奠定融合教育，發揮“雙減”力量

王建春

【摘要】隨著基礎教育的改革和“雙減”政策的落實，教育越來越注重學生核心素養的培養.而對于基礎教育中的兩門理科——物理和數學的學習，教學過程中的相互融合滲透，不僅會提高學生對兩科知識的掌握，還會提高數理綜合能力和實踐方面的創新.數學作為理科教學的基礎，其中的數學思想和知識在物理教學中會起到很關鍵的作用，物理中很多規律、定理都是靠數學工具來進行推導計算的.所以，初中數學學科對物理的輔助教學至關重要，物理教師要重視融合教育，在理科教學中滲透數學思想，提升學生理科思維.

【關鍵詞】“雙減”政策；初中物理；數學思想

“雙減”政策的實施，降低了學生們的作業負擔，有利于學生全面綜合發展，但是同時也要求提升學生對學習的興趣和自主學習的能力，符合學生的個性化發展要求.教師在設計教學方案時，要通過創新教學模式，提高學生自主探索的學習能力，幫助學生達到高效學習.

學科融合指的是在進行某一學科的教學時，將其他學科的知識技能融入到教學過程中，更好地鍛煉學生的綜合素養，實現全面的協調發展.融合教育是指通過打破學科間的壁壘，融合滲透教學內容，共同解決某一項問題.在此教學中，學生要綜合運用不同學科的技能，從而體會到知識是相通的、互相促進的，運用知識是需要融會貫通的.

“雙減”政策和學科融合教育二者相輔相成，但都更加考驗教師的教學水平，如何傳遞數學思想，并在物理課堂上熟練運用，達到對物理學科的輔助教學，是非常值得深思的.

1 “雙減”背景下，初中物理數學學科融合教育的意義

1.1 主張啟發性原則，打破思維定勢

課程改革需要創新教學模式和教學思想，并在平時的教學過程中積極嘗試.學科融合教育是有效提高學生綜合素養和自主探索能力、創新思維和加強實際應用的途徑.對于數學和物理這兩個學科，有著密不可分的關系.從學科特點來說，物理是以實驗為本的自然科學，數學是探究數量和幾何空間的自然學科.相對而言，數學學科更具有學習工具的功能，而物理學科有偏實踐的特征[1].

在初中物理教學中，主張啟發式教學，啟發學生運用數學知識推導物理規律，分析計算物理難題，融合數學思想輔助物理知識的教學，這樣有助于學生加深對數學知識的運用和物理學科的理解，更重要的是打破了傳統的思維定勢，拓展了數理思維，提升了物理學科的學習興趣.

1.2 主張系統性原則，打通內在邏輯

數學和物理兩個學科之所以能夠融合教學，是因為數理兩科存有內在邏輯的統一性.隨著新課改的推進，數理融合教學的重要性顯而易見[2].學科融合應該圍繞一個準確的教學目標展開，首先教師要有系統性的知識羅列，再有明確的思路，讓學生有清晰的學習目標，最后通過設計一系列的教學活動，向學生傳遞解決問題的思想和過程.

當確立好系統性原則后，會更容易發現事物的內在邏輯，融會貫通從抽象到通俗看待問題.數學思維融入物理教學能夠幫助學生準確地理解物理邏輯，比如數學中由繁到簡、由特殊到一般的數學思想，能夠系統性地幫我們解決物理問題.

1.3 主張開放性原則，重視方法內涵

在初中物理學科的教學中，融合數學學科教學的意義在于解決問題，不論是探究物理規律還是推導物理定理，又或是觀察實驗現象，都是在使用數學工具解決實際問題.學科融合打破了學科間的壁壘，以問題為出發點，依靠開放式的思想，激發學生解決問題的思維，鼓勵學生從不同的角度探究和分析問題，讓學生解決問題的能力得到提高.

初中階段，數學和物理的學習并沒有很大的深度，在學習物理時，教師可以由生活現象走向物理學習，再把物理理論應用到生活實踐中去，增強學生的自主探索能力，開放性引導學生尋求方法.

在初中物理教學過程中，有很多問題都是兩學科相互滲透的，比如行程問題、金屬含量、密度浮力問題等屬于既有數學學科內容又有物理規律.在物理課堂適當補充數學知識有助于學生快速形成解題思路，借助數學快速總結物理規律，進而抓住問題的關鍵內涵.

2 “雙減”背景下，初中物理數學學科融合教育的策略

物理學科的核心素養包括培養學生的物理觀念、科學建模、科學推理和科學論證四個方面.需要運用數學學科中的抽象概念的理解，數學建模和邏輯推理、數學運算等知識.物理核心素養的培育不是單一學科能夠達成的，需要數理融合教學.但一般在物理教學中，教師只關注自己物理學科的知識，忽視了數學的技巧和方法，這就會對物理的學習產生限制性.那么，如何將數學與物理有效融合，達到用數學知識解決物理問題的學習效果呢？下面就以幾個實際物理教學中的應用為例，體會物理數學學科融合教育的意義.

2.1 運用數學學科中“比值定義”理解物理概念

比值是物理學科中一個非常重要的概念，是兩個物理量相除得到的商，即用小學數學除法的意義來理解，就是求平均分.比如用路程除以時間是將路程平均分為時間等分，即求單位時間通過的路程；用時間除以路程是將時間平均分為路程等分，即求單位路程所用時間.這樣應用數學思維就把抽象的物理意義加以理解.如人步行的速度大概是1.2m/s，表示人在1s內行走了1.2m的路程；再如水的比熱容為4.2×103J/（kg·℃），這個物理意義理解就非常抽象，用數學中除法的思想就不難理解，表示1kg的水溫度升高或降低1℃時，吸收或放出的熱量為4.2×103J[3].

初中物理中有很多用“比值法”定義的物理量，一類是描述物體運動狀態的，比如速度、加速度等.另一類是用比值法定義物質屬性的，它們的共同特點是由物質本身決定，與定義它的物理量無關，比如密度、比熱容、熱值.還有一類是反應影響物理量因素的，比如壓強、功率、機械效率、電流.這四類用數學方法比值定義的物理概念，其學習定義的核心素養是需要理解物理量的含義.比如：一滴水與一杯水，它們是由同一種物質組成的，物質屬性相同，所以密度相同，與它們的質量、體積無關，而它們的質量與體積成正比，比值是一個定值，即為密度.另一方面，數學形式上用比值表示的式子并不一定就是比值定義法，如公式g=G/m，雖然在形式上是比值，但不符合比值定義法的其他特點.

因此，在初中物理教學中，明白比值定義法是如何定義物理概念的有助于領會物理量的含義，分析定義式中的決定因素和無關因素，從而掌握物理概念和規律、培養解題能力.

2.2 善用數學學科中“圖象分析”發現物理規律

初中物理教學中，學習了“速度-時間”圖象、“質量-體積”圖象、“電流-電壓”圖象、“電流-電阻”圖象等.數學圖象分析也是研究物理問題的基本方法之一，并且具有直觀的特點，能夠明確反映出物理量之間的變化關系，教師不僅要引導學生足夠重視圖象，還要帶領學生探究圖象中的物理意義，加強實驗現象與圖象間的聯系.

對于物理圖象并不熟悉，遇到需要分析圖象的題目時，甚至會“無從下手”，不能利用圖象的物理意義解題[4].教師應該適時補充數學圖象知識，引導學生通過梳理公式中量的關系，畫出圖象后再進行圖象的解讀.在某些問題上，圖象的優勢是大于公式的.第二種圖象的應用是在圖象中表示實驗數據，首先在處理實驗數據時，教師要引導學生運用公式法、圖象法進行數據分析，在進行實驗的同時，繪制出相應的物理圖象.這樣學生可以更直觀地對比不同的實驗現象，聯系不同物理量之間的關系，進而得出物理規律.圖象中的物理意義直觀詳細，在教學過程中，教師要帶領學生分析特殊點、特殊位置的含義，挖掘圖象信息.

例如 在“探究影響浮力大小的因素”時，用彈簧測力計、木塊和其他實驗儀器進行實驗，實驗結果記錄在“拉力-繩子上升高度”的直角坐標系中.勻速拉動繩子，并間斷性記錄彈簧測力計上拉力的示數，最終學生可以得到結論：木塊在剛露出水面時，拉力逐漸變大.當木塊完全高出液體表面時，拉力的大小幾乎不變.可以得出：在同種液體中，隨著物體漸漸被拉出液面，物體排開液體的體積減少，繩子上的拉力變大，因此得出：物體所受浮力的大小與物體排開液體的體積有關，排開液體的體積越大，所受浮力越大.

2.3 巧用數學學科中“方程思想”解決物理問題

方程思想是一種重要的數學解題思路，要學會捕捉題目中的數量關系，根據題目給出的條件找出等量關系列出等式方程或方程組[5].教師應該培養學生們的方程意識，在數學學科中學習方程的目的就是解決問題，在物理學科中即為數學技能的運用.作為一種重要的數學思想，構造方程或方程組是解決綜合性問題的重要手段，在平時的教學中，教師應該引導學生逐步形成方程思想，在日積月累中增強方程的意識.

例如 初中物理的電學部分，電路涉及的物理量較多且變化頻繁，在解未知量時，學生們往往不知道頭緒在哪里，已知量太少.教師應帶領學生由簡入難，由淺入深，把用到的物理規律重復幾遍，根據開關在不同位置或滑動變阻器所在不同位置以及根據電表位置不同畫出不同的等效電路，找出等量關系運用數學學科中的方程思想列出等式，來求解變化電路中的物理量，就會把問題變得具體明了.這樣結合數學方程思想和物理定律就完成了物理問題的解答.

3 結語

“雙減”背景下，新課程改革強調要全面提升教學實效，發展學生的綜合素養，在這樣的教育背景下，教師要不斷更新教學理念，積極探索教學模式.初中物理和數學這兩門學科，都具有抽象、邏輯性強、嚴謹性強等特征，數學學科可以作為探究物理規律的工具性學科，而物理又能給數學教學提供運用素材，二者密切相關.學生認識問題的角度、對待理科的學習態度、解決問題的數學思維和方法的遷移運用都對物理語言的表達、物理概念的探索和物理規律的總結有著不同程度的影響.

結合初中數學的學科知識和核心素養對初中物理學科進行輔助教學，教學設計要把初中數理教材和教學目標進行融合，將知識點進行梳理，最后通過解決問題體現融合教育的意義.融合教育既能加深學生的思維深度，提高學習效果，更能讓學生們產生思想的碰撞，提高綜合素養.在教學中，應該持續推進學科融合教育，引導學生從不同的角度思考問題，發揮學科融合的作用.事實上，每個教學活動都不止靠一門學科的知識和技能就能完成，因此，學科的融合教育也有利于學生進行各種教學探究活動，促進學生全面發展.

【基金項目：本文系定西市教育科學“十四五”規劃2022年度課題“雙減背景下初中數學和物理學科思維融合的實踐研究”（項目編號：DX[2022]GHB0476）的研究成果】

參考文獻：

[1]陳晨，郝四柱.芻議學科融合理念下初中物理教學中數學思想的滲透[J].中學物理，2021，39（20）：5-8.

[2]梁芳.學科融合在初中數學教學中的運用[J].基礎教育論壇，2021（12）：76-77.

[3]錢健.融合教學：還原知識的本來狀態[J].北京教育（普教版），2018（03）：88.

[4]李坤杰.基于輔助物理學習的初中數學教學設計與分析[D].聊城大學，2021.

[5]潘碧云，湯金波.中考物理“融合式”命題的發展趨勢分析[J].中學物理，2022，40（12）：62-65.