毛葉英 安岳縣云峰鄉(xiāng)初級中學(xué)

物理的學(xué)習(xí)通常要運用數(shù)學(xué)的知識作為基礎(chǔ),使用數(shù)學(xué)的解題方法與技巧進行物理的求解.但是,就目前的情況來看,初中生幾乎沒有數(shù)理結(jié)合的意識,對于在物理的解題中使用數(shù)學(xué)的思維和方法的能力比較弱.

一、通過對概念的翻譯,讓學(xué)生掌握數(shù)理語言

由圖形語言、符號語言和文字語言構(gòu)成了數(shù)理語言.通常情況下,物理的定律或是概念,都可以由這三種語言表述出來.比如,對"勻速直線運動"概念的描述,用文字語言來表述,即為"勻速直線運動是最簡單的機械運動,是指運動快慢不變(即速度不變)、沿著直線的運動";用符號語言來表述,即為"s=vt";用圖形語言來表述,即為正比例函數(shù)圖像.

若想培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)理能力,那首先就要訓(xùn)練學(xué)生對數(shù)理語言的掌握,這是最基礎(chǔ)的也是最關(guān)鍵的.

在初中階段的物理學(xué)習(xí)中,對概念的解析,能夠幫助學(xué)生建立數(shù)理模型.先讓學(xué)生用比較常用的文字語言來對概念進行描述.比如在進行"阿基米德原理"這一實驗的學(xué)習(xí)時,讓學(xué)生進行分組實驗,并對實驗數(shù)據(jù)進行討論,最終得出結(jié)論,由學(xué)生進行整理最后文字的形式進行輸出.由于物理的概念都是非常精準(zhǔn)并嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?學(xué)生的表述可能會不完整,這個時候教師可以進行適當(dāng)?shù)膸椭?不但可以培養(yǎng)學(xué)生的語言轉(zhuǎn)化意識,也能夠幫助學(xué)生加深理解,強化記憶.

二、通過題型特點,構(gòu)建數(shù)理模型

對于物理的學(xué)習(xí),主要是知識架構(gòu)的形成以及對知識的運用兩大過程,通過對概念的解析進而掌握語言的轉(zhuǎn)化,是對知識架構(gòu)的訓(xùn)練.另外一個重要的過程,是如何將所學(xué)知識進行運用,在進行物理解題時,結(jié)合數(shù)學(xué)思維進行分析并完成解題.數(shù)理能力的培養(yǎng),最重要的就是構(gòu)建數(shù)學(xué)模型.即根據(jù)物理學(xué)科的概念內(nèi)容和物理規(guī)律以及各個物理量之間的關(guān)系進行轉(zhuǎn)換,把物理思維轉(zhuǎn)換成數(shù)學(xué)思維,并且根據(jù)實際情況進行具體的分析.所以,在訓(xùn)練數(shù)理能力時,要注重對問題的本質(zhì)分析,尋找數(shù)量關(guān)系以及對問題進行歸類是培養(yǎng)數(shù)理能力的關(guān)鍵.問題歸類,意思是把分析需要解決的問題所考查的知識點,進行知識點的模塊分類,比如是歐姆定律的問題還是電與磁的問題,是浮力問題還是簡單機械的問題等等.對于知識點進行分類,就縮小了解題的范圍,有助于解題.接下來便是尋找數(shù)量關(guān)系,即題中給的物理量之間有哪些數(shù)量上的關(guān)系,常見的是幾何條件間的關(guān)系,也有某些原理間的關(guān)系,或是元件結(jié)構(gòu)的關(guān)系等等.無論是進行問題分類還是對數(shù)量關(guān)系的尋找,最關(guān)鍵的還是要認(rèn)真審題.因此通過對題型進行審題訓(xùn)練,也是構(gòu)建數(shù)理模型的途徑之一.

三、運用經(jīng)典例題,引導(dǎo)學(xué)生運用數(shù)理方法解題

數(shù)學(xué)的特點是對定量的分析,而在物理中一旦涉及到這方面內(nèi)容,就離不開數(shù)學(xué)的方法.初中階段的物理知識相對簡單,但也可以利用簡單的知識點進行情景創(chuàng)造,進而變形為復(fù)雜的難題.對于這類問題的解決方法,運用數(shù)理方法進行解決,通常會達到事半功倍的效果.接下來用下面的例子來進行說明.

比如,小明在斜向下運動的手扶電梯上,以相對手扶梯不變的速度,從三樓走到四樓,得到手扶梯的臺階數(shù)為60,接著從四樓走到三樓,得到手扶梯的臺階數(shù)為20,問題:求出從三樓到四樓的手扶梯臺階數(shù).

單從物理學(xué)科角度來看,這道題是考察相對運動以及勻速運動的知識點,相對比較簡單,但是題中給的條件只有上樓時的60個臺階,和下樓時的20個臺階,沒有更多的信息,難倒大片學(xué)生.對于這類問題,主要運用數(shù)理方法以及數(shù)理模型的構(gòu)建.針對題中信息不充足的情況,利用數(shù)理模型的構(gòu)建,先假設(shè)一定的物理量,接著再用這些假設(shè)的物理量運用數(shù)理方法建立方程.

數(shù)理模型構(gòu)建:設(shè)小明運動的速度是每秒a個臺階,手扶梯自身運動速度為每秒b個臺階,從三樓到四樓的手扶梯臺階數(shù)是N個.因此我們可以得出,小明從四樓到三樓相對于地面的速度為(a+b)/s,到達的時間是t1=N/(a+b),由小明下樓時的條件列出方程Na/(a+b)=20……(1),同理能夠得出,小明上樓時相對地面的速度為(a-b)/s,(小明的速度大于手扶梯的速度,不然不能夠到達四樓,即a>b)上樓的時間t2=N/(a-b),由小明上樓時的條件列出方程Na/(a-b)=60……(2)

數(shù)理方法解方程:根據(jù)模型列出的方程中含有三個未知數(shù),在初中階段沒有涉及這方面內(nèi)容,學(xué)生還是不會解.這個時候還是要運用數(shù)理方法進行解方程,運用等式的基本性質(zhì)"等式兩邊同時乘或除以一個不為0的整式,等式仍然成立"來進行解題.使兩個方程的等號兩邊同時除以a,使得方程變形為只含有b/a和N兩個未知數(shù)的形式,接下來按照解二元一次方程組的方法進行求解,得出N=30.

以上便是運用數(shù)學(xué)思維以及數(shù)學(xué)方法求解物理題的過程,充分的體現(xiàn)出數(shù)理方法運用的能力在物理學(xué)科中的重要性.

結(jié)束語:

總體來說,初中生數(shù)理能力的培養(yǎng),需要教師在授課過程中不斷的滲透,通過對概念的解析,幫助學(xué)生掌握數(shù)理語言,把物理思維轉(zhuǎn)化成數(shù)學(xué)思維.通過對題型特點的分析,幫助學(xué)生構(gòu)建數(shù)理模型,通過對經(jīng)典題型的不斷訓(xùn)練,使學(xué)生能夠不斷提升數(shù)理能力的運用.在教學(xué)中的結(jié)合各種方法的配合,使學(xué)生能夠更深入的理解整個物理過程.