初中物理解題“數(shù)學(xué)化”成因分析及矯正策略

黃國成

摘要：對(duì)于物理課程來說，在學(xué)科的劃分上與數(shù)學(xué)是分開的，但在學(xué)習(xí)的過程中，物理和數(shù)學(xué)在實(shí)質(zhì)的教學(xué)以及學(xué)習(xí)內(nèi)容上有著很多的聯(lián)系。初中物理是學(xué)生學(xué)習(xí)物理的起步階段，學(xué)生常常會(huì)在接受新知識(shí)的過程中從已有的知識(shí)儲(chǔ)備入手，初中生對(duì)物理學(xué)科的認(rèn)識(shí)尚不全面，在解決物理問題時(shí)運(yùn)用數(shù)學(xué)原理的方式就比較普遍，正因?yàn)槿绱耍渤３?huì)有同學(xué)出現(xiàn)把物理公式理解為純函數(shù)關(guān)系，忽視物理概念、意義、公式的適用的范圍及條件，導(dǎo)致他們在做題時(shí)造成錯(cuò)誤。因此，初中物理教學(xué)時(shí)，教師要引導(dǎo)學(xué)生在解決問題時(shí)注意學(xué)科之間的適度結(jié)合，具體問題要具體分析，教師要防止學(xué)生物理問題數(shù)學(xué)化的傾向。本文分析了初中物理在解題過程中容易被“數(shù)學(xué)化”的原因，并提出了部分物理解題“數(shù)學(xué)化”的矯正策略。

關(guān)鍵詞：初中物理；數(shù)學(xué)化；分析策略

1 初中物理解題“數(shù)學(xué)化”成因分析

1.1 客觀原因—物理公式類的概念較多

在初中物理的課本上，對(duì)于一些物理定律、定理大部分都是通過比值或乘積形式的公式來描述的，例如有：ρ=m/V，R=U/I，P=F/S；G=mg，s=vt，F(xiàn)=ρgV，Q=cmΔt等。這些公式本意是為了方便記憶，都是有附帶一定的物理意義或內(nèi)涵，而這種簡易的記憶方式對(duì)于初中生來說就極易操作為純函數(shù)關(guān)系式解題。

比如，人教版九年級(jí)的物理電學(xué)部分有公式R=U/I，該公式是個(gè)比值定義式，而電阻的概念表示的是不會(huì)隨電壓的變化而變化，也不會(huì)隨電流的變化而變化，電阻的阻值大小與它的制作材料＼長度＼橫截面積有關(guān)。很明顯單純從函數(shù)關(guān)系來理解電阻的定義，這時(shí)學(xué)生會(huì)容易理解成電阻的大小與電壓成正比，與電流的大小成反比，這就導(dǎo)致了嚴(yán)重的錯(cuò)誤。

1.2 主觀原因--解題過程不注視對(duì)其物理意義的思考

物理問題在設(shè)計(jì)的過程中，都是遵循著某個(gè)物理知識(shí)點(diǎn)來進(jìn)行的，包括解題的正確思路應(yīng)該是在求解物理公式、方程的過程中得出正確答案的，而這些方程的求解自然需要數(shù)學(xué)知識(shí)，許多學(xué)生就慣性的開始通過數(shù)學(xué)的解題思路開始做題，而忽略了式子本身的物理意義。導(dǎo)致會(huì)出現(xiàn)很多學(xué)生在考試后都會(huì)問，為什么我的答案沒有錯(cuò)，可老師一分都不給我的現(xiàn)象。

比如，在勻變速運(yùn)動(dòng)的知識(shí)點(diǎn)的課題設(shè)計(jì)中，“求其在某一時(shí)刻的速度”是常見的題型，此時(shí)若不加以分析思考，僅僅用公式求答案就會(huì)一不小心掉陷阱里了，因此要先判定該時(shí)刻是否早已停止運(yùn)動(dòng)，若在該時(shí)刻之前就停止，則此時(shí)刻速度為零，若并未停止運(yùn)動(dòng)便可根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式求解該時(shí)刻的速度。

2 初中物理解題“數(shù)學(xué)化”的矯正策略

2.1 打破固有思維，增強(qiáng)物理意義

學(xué)生中有句俗話“數(shù)學(xué)好的不一定物理好，物理好的數(shù)學(xué)一定好”，這就是大家習(xí)慣性認(rèn)為物理是基于數(shù)學(xué)的，也會(huì)習(xí)以為常的用“數(shù)學(xué)化”思維對(duì)物理知識(shí)進(jìn)行解題，學(xué)生的重點(diǎn)常常關(guān)注在物理量與數(shù)值之間的關(guān)系，卻導(dǎo)致忽略了物理概念本身的意義。因此，教師在教學(xué)的過程中，首先要注意強(qiáng)化學(xué)生對(duì)物理概念、性質(zhì)的認(rèn)知，在引導(dǎo)學(xué)生解決物理問題的過程中，可以有效的創(chuàng)造物理問題情境，建立正確清晰物理模型，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生自行依據(jù)對(duì)象、過程、條件，通過推演得出結(jié)論，使學(xué)生把知識(shí)和情境結(jié)合起來形成新的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，深入地理解物理概念和物理規(guī)律的物理意義。

2.2 針對(duì)物理定律數(shù)學(xué)表達(dá)式，注意適用范圍及條件

物理的一些定律，雖然經(jīng)常用數(shù)學(xué)的方式表達(dá)，但是這些規(guī)律與數(shù)學(xué)還是存在一定的區(qū)別。物理規(guī)律反應(yīng)的是不同物理現(xiàn)象的發(fā)展，有一定的成立條件和適用范圍，教師在教學(xué)過程中尤其要注意應(yīng)突出說明。如F=ρgV這一定律，老師要強(qiáng)調(diào)學(xué)生需要注意的是浮力產(chǎn)生的機(jī)理是由壓強(qiáng)差所形成的。如果出現(xiàn)一種情況，當(dāng)一長方體鐵塊浸沒在容器底部，和容器底咬合無縫隙，并且鐵塊底部不受液體壓強(qiáng)作用時(shí)，就不能再使用浮力公式了

2.3 強(qiáng)化解題規(guī)范訓(xùn)練

解決物理問題的過程，應(yīng)該是綜合運(yùn)用物理概念、定律、定理和數(shù)學(xué)工具的過程，為了避免學(xué)生的固有思想觀念對(duì)物理思維形成的過大影響，教師在教學(xué)時(shí)要加強(qiáng)對(duì)學(xué)生物理解題規(guī)范的訓(xùn)練，常見的就是關(guān)于公式與單位的統(tǒng)一，規(guī)范而嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕忸}過程，遇到分情況討論的要驗(yàn)證答案是否符合實(shí)際，使學(xué)生逐步做到解題規(guī)范化，這樣的要求，有利于學(xué)生掌握科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S態(tài)度，從而可以跳過公式，用物理的角度去看待問題、思考問題，堅(jiān)持應(yīng)用物理觀念解決問題。在規(guī)范化的同時(shí)也要注重零花運(yùn)用定律進(jìn)行實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)，避免將物理解題變成一場數(shù)學(xué)計(jì)算大戰(zhàn)。

3 結(jié)語

總之，物理作為一門自然科學(xué)，既跟數(shù)學(xué)運(yùn)算有著密切的聯(lián)系，同時(shí)有其自身的特殊規(guī)律。所以在物理教學(xué)的過程中，為了使學(xué)生尤其是初中生對(duì)物理概念的正確認(rèn)識(shí)，教師要注意每一個(gè)新的課題和概念的開始就要強(qiáng)化對(duì)這些物理規(guī)律成立的條件的指導(dǎo)，需要運(yùn)用到數(shù)學(xué)知識(shí)的地方不能過于單一，從初中開始就要早發(fā)現(xiàn)早處理，使學(xué)生在物理知識(shí)上獲得提高和進(jìn)步，嘗試靈活運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)來解決物理問題，從而避免物理問題數(shù)學(xué)化的傾向，有利于提高物理教學(xué)質(zhì)量，符合新教育的發(fā)展要求，也有利于在全面發(fā)展的教學(xué)模式下對(duì)學(xué)生的專項(xiàng)培養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王昭娟.數(shù)學(xué)知識(shí)在高中物理解題中的應(yīng)用[J].新課程研究（下旬刊），2018（04）.

[2] 杜云濤.數(shù)學(xué)知識(shí)在高中物理解題中運(yùn)用的幾點(diǎn)思考[J].學(xué)周刊，2017（30）.

（作者單位：莆田第十一中學(xué)）