初中物理教學(xué)中學(xué)生數(shù)理能力的培養(yǎng)途徑

【摘要】：在初中階段，學(xué)生大多想法是學(xué)科間是相互獨(dú)立的，對(duì)數(shù)理結(jié)合的運(yùn)用能力不強(qiáng)。所以，在初中物理的教學(xué)過程中，教師不僅要注重學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握，為高中物理的學(xué)習(xí)進(jìn)行鋪墊，還要培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)理結(jié)合的能力。本文通過對(duì)教學(xué)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，針對(duì)初中物理教學(xué)中學(xué)生數(shù)理能力的培養(yǎng)途徑提出幾點(diǎn)建議，供大家參考。

【關(guān)鍵詞】：初中物理 數(shù)理能力 教學(xué)途徑 培養(yǎng)

物理的學(xué)習(xí)通常要運(yùn)用數(shù)學(xué)的知識(shí)作為基礎(chǔ)，使用數(shù)學(xué)的解題方法與技巧進(jìn)行物理的求解。但是，就目前的情況來看，初中生幾乎沒有數(shù)理結(jié)合的意識(shí)，對(duì)于在物理的解題中使用數(shù)學(xué)的思維和方法的能力比較弱。

一、通過對(duì)概念的翻譯，讓學(xué)生掌握數(shù)理語言

由圖形語言、符號(hào)語言和文字語言構(gòu)成了數(shù)理語言。通常情況下，物理的定律或是概念，都可以由這三種語言表述出來。比如，對(duì)“勻速直線運(yùn)動(dòng)”概念的描述，用文字語言來表述，即為“勻速直線運(yùn)動(dòng)是最簡(jiǎn)單的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，是指運(yùn)動(dòng)快慢不變（即速度不變）、沿著直線的運(yùn)動(dòng)”；用符號(hào)語言來表述，即為“s=vt”；用圖形語言來表述，即為正比例函數(shù)圖像。

若想培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)理能力，那首先就要訓(xùn)練學(xué)生對(duì)數(shù)理語言的掌握，這是最基礎(chǔ)的也是最關(guān)鍵的。

在初中階段的物理學(xué)習(xí)中，對(duì)概念的解析，能夠幫助學(xué)生建立數(shù)理模型。先讓學(xué)生用比較常用的文字語言來對(duì)概念進(jìn)行描述。比如在進(jìn)行“阿基米德原理”這一實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)時(shí)，讓學(xué)生進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)，并對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行討論，最終得出結(jié)論，由學(xué)生進(jìn)行整理最后文字的形式進(jìn)行輸出。由于物理的概念都是非常精準(zhǔn)并嚴(yán)謹(jǐn)?shù)模瑢W(xué)生的表述可能會(huì)不完整，這個(gè)時(shí)候教師可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)膸椭坏梢耘囵B(yǎng)學(xué)生的語言轉(zhuǎn)化意識(shí)，也能夠幫助學(xué)生加深理解，強(qiáng)化記憶。

二、通過題型特點(diǎn)，構(gòu)建數(shù)理模型

對(duì)于物理的學(xué)習(xí)，主要是知識(shí)架構(gòu)的形成以及對(duì)知識(shí)的運(yùn)用兩大過程，通過對(duì)概念的解析進(jìn)而掌握語言的轉(zhuǎn)化，是對(duì)知識(shí)架構(gòu)的訓(xùn)練。另外一個(gè)重要的過程，是如何將所學(xué)知識(shí)進(jìn)行運(yùn)用，在進(jìn)行物理解題時(shí)，結(jié)合數(shù)學(xué)思維進(jìn)行分析并完成解題。數(shù)理能力的培養(yǎng)，最重要的就是構(gòu)建數(shù)學(xué)模型。即根據(jù)物理學(xué)科的概念內(nèi)容和物理規(guī)律以及各個(gè)物理量之間的關(guān)系進(jìn)行轉(zhuǎn)換，把物理思維轉(zhuǎn)換成數(shù)學(xué)思維，并且根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行具體的分析。所以，在訓(xùn)練數(shù)理能力時(shí)，要注重對(duì)問題的本質(zhì)分析，尋找數(shù)量關(guān)系以及對(duì)問題進(jìn)行歸類是培養(yǎng)數(shù)理能力的關(guān)鍵。問題歸類，意思是把分析需要解決的問題所考查的知識(shí)點(diǎn)，進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)的模塊分類，比如是歐姆定律的問題還是電與磁的問題，是浮力問題還是簡(jiǎn)單機(jī)械的問題等等。對(duì)于知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行分類，就縮小了解題的范圍，有助于解題。接下來便是尋找數(shù)量關(guān)系，即題中給的物理量之間有哪些數(shù)量上的關(guān)系，常見的是幾何條件間的關(guān)系，也有某些原理間的關(guān)系，或是元件結(jié)構(gòu)的關(guān)系等等。無論是進(jìn)行問題分類還是對(duì)數(shù)量關(guān)系的尋找，最關(guān)鍵的還是要認(rèn)真審題。因此通過對(duì)題型進(jìn)行審題訓(xùn)練，也是構(gòu)建數(shù)理模型的途徑之一。

三、運(yùn)用經(jīng)典例題，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用數(shù)理方法解題

數(shù)學(xué)的特點(diǎn)是對(duì)定量的分析，而在物理中一旦涉及到這方面內(nèi)容，就離不開數(shù)學(xué)的方法。初中階段的物理知識(shí)相對(duì)簡(jiǎn)單，但也可以利用簡(jiǎn)單的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行情景創(chuàng)造，進(jìn)而變形為復(fù)雜的難題。對(duì)于這類問題的解決方法，運(yùn)用數(shù)理方法進(jìn)行解決，通常會(huì)達(dá)到事半功倍的效果。接下來用下面的例子來進(jìn)行說明。

比如，小明在斜向下運(yùn)動(dòng)的手扶電梯上，以相對(duì)手扶梯不變的速度，從三樓走到四樓，得到手扶梯的臺(tái)階數(shù)為60，接著從四樓走到三樓，得到手扶梯的臺(tái)階數(shù)為20，問題：求出從三樓到四樓的手扶梯臺(tái)階數(shù)。

單從物理學(xué)科角度來看，這道題是考察相對(duì)運(yùn)動(dòng)以及勻速運(yùn)動(dòng)的知識(shí)點(diǎn)，相對(duì)比較簡(jiǎn)單，但是題中給的條件只有上樓時(shí)的60個(gè)臺(tái)階，和下樓時(shí)的20個(gè)臺(tái)階，沒有更多的信息，難倒大片學(xué)生。對(duì)于這類問題，主要運(yùn)用數(shù)理方法以及數(shù)理模型的構(gòu)建。針對(duì)題中信息不充足的情況，利用數(shù)理模型的構(gòu)建，先假設(shè)一定的物理量，接著再用這些假設(shè)的物理量運(yùn)用數(shù)理方法建立方程。

數(shù)理模型構(gòu)建：設(shè)小明運(yùn)動(dòng)的速度是每秒a個(gè)臺(tái)階，手扶梯自身運(yùn)動(dòng)速度為每秒b個(gè)臺(tái)階，從三樓到四樓的手扶梯臺(tái)階數(shù)是N個(gè)。因此我們可以得出，小明從四樓到三樓相對(duì)于地面的速度為（a+b）/s，到達(dá)的時(shí)間是t1=N/（a+b），由小明下樓時(shí)的條件列出方程N(yùn)a/（a+b）=20……（1），同理能夠得出，小明上樓時(shí)相對(duì)地面的速度為（a-b）/s，（小明的速度大于手扶梯的速度，不然不能夠到達(dá)四樓，即a>b）上樓的時(shí)間t2=N/（a-b），由小明上樓時(shí)的條件列出方程N(yùn)a/（a-b）=60……（2）

數(shù)理方法解方程：根據(jù)模型列出的方程中含有三個(gè)未知數(shù)，在初中階段沒有涉及這方面內(nèi)容，學(xué)生還是不會(huì)解。這個(gè)時(shí)候還是要運(yùn)用數(shù)理方法進(jìn)行解方程，運(yùn)用等式的基本性質(zhì)“等式兩邊同時(shí)乘或除以一個(gè)不為0的整式，等式仍然成立”來進(jìn)行解題。使兩個(gè)方程的等號(hào)兩邊同時(shí)除以a，使得方程變形為只含有b/a和N兩個(gè)未知數(shù)的形式，接下來按照解二元一次方程組的方法進(jìn)行求解，得出N=30。

以上便是運(yùn)用數(shù)學(xué)思維以及數(shù)學(xué)方法求解物理題的過程，充分的體現(xiàn)出數(shù)理方法運(yùn)用的能力在物理學(xué)科中的重要性。

結(jié)束語：

總體來說，初中生數(shù)理能力的培養(yǎng)，需要教師在授課過程中不斷的滲透，通過對(duì)概念的解析，幫助學(xué)生掌握數(shù)理語言，把物理思維轉(zhuǎn)化成數(shù)學(xué)思維。通過對(duì)題型特點(diǎn)的分析，幫助學(xué)生構(gòu)建數(shù)理模型，通過對(duì)經(jīng)典題型的不斷訓(xùn)練，使學(xué)生能夠不斷提升數(shù)理能力的運(yùn)用。在教學(xué)中的結(jié)合各種方法的配合，使學(xué)生能夠更深入的理解整個(gè)物理過程。

【參考文獻(xiàn)】：

【1】孫友祥.公共政策教學(xué)中的數(shù)理方法運(yùn)用[J].湖北大學(xué)成人教育學(xué)院學(xué)報(bào)，2008，26（4）：66-67，70.

【2】宋衛(wèi)東.高中物理數(shù)理研究方法探析[J].中學(xué)課程輔導(dǎo)（教學(xué)研究），2017，11（8）：203.

作者簡(jiǎn)介：姓名：毛葉英（1977年- ），性別：女，籍貫：四川省安岳縣，民族：漢族，職務(wù)：團(tuán)支部書記，職稱：一級(jí)教師，學(xué)歷：本科，研究方向：初中物理。