初中物理解題“數學化”成因分析及矯正方法

張國錦

不少學生在學習物理課程時，會不自覺地代入學習數學課程的思維，長此以往，導致學生在解決物理問題時也會出現數學化傾向。所謂物理解題存在的“數學化”思維傾向，指的是初中生群體在解決物理題的過程中，對題干中出現的數字過度重視，通過數學思維來解題，缺乏對題干中邏輯關系的分析以及理解。針對這一問題，物理老師需要對癥下藥，采取具有針對性的解決措施，讓學生能夠明確物理題的解答步驟和思維方式。

一、在初中階段物理習題解決過程中出現“數學化”傾向問題的成因

（一）對物理題目中出現的數字過分重視

在初中階段物理學習過程中，不少學生會利用“數學化”的思維來解題。在過去，數學老師經常讓學生以題目中出現的數字信息作為線索來解題，對數字之間的關聯進行分析，通過分析解答題目。但物理題中出現的數字并不是均有意義的，所以初中生在解題時，不能只重視題目中出現的數字。

（二）初中生不了解物理公式具體的適用范圍

雖然課本中已經給出了物理公式差異性的適用范圍，要滿足了某些條件，這些公式才可以進行使用，但在實際學習中，很多學生只是簡單地將數字套人公式，并不會考慮公式的適用范圍，使得解題出現“數學化”傾向，對于后續的物理課程學習也會產生負面影響。

（三）缺乏物理學科思維

學生在初中階段才開始接觸物理知識，所以在學習物理課程之前，并沒有系統的完備的解題思維，而且物理老師在教學時也并未刻意培養學生的解題思維，這使得初中生仍會利用數學學科的思維去對物理問題進行思考。這無疑會導致初中生在解決物理問題過程中出現數學化的傾向。

二、矯正初中階段物理習題解決過程中“數學化”傾向問題的有效路徑

（一）創新思維方式，激發初中生的物理思維

現階段有些初中生未對數學與物理學科之間存在的關系進行深入分析，仍然習慣通過數學思維方式思考物理問題，忽視了運用物理思維來解決物理問題。很多初中生往往對物理量之間存在的數值關系高度重視，卻未能充分了解到物理概念所蘊含的意義。因此，初中生應當在分析和解決物理學科問題的過程中，按照以下的步驟和思維過程進行解題：首先，可以按照物理問題所處的問題情境，正確、清晰地認識物理圖像，建立物理模型；然后學生可以按照對象和條件等一系列內容，正確選擇物理公式和解題方式。上述步驟中，前兩點是形象思維，需要根據問題展開分析，而最后一點則是抽象思維，要按照概念、規律所存在的邏輯關系以及內在聯系，進行深入思考，得出最終結論。

以“我們是怎樣聽到聲音的”這節課的教學為例。這部分課程是需要讓初中生了解到人耳是如何感知到聲音傳播的，而且要了解雙耳效應以及骨傳導效應。初中生在學習這部分知識的過程中，老師可以鼓勵學生先自主進行教材內容的閱讀，并指出自己對教材內容的不解之處，同學之間相互進行答疑解惑；然后物理老師快速講解學生熟知的知識內容，并對于學生難以理解的知識進行重點講解，引導學生探究。這種教學方式有利于幫助初中生養成物理學科的思維方式，提升其解答物理習題的能力。

（二）強化對解題規范的訓練，以培養初中生的物理新理念

按照現階段初中生將物理問題當成數學問題解答的現狀來看，初中生的思維模式仍然停留在數值計算這一層面，既沒有形成物理知識學習的新觀念，也沒有形成通過物理觀念來解決物理問題的物理學科思維。因此，初中物理老師需要強化對學生解題規范方面的指導。

以“聲音的特性”知識教學為例，教學中會涉及有關聲音強弱這部分知識的研究實驗，若題目中出現了有關內容，就要求學生把實驗中推斷出的條件信息在實際解題過程中清楚地進行表達。唯有如此，才是完整的、系統的物理習題解答過程，才不會使解題出現“數學化”傾向。

（三）對數學和物理教材內容進行學科區分

在初中學習階段，數學和物理學科還是應當做好學科區分工作的。初中物理老師可以將教材內容作為區分學科的關鍵。

比如，在“長度與時間的測量”相關知識內容的教學過程中，教學導學與數學學科中學過的內容十分相似，而且導學通常是利用周邊物體測量長度，認識常見的長度符號以及單位等內容。以這些知識點進行課程內容的展開，會讓很多初中生感到熟悉，也不會對這部分知識的學習產生畏難心理。自然而然，學生也就會產生沒必要對數學學科和物理學科的這部分的知識進行區分之感。尤其是解題中，單位和計算方法都一致，這時物理老師如果想要幫助學生區分這兩門學科中有關時間與長度的測量知識，就需要為學生做出解釋：大家學習有關這個章節的知識內容時，是想要對物理學科所具有的奧秘進行探索，數學學科當中學習這部分內容更多是為了計算。

“我們學習物理學科的這一章節后，還需要對秒表相關的知識進行了解，因為秒表會在我們后續學習過程中起到很重要的作用，會在實踐中經常使用到。”“對本節課物理知識的學習，可以讓我們了解到光年是計量天體間時空距離的長度單位。我們大家來想一下，在數學知識學習過程中會有光年這樣的概念嗎？”這種類型的引導有利于幫助初中生群體更加明確區分數學和物理教材的側重點，認識學科區別，在后續學習過程中自覺區分。在初中階段，雖然這兩門學科之間的差別并不明顯，可隨著物理知識學習的深入，對學科進行區分會對學生日后學習物理知識產生很大的幫助。

（四）分析具有數學化傾向的物理問題要針對性解題

初中階段物理學科教學中要想解決數學化的傾向問題，還需要從初中生的實際情況出發，不能搞“一刀切”。教學實踐過程中，必須要認識到初中階段物理學科是單獨的一門學科，數學則是一門工具學科，兩者之間具有很大的區別，數學計算對于物理學科而言更多是解題所必需的工具，但卻不是解題所需要的全部能力。

教師也要思考研究：這道題是否真正運用到了數學方面的知識？為什么一涉及物理的計算題，學生就會把物理題和數學計算混為一談？是否是部分初中生未能把物理學科當作單獨的一門學科來看？教師要找到原因幫助學生在物理知識學習過程中培養物理思維，真正從觀念上進行改變。初中階段物理學科解題過程中出現的“數學化”傾向問題具有不同的成因，部分學生是由于未意識到自己存在“數學化”問題，還有些學生純屬故意為之，所以，物理老師必須要從具體情況出發展開針對性指導和幫助，以提升初中生對數學和物理教材內容進行區分的意識，使他們能夠對物理學科有正確的認識。

（五）重視對物理知識所蘊含的意義，幫助學生建立起物理學科知識體系

當初中生將物理問題當成數學問題進行解答時，部分學生仍只關注數字，而忽視了物理問題中蘊含的物理屬性、物理規律，以及概念中蘊含的物理意義，導致只是得到了純“數學化”的答案。物理教師可以在日常教學中引導初中生構建物理學科知識體系，可通過小組合作學習的形式共同收集和整理學習資料，調動他們的學習興趣，結合情境與知識創新原有的物理學科知識體系，使他們能夠掌握物理學科規律以及概念所蘊含的重要意義，并把它們運用到解決物理問題的實踐當中。

（六）訓練初中生分析物理題目的能力

初中生之前很少接觸過物理學科方面的知識，缺乏物理學科解題經驗，而且老師在訓練學生解物理題目的過程中，并不會引導學生分析題目，往往是讓學生自己直接做題；在學生解完全部題目以后，就收上來批改，然后進行統一講評。這樣一來學生缺乏自主分析題目的能力。針對這樣的情況，教師可在講評題目的時候多提出引導性問題。例如，在產生聲波的實驗中，題干中寫道“將薄橡皮膜在杯口上繃緊，并在上面放置上泡沫塑料屑，然后敲動盆子，我們可以觀察到怎樣的現象？”教師應當引導初中生群體進行認真分析，通過自主思考獲得問題答案。這種教學形式可以促使初中生在學習過程中逐步養成通過物理學科思維進行分析的習慣，有利于避免學生在物理解題中出現“數學化”傾向。

綜上所述，物理老師應當在日常教學中有意識地培養初中生的物理學科素養，使他們能夠在碰到物理學科問題時，以物理學科思維來看待問題、分析問題和解決問題，并對學生解決物理問題時存在的“數學化”傾向思維進行矯正，以激發初中生的物理學科思維，幫助他們構建起系統的物理學科知識體系。