融合教學(xué)：還原知識的本來狀態(tài)

錢健

學(xué)科融合是指在承認(rèn)學(xué)科差異的基礎(chǔ)上打破學(xué)科邊界，促進(jìn)學(xué)科間相互滲透、交叉的活動。這對學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)的發(fā)展與創(chuàng)新意識的提高都大有裨益，學(xué)科之間的融合教學(xué)符合當(dāng)下社會對創(chuàng)新教育的要求。本文簡要闡述初中數(shù)學(xué)與物理學(xué)科如何進(jìn)行融合教學(xué)。

發(fā)現(xiàn)學(xué)科教學(xué)中的問題。數(shù)學(xué)與物理學(xué)科融合的前提是存在問題，而且這一問題是單一學(xué)科無法解決的。如初中數(shù)學(xué)與物理中的“重心”問題。《測量物體的重心》是北師大版物理教材八年級下冊第七章中的一個小實(shí)驗(yàn)，教材中介紹了采用懸掛法找不規(guī)則物體重心的方法。學(xué)生可以通過動手實(shí)踐，感受并確定板狀物體重心。教學(xué)過程中，學(xué)生對懸掛法的正確性存在疑惑：為什么這樣就能確定物體的重心？依據(jù)是什么？這些在教材中并沒有明確表述。而在人教版數(shù)學(xué)教材八年級上冊第十一章《三角形》中也提到了“重心”：三角形的三條中線相交于一點(diǎn)，三角形三條中線的交點(diǎn)叫做三角形的重心。這里從數(shù)學(xué)角度告訴了學(xué)生什么是三角形重心及三角形重心的確定方法。但為什么這個交點(diǎn)就是重心？依據(jù)是什么？學(xué)生從物理角度知道了“懸掛法可以找到物體的重心”，從數(shù)學(xué)角度知道了“三角形三條中線的交點(diǎn)是三角形的重心”，學(xué)生對重心的認(rèn)識是零散的、分裂的。因此，“重心”的教學(xué)需要兩個學(xué)科的融合。

確定學(xué)科融合的結(jié)合點(diǎn)。數(shù)學(xué)和物理學(xué)科中都有關(guān)于“重心”的內(nèi)容，但又有各自明顯的不足：物理重實(shí)驗(yàn)結(jié)果，缺乏基于學(xué)生已有數(shù)學(xué)知識的理論分析；數(shù)學(xué)重圖形結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析，缺乏相關(guān)物理概念的解釋及直觀的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。因此，“重心”就可以成為數(shù)學(xué)、物理學(xué)科融合的結(jié)合點(diǎn)。

打通學(xué)科間的壁壘。在進(jìn)行“重心”這一內(nèi)容的教學(xué)時，應(yīng)融合數(shù)學(xué)和物理學(xué)科對這一內(nèi)容教學(xué)的認(rèn)識，從數(shù)學(xué)和物理兩個視角進(jìn)行講解。從物理角度分析。靜止的物體只受兩個力——重力和拉力。二力平衡時，二力必須等大、反向且處于一條直線上，即重力與繩子處于一條直線上，因此繩子所在的直線通過重心。兩次懸掛的繩線所在的直線都通過重心，這樣的兩條直線的交點(diǎn)就是重心。從數(shù)學(xué)角度分析。對于質(zhì)地均勻的板狀物體，過重心的任意一條直線將物體的二維圖形分成面積相等的兩部分。根據(jù)兩條相交直線確定一個點(diǎn)，兩條平分三角形面積的直線的交點(diǎn)處就是重心。在開展教學(xué)過程中，可以先采用數(shù)學(xué)的方法確定重心所在，然后通過懸掛法進(jìn)行驗(yàn)證，真正達(dá)到融合。這樣就結(jié)合物理的二力平衡和數(shù)學(xué)的面積平分原理對重心進(jìn)行了解釋說明，既拓寬了學(xué)生的視野，也打破了兩個學(xué)科在“重心”這一內(nèi)容上的割裂。

這種初步的學(xué)科融合教學(xué)，可以使學(xué)生學(xué)會從不同角度看待同一問題，增強(qiáng)學(xué)生抽象數(shù)學(xué)模型、提出數(shù)學(xué)問題、應(yīng)用數(shù)學(xué)知識解決物理問題的意識與能力。

編輯 _ 李剛剛