淺談數(shù)學(xué)思維對初中物理教學(xué)中的影響

摘 要：隨著我國教育制度和模式的不斷改革，我國的教育事業(yè)迎來了全新的氣象，新教育改革的推行使得當(dāng)下的校園教育更加符合我國當(dāng)前的國情，國內(nèi)的教育模式從傳統(tǒng)的灌輸式教育轉(zhuǎn)變?yōu)橐耘囵B(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)為主要目的的素質(zhì)教育模式。隨著教育制度的改變，各學(xué)科的教學(xué)方式方法也在不斷地探索和創(chuàng)新。有一句話說的非常好，數(shù)理化不分家，想要學(xué)好物理，那么就必須具有非常良好的數(shù)學(xué)思維，可以說數(shù)學(xué)是學(xué)好物理的基本所在，有非常多的物理問題都是用數(shù)學(xué)的方式表達(dá)出來的，通過在學(xué)習(xí)物理過程中結(jié)合上數(shù)學(xué)思維，能夠更好地將物理知識融會貫通。本文針對數(shù)學(xué)思維在初中物理教學(xué)中的積極影響進(jìn)行淺談。

關(guān)鍵詞：數(shù)學(xué)思維;初中物理;教學(xué)

在初中，物理屬于典型的理科性質(zhì)的學(xué)科，學(xué)科本身的理論知識和邏輯性問題非常多，學(xué)習(xí)起來具有一定的難度，理科性質(zhì)類學(xué)科若是沒有掌握正確的學(xué)習(xí)方法和學(xué)習(xí)思維邏輯，那么其學(xué)習(xí)難度就會變得越來越大，導(dǎo)致學(xué)生喪失學(xué)習(xí)物理的信心。物理學(xué)科本身是研究一切物體自身物理性質(zhì)和運(yùn)動規(guī)律以及物質(zhì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的一門學(xué)科，物理學(xué)科中的知識還具有很強(qiáng)的邏輯性和應(yīng)用性，知識的書面體現(xiàn)往往也是比較抽象的，由于學(xué)科自身的特點，使得這門學(xué)科掌握起來具有一定的難度。在初中物理課堂教學(xué)中，想要使得學(xué)生的物理成績迅速地提升，沒有捷徑可走，需要逐步地培養(yǎng)學(xué)生解決物理難題的思維模式，加強(qiáng)學(xué)生對所學(xué)物理知識的應(yīng)用能力，逐步地提高學(xué)生對物理問題的思考過程中的邏輯性和深入理解物理概念和相關(guān)的公式。在當(dāng)下環(huán)境中的初中物理教學(xué)，傳統(tǒng)的灌輸式教學(xué)方法已經(jīng)跟不上時代發(fā)展的要求，當(dāng)代物理教學(xué)首先需要教師引起學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，使學(xué)生能夠以興趣為動力來提高學(xué)習(xí)物理的積極性，在物理教學(xué)中，教師除了引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識和分析物理問題，還要積極地引導(dǎo)學(xué)生使用教學(xué)工具。

一、 數(shù)學(xué)思維在初中物理教學(xué)應(yīng)用中的重要性

在初中，物理和數(shù)學(xué)一直都是作為兩門獨立的學(xué)科進(jìn)行教學(xué)，但是這兩門學(xué)科之間卻存在著非常密切的關(guān)聯(lián)。由于初中數(shù)學(xué)和物理是兩門獨立的學(xué)科分開進(jìn)行教學(xué)，這就使得學(xué)生被動地培養(yǎng)出兩種不同的思維模式。所以當(dāng)學(xué)生再將已經(jīng)定型的思維模式應(yīng)用到物理的學(xué)習(xí)中就會在思考當(dāng)中出現(xiàn)一定的難度。物理學(xué)雖然是一門邏輯性強(qiáng)知識點抽象的學(xué)科，但是這不代表著物理學(xué)科是一成不變的，所以在初中物理實際教學(xué)過程中需要教師不斷地改變教學(xué)計劃，讓學(xué)生適應(yīng)知識點的變化，培養(yǎng)學(xué)生具有更加廣闊的思維空間。雖然靈活地對物理進(jìn)行教學(xué)會增加學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識的難度，但是通過長時間使用這種方法對學(xué)生思維的開拓具有非常大的好處。在當(dāng)下初中的教學(xué)過程中，教師要及時地將數(shù)學(xué)思維融入物理的教學(xué)課堂中，通過教師在課堂上的引導(dǎo)，使得學(xué)生知道在物理學(xué)習(xí)中融入數(shù)學(xué)思維模式的重要性，讓學(xué)生對數(shù)學(xué)思維的應(yīng)用重視起來。

二、 初中物理教學(xué)中數(shù)學(xué)思維方式的概述

在初中數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中，可以發(fā)現(xiàn)在數(shù)學(xué)教學(xué)過程中，教學(xué)方式和思維模式是一種抽象和具體的關(guān)系。數(shù)學(xué)思維的應(yīng)用能夠使得學(xué)生在學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的時候更加地輕松高效，而數(shù)學(xué)方式則是一種對數(shù)學(xué)思想具體化的表達(dá)。在初中物理教學(xué)的過程中，在物理教學(xué)中應(yīng)用的數(shù)學(xué)思維有分類討論、數(shù)形結(jié)合、函數(shù)與方程、轉(zhuǎn)化與化歸。

（一） 分類討論思維

將事物按照自身的特點進(jìn)行分類就是分類討論思維，通過分類以后對這些事物進(jìn)行類別上的針對性分析研究;這種思維的使用情景就是，當(dāng)問題達(dá)不到統(tǒng)一研究討論要求的時候，這時候就可以使用分類討論思維對問題進(jìn)行研究和分析，對每一類問題進(jìn)行針對性的研究分析以后，對討論結(jié)果進(jìn)行綜合隨后得出問題的答案。分類討論思維的核心就是將一個物理問題分成幾個小問題進(jìn)行研究，通過這種化整為零的方式，使得問題的解答中不會出現(xiàn)重復(fù)和遺漏，這種解決問題的思維非常有利于解決物理問題。

（二） 數(shù)形結(jié)合思維

數(shù)字和圖形雖然是兩種呈現(xiàn)方式，但是都是對同一種問題不同方式的體現(xiàn)。數(shù)和型都能夠?qū)ξ锢淼某橄蟾拍?、物理?guī)律以及物理概念和物理規(guī)律之間存在的聯(lián)系和變化進(jìn)行準(zhǔn)確地描述。數(shù)和形這兩種不同的表現(xiàn)方式能夠互相轉(zhuǎn)化、互相補(bǔ)充、互相映射，二者時間存在著非常緊密的聯(lián)系。例如，想要讓學(xué)生理解磁性的概念，這時候借助數(shù)學(xué)思維方式進(jìn)行教學(xué)的效果會非常的好，利用數(shù)形結(jié)合的思想方式，將磁場用圖形的方式表現(xiàn)出來。在物理的學(xué)習(xí)中使用數(shù)形結(jié)合的思維模式能夠?qū)⒑芏喑橄蟮奈锢韱栴}變得具體簡單化。數(shù)形結(jié)合是物理解題中常用到的一種方式方法，使用圖形將物理中量的變化關(guān)系用直觀地形式表現(xiàn)出來，例如在物態(tài)變化這一章節(jié)中，采用了溫度和時間圖像變現(xiàn)出物態(tài)變化中晶體的熔化、液體的沸點等特點，圖像法具有更加直觀和概括力強(qiáng)等特點，能夠直觀的將物質(zhì)變化特點展現(xiàn)在我們面前，使用圖像法解題的一般過程為：看清圖像中橫縱坐標(biāo)所表示的物理量;明確坐標(biāo)上的分度值;正確認(rèn)識坐標(biāo)標(biāo)示的物理意義，利用圖像交點坐標(biāo)、斜率、截距交點和圖像與坐標(biāo)所包圍的面積進(jìn)行分析計算;根據(jù)圖形坐標(biāo)對題目中已經(jīng)計算過的數(shù)據(jù)展開討論。

（三） 函數(shù)與方程思維

函數(shù)與方程思維指的是使用函數(shù)的形式，例如使用反比例函數(shù)和一元一次函數(shù)將物理問題中存在的等量關(guān)系使用數(shù)學(xué)的方式變現(xiàn)出來，然后通過函數(shù)方程組的相關(guān)性質(zhì)來解決物理問題的一種思維模式，通過使用數(shù)學(xué)方式計算出最后的結(jié)果，但是對最后計算出來的結(jié)果需要學(xué)生了解其正確的含義。物理量之間的這種互相關(guān)系，能夠巧妙地借助數(shù)學(xué)模型，這就達(dá)到了數(shù)學(xué)和物理相結(jié)合的目的，使用這樣的解題方式能夠幫助學(xué)生更好地學(xué)習(xí)物理知識和解決物理問題。例如，有一只裝滿了水的水杯，其質(zhì)量是1千克，在裝滿密度為0.8×103千克/米3的酒精時總的質(zhì)量變?yōu)?.6千克，對這個水杯裝滿1.8×103千克/米3的硫酸時的總質(zhì)量進(jìn)行求解。

這個時候就可以通過代數(shù)的形式設(shè)水杯的質(zhì)量為M，體積是V，通過對題目的解讀能夠列出以下的方程式：M+1×1000×V=1，M+0.8×1000×V=0.6;通過列出方程組就能夠求出M和V的具體數(shù)據(jù)，然后在對裝滿硫酸杯子的總質(zhì)量求和就能夠得到題目答案。

（四） 轉(zhuǎn)化與化歸的思維

在初中物理的學(xué)習(xí)中，學(xué)生可以通過這種方式將沒有了解的問題通過以及熟悉掌握的知識轉(zhuǎn)化過來，通過不斷的轉(zhuǎn)化漸漸熟悉新的知識。在初中物理中，歸化思維不單作為一種特殊的解題思維，還是一種非?；A(chǔ)的解題技巧，是一種非常高效的思考方式和解題技巧。歸化和轉(zhuǎn)化這兩種思維在初中物理學(xué)習(xí)中主要是體現(xiàn)在極限思想、統(tǒng)計思想、數(shù)形結(jié)合思想，通過靈活地在解題過程中應(yīng)用這些思考方式能夠更加高效地解答題目。例如在解題過程中使用類比法，通過對比找到兩個問題之間存在的共通性，主要是通過對已知對象的性質(zhì)向未知一類對象轉(zhuǎn)化。能夠快速地解決一些結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的問題。類比的方式不斷能夠使得學(xué)生的解題速度和準(zhǔn)確率更高，而且非常有利于學(xué)生快速高效地記憶物理知識點。再例如在物理中經(jīng)常會用到的統(tǒng)計思維模式，在研究一些自然物體的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)時，我們發(fā)現(xiàn)有些事物是非常具體的，有些事物以及現(xiàn)象是非常模糊的，在這種確定與不確定之間就需要我們采用統(tǒng)計法去解決問題。通過教師的引導(dǎo)，合理地使用統(tǒng)計法能夠達(dá)到事半功倍的效果，能夠讓學(xué)生更加高效地記憶物理知識和解決物理問題。

三、 數(shù)學(xué)思維在初中物理教學(xué)中的滲透方法

（一） 通過了解學(xué)生調(diào)整學(xué)習(xí)難度

在當(dāng)下的初中各學(xué)科的教育中，教學(xué)的主要目的依然是為了提高學(xué)生的學(xué)科考試成績。所以出于這個原因，在現(xiàn)下初中物理教學(xué)過程中，教師還是會將學(xué)生在物理學(xué)科中的解題能力和考試應(yīng)對能力側(cè)重培養(yǎng)。學(xué)生在學(xué)習(xí)物理過程中不斷地刷題掌握各種物理應(yīng)試技巧，這最終的目的就是為了提升自己考試成績。但是這樣的教學(xué)模式中，學(xué)生機(jī)械化地去學(xué)習(xí)知識只會讓學(xué)生逐漸地喪失學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新思維，給學(xué)生自身帶來了非常大的壓力。所以初中物理教師應(yīng)該主動地去打破當(dāng)下的教學(xué)局面，打破以教師為主體的教學(xué)方式，要對學(xué)生的個人情況進(jìn)行全面的了解，根據(jù)學(xué)生的實際情況來調(diào)整教學(xué)的難度，由于物理知識相對來說比較抽象，所以使用數(shù)學(xué)思維模式能夠有效地調(diào)動學(xué)習(xí)積極性，提高學(xué)生自身解決問題的能力。

（二） 培養(yǎng)學(xué)生解題能力，讓學(xué)生主動使用數(shù)學(xué)思維解題

初中學(xué)生的思維能力處于發(fā)展階段，思維能力和應(yīng)用能力還處于較低階段。所以教師在初中物理教學(xué)過程中，在學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識和解決物理難題的時候，教師應(yīng)主動引導(dǎo)學(xué)生去使用數(shù)學(xué)思維思考，使得學(xué)生發(fā)現(xiàn)物理和數(shù)學(xué)之間的共通性。在課堂上要營造出一個積極的氣氛，通過使用公式，讓學(xué)生能夠體會到物理自身的魅力所在。教師積極地引導(dǎo)學(xué)生在物理中使用數(shù)學(xué)思維，讓學(xué)生主動地接收這種解題方式，提高物理的解題能力。

四、 結(jié)束語

在初中物理課堂教學(xué)中，想要使得學(xué)生的物理成績迅速的提升，沒有捷徑可走，需要逐步地培養(yǎng)學(xué)生的解決物理難題的思維模式，加強(qiáng)學(xué)生對所學(xué)物理知識的應(yīng)用能力，逐步的提高學(xué)生對物理問題的思考過程中的邏輯性和深入理解物理概念和相關(guān)的公式。

參考文獻(xiàn)：

[1]蘇文旭.數(shù)學(xué)思維方法在初中物理教學(xué)中的應(yīng)用研究[J].學(xué)周刊，2018（35）：49-50.

作者簡介：

何志海，福建省晉江市，晉江市陶英中學(xué)。