探討如何避免物理問(wèn)題數(shù)學(xué)化

（長(zhǎng)郡中學(xué) 湖南長(zhǎng)沙 410000）

引言

物理問(wèn)題的解答離不開(kāi)數(shù)學(xué)知識(shí)，但如果在面對(duì)物理問(wèn)題時(shí)完全利用數(shù)學(xué)思維進(jìn)行解答，那么最終得出的答案就很容易出現(xiàn)錯(cuò)誤，同時(shí)也會(huì)給我們的物理學(xué)習(xí)帶來(lái)很大麻煩，因此，避免物理問(wèn)題數(shù)學(xué)化對(duì)于高中物理學(xué)習(xí)來(lái)說(shuō)是非常重要的。[1]

一、物理問(wèn)題數(shù)學(xué)化的表現(xiàn)

1.輕視物理概念

物理概念是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界客觀(guān)規(guī)律的總結(jié)，其對(duì)于物理問(wèn)題的解決有著非常重要的指導(dǎo)性作用，然而由于物理習(xí)題與數(shù)學(xué)習(xí)題在解題方式上比較相似，而高中生接觸物理學(xué)科的時(shí)間又比較短，尚未形成正確的物理問(wèn)題解題思維，因而在面對(duì)物理習(xí)題時(shí)，很多學(xué)生常常會(huì)過(guò)于重視計(jì)算，而忽視題中隱含的物理概念，從而出現(xiàn)物理問(wèn)題數(shù)學(xué)化的情況。[2]

例1 某汽車(chē)以36km/h的速度在高速公路上進(jìn)行直線(xiàn)行駛，在前方出現(xiàn)障礙物后及時(shí)進(jìn)行剎車(chē)后得到的加速度大小為4m/s2，剎車(chē)一段時(shí)間后汽車(chē)靜止，那么汽車(chē)剎車(chē)后出現(xiàn)的位移距離是多少？

例如在例1中，已知汽車(chē)行駛速度為36km/h、剎車(chē)后加速度為4m/s2，根據(jù)這些條件可知?jiǎng)x車(chē)后汽車(chē)位移的時(shí)間為9s，為求出剎車(chē)后的位移距離，很多學(xué)生都會(huì)利用已知條件與勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行計(jì)算，之后直接求出汽車(chē)剎車(chē)后的位移距離。但需要注意的是，汽車(chē)在剎車(chē)后的速度是逐漸遞減的，因而汽車(chē)剎車(chē)后的勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)實(shí)際上屬于勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，這說(shuō)明汽車(chē)剎車(chē)后的加速度并非4m/s2而是-4m/s2，這樣在已知條件出現(xiàn)錯(cuò)誤的情況下，學(xué)生自然也就無(wú)法通過(guò)計(jì)算求出正確答案。如果在數(shù)學(xué)習(xí)題中，給出已知條件的情況下直接利用公式進(jìn)行計(jì)算并不會(huì)出現(xiàn)這樣的問(wèn)題，然而在物理學(xué)科中，勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)實(shí)際上分為勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)與勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，如果我們?cè)诮忸}過(guò)程中忽視了這一概念，那么解題的正確率就會(huì)受到很大的影響。

2.忽視物理事實(shí)

物理學(xué)科的知識(shí)內(nèi)容不僅來(lái)源于現(xiàn)實(shí)世界，同時(shí)也需要應(yīng)用于現(xiàn)實(shí)生活之中，因而在高中階段，大多數(shù)的物理習(xí)題都與現(xiàn)實(shí)生活中存在著密切的聯(lián)系，同時(shí)題目也會(huì)以現(xiàn)實(shí)生活情景的形式呈現(xiàn)出來(lái)。在這些習(xí)題中，很多必然規(guī)律并不會(huì)直接列出，而是會(huì)隱藏在題目構(gòu)建的現(xiàn)實(shí)生活情景之中并作為題目給出的已知條件之一，如果我們?cè)趯忣}過(guò)程中未能加以注意，就很容易忽略，但這些條件對(duì)于解題來(lái)說(shuō)確實(shí)必不可少的。同樣以例1為例，根據(jù)題目中的剎車(chē)后加速度、汽車(chē)行駛速度等已知條件，一些學(xué)生已經(jīng)認(rèn)識(shí)到了汽車(chē)在剎車(chē)過(guò)程為勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)這一隱藏概念，之后根據(jù)汽車(chē)行駛速度與剎車(chē)后加速度求出汽車(chē)剎車(chē)到靜止的時(shí)間，利用勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律中速度與時(shí)間的關(guān)系公式得出剎車(chē)后位移時(shí)間為10s，之后再根據(jù)位移公式求出正確的位移距離，這一解題過(guò)程雖然看上去并不存在問(wèn)題，但實(shí)際上剎車(chē)后的最后一秒汽車(chē)已經(jīng)進(jìn)入靜止?fàn)顟B(tài)，即速度為0m/s，那么其位移時(shí)間自然也就不是10s而是9s，學(xué)生忽視了汽車(chē)速度降為0后不再位移這一物理事實(shí)，直接帶入錯(cuò)誤的位移時(shí)間進(jìn)行計(jì)算，其結(jié)果自然同樣是錯(cuò)誤的[1]。

3.盲目套用公式

在物理問(wèn)題的解答過(guò)程中，物理公式的運(yùn)用是非常關(guān)鍵的，但每一個(gè)物理公式都有著明確的適用范圍，如果忽視了其限制條件而盲目使用公式，那么就會(huì)給物理問(wèn)題的解答帶來(lái)麻煩。例如摩擦力具有著物體間相互接觸、物體間有相互擠壓作用、物體接觸面粗糙、物體間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)等四個(gè)判定條件，只有滿(mǎn)足這些判定條件，問(wèn)題才適用摩擦力相關(guān)公式，如果我們?cè)诮忸}時(shí)在題目已知條件未滿(mǎn)足摩擦力判定條件的情況下就盲目套用公式，那么解題思路就會(huì)陷入誤區(qū)，答案也會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤。

二、避免物理問(wèn)題數(shù)學(xué)化的有效策略

1.重視物理概念與客觀(guān)規(guī)律

物理學(xué)科雖然與數(shù)學(xué)學(xué)科存在著緊密的聯(lián)系，但卻是以各種物理概念為基礎(chǔ)的，只有對(duì)物理概念有著準(zhǔn)確、深入的理解，在面對(duì)物理習(xí)題時(shí)才能夠迅速抓住問(wèn)題的核心，并盡快找到正確的解題思路，反之如有對(duì)于物理概念的理解比較模糊，那么在解題時(shí)也會(huì)很容易陷入誤區(qū)。因此，我們?cè)谶M(jìn)行物理學(xué)科的學(xué)習(xí)時(shí)，需要對(duì)物理概念的含義、內(nèi)涵、延伸、定理、定律、公式等進(jìn)行明確，同時(shí)了解公式中各符號(hào)的代表含義。同時(shí)在解題過(guò)程中也要注意結(jié)合物理概念展開(kāi)思考，準(zhǔn)確判斷題意，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)物理問(wèn)題的正確分析，避免將物理問(wèn)題數(shù)學(xué)化。另外，物理問(wèn)題的解答并不是簡(jiǎn)單的計(jì)算，而是以現(xiàn)實(shí)世界客觀(guān)規(guī)律為基礎(chǔ)的，在面對(duì)生活化習(xí)題時(shí)，我們需要結(jié)合題中的情境對(duì)實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行認(rèn)知，尊重物理事實(shí)與客觀(guān)規(guī)律，從而對(duì)題目中隱含的條件進(jìn)行明確。

2.嚴(yán)格審題習(xí)慣

在解答物理習(xí)題時(shí)，我們之所以會(huì)將物理問(wèn)題數(shù)學(xué)化，在很多時(shí)候都是由于審題不清，未能發(fā)現(xiàn)題目必要中的物理語(yǔ)言描述與隱含條件，也未對(duì)中間量進(jìn)行假設(shè)交代，總是急于找公式進(jìn)行計(jì)算，從而導(dǎo)致解題錯(cuò)誤。因此，在日常進(jìn)行習(xí)題訓(xùn)練時(shí)，我們需要注意仔細(xì)審題，將題目中出現(xiàn)的物理過(guò)程進(jìn)行明確，之后再將各種已知條件列出來(lái)，從整體的角度來(lái)對(duì)題目進(jìn)行審視，明確其屬于哪幾部分的知識(shí)，適用于哪些物理公式，之后再尋找解題思路，并利用公式展開(kāi)計(jì)算，同時(shí)在解題結(jié)束后，還要注意根據(jù)答案對(duì)計(jì)算結(jié)果的正確性、合理性進(jìn)行檢查，提高解題的準(zhǔn)確率。這樣長(zhǎng)期下來(lái)，我們就能夠養(yǎng)成良好的解題習(xí)慣，解題步驟會(huì)更加規(guī)范，而物理問(wèn)題數(shù)學(xué)化的情況也能夠得到有效避免[2]。

結(jié)語(yǔ)

總之，物理問(wèn)題數(shù)學(xué)化的表現(xiàn)與原因存在于很多方面，同時(shí)也會(huì)給物理學(xué)習(xí)與物理問(wèn)題解答造成很大影響，但只要我們能夠規(guī)范自身解題習(xí)慣、重視物理概念與物理事實(shí)，并在日常學(xué)習(xí)中對(duì)公式、概念、適用條件等進(jìn)行明確，這一問(wèn)題就能夠得到有效避免。