鏡、凸透鏡是一凹一凸、一面一透正好是兩個相反，但他們對光線都有會聚作用的結果卻是相同的，同樣凸面鏡、凹透鏡也是一凹一凸、一面一透正好是兩個相反，但他們對光線都有發散作用的結果也是相同的，正好對應了“負負得正”的規則。而一凹一凸的兩個面鏡和一凹一凸的兩個透鏡其中條件中只有一個相反，但它們對光線一個是發散一個是會聚，結果正好相反，也正好對應了“正負得負”的規則。這樣，在學習中我們只要記住凸透鏡對光線都有會聚作用，我們就可以利用“正負得負、負負得正”的數學規則，很容易知道凸面鏡、凹面鏡、凹透鏡、凸透鏡對光線是會聚還是發散。高中物理必修1第四章用牛頓運動定律解決問題（二）中關于超重和失重，加速上升和減速下降發生超重現象，加速下降和減速上升發生失重現象，條件是加速、減速上升、下降，在超重中是一加一減、一上一下正好是兩個相反，但結果都超重。在失重中同樣也是一加一減、一上一下兩個相反，但結果都是失重。正好對應了“負負得正”的規則。若加速上升和加速下降是一同一反，他們的結果是一個超重一個失重正好相反，也正好對應了“正負得負”的規則。所以只要我們記住加速上升是超重，那么減速下降、加速下降和減速上升時發生的現象利用“正負得負、負負得正”的數學規則，很容易判斷是超重還是失重。在高中選修3-2第三章中“磁場對運動電荷的作用力”一節中，關于洛倫茲力方向的判斷中左手定則是這樣規定的：伸開左手，使拇指與其余四個手指垂直，并且都與手掌在同一個平面內；讓磁感線從掌心進入，并使四指指向正電荷運動的方向，這時拇指所指的方向就是運動的正電荷在磁場中所受洛倫茲力的方向。在左手定則中，伸開左手、磁感線從掌心進入、正電荷運動的方向是判斷洛倫茲力方向的條件，而拇指所指的方向就是運動的正電荷在磁場中所受洛倫茲力的方向是結論。左手定則中，判定的是正電荷在磁場中所受洛倫茲力的方向，如果是負電荷的話，課本中給定負電荷受力的方向與正電荷受力的方向相反。課本對負電荷受力的方向只是給了一個結論，并沒有說明和論證。
　　在負電荷受力的方向教學中，我是這樣說明的，因為在“左手定則”中，所有的條件都保持，其他的條件都沒有改變，只是將正電荷變為了負電荷，是將條件中的一個條件相反了，相當于是一個負，則由“正負得負、負負得正”的數學規則，我們就可以判斷出負電荷受力的方向與正電荷受力的方向相反。那么“左手定則”中的磁場方向、電荷運動的方向和電荷的電性三個條件中根據改變的個數，利用“正負得負、負負得正”的數學規則，很容易判斷出正（負）電荷在磁場中所受洛倫茲力的方向。
　　通過以上三個例子可以看出，“正負得負、負負得正”的數學規則不僅在初中物理教學中可以應用，而且在高中的物理教學中也可以應用，不但在力學、光學、電學中可以應用，它可以應用在更廣泛的物理教學中。“正負得負、負負得正”的數學規則不僅是初中數學的學習內容，實際上它是哲學思想“否定之否定”的一個具體表現。
　　“正負得負、負負得正”的數學規則在學習中是數學知識，但在物理學習和物理教學中是經常用到的。作為教師不但要教會學生知識的學習，更重要的是教會學生怎樣學習，教他們學習的方法，學習的技巧，更重要的是一種思維的方式，使他們不斷地了解和認識各學科的學習不是獨立的學習，是一種相互聯系的學習。特別是“正負得負、負負得正”的數學規則在物理知識學習中，在一定程度上可以減輕學生學習的負擔，同時也可以激勵學生學習的興趣，讓學生牢固地建立起用數學的方法解決物理問題的思維方式。
　　故我們利用“正負得負、負負得正”是遵照數學的規則、哲學的思想，解決的是物理的問題。
　　（作者單位 新疆維吾爾自治區喀什市農三師第一中學）