新課程理念要求教師注意學(xué)科間的聯(lián)系與滲透,而物理與數(shù)學(xué)兩門學(xué)科是相互聯(lián)系、彼此促進(jìn)、共同發(fā)展的。在初中物理教學(xué)中,教師重視數(shù)學(xué)學(xué)科的滲透,對(duì)提高初中物理教學(xué)質(zhì)量、降低物理學(xué)習(xí)難度、培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)有著重要意義。
一、在概念規(guī)律的教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)語(yǔ)言
用數(shù)學(xué)語(yǔ)言來描述初中的許多物理概念,更能表達(dá)出它們的內(nèi)涵。如比值定義法、密度概念,教師可以用“物理學(xué)中,把某種物質(zhì)的質(zhì)量與體積的比值,叫作這種物質(zhì)的密度”來定義。類似的還有速度概念、壓強(qiáng)概念、功率概念、熱值概念等。有些物理規(guī)律用數(shù)學(xué)語(yǔ)言來描述可以更加簡(jiǎn)潔明了。如歐姆定律就是用比例關(guān)系來描述的:“一段導(dǎo)體中的電流,跟這段導(dǎo)體兩端的電壓成正比關(guān)系,跟這段導(dǎo)體的電阻成反比關(guān)系?!睌?shù)學(xué)語(yǔ)言具有抽象性、邏輯性、廣泛性等特性,能將物理學(xué)中許多的概念或規(guī)律很好地抽象、概括、描述出來。
二、在科學(xué)探究的教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)方法
許多物理現(xiàn)象及其現(xiàn)象變化的描述,僅用文字?jǐn)⑹鲭y以表達(dá)清楚,若輔以數(shù)學(xué)圖表、數(shù)學(xué)圖像等,就能使現(xiàn)象的描述更加簡(jiǎn)單直觀、簡(jiǎn)潔明了。
如某班學(xué)生體檢,完成身高測(cè)量后,以身高相差3厘米為一組,可用列表方式統(tǒng)計(jì),也可繪制成條形統(tǒng)計(jì)圖。
又如在物態(tài)變化的教學(xué)過程中,汽化、液化、熔化、凝固等溫度隨時(shí)間的變化過程,若用溫度-時(shí)間圖像描繪出來,變化過程就顯得直觀明了。如碎冰熔化實(shí)驗(yàn)溫度隨時(shí)間變化曲線圖,如圖1所示:
三、在練習(xí)活動(dòng)的教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)思想
數(shù)學(xué)思想在物理學(xué)中起著極其重要的作用,始終貫穿在物理教學(xué)中,常用于推導(dǎo)公式表達(dá)關(guān)系、描述規(guī)律,以它自身的邏輯思維和抽象思維輔助物理概念與規(guī)律的形成,物理思想反映了問題的實(shí)質(zhì),數(shù)學(xué)知識(shí)則能對(duì)問題進(jìn)行歸納、概括。如用數(shù)學(xué)二次函數(shù)極值的求法求解物理極值問題:“電阻R1、R2串聯(lián)時(shí),總電阻是20Ω,求并聯(lián)時(shí)最大電阻?!边@是一個(gè)關(guān)于以 R1為變量的二次函數(shù),由二次函數(shù)極值的求法易得:因R1+R2=20Ω,1/R并=1/R1+1/R2,故有R并=-1/20R12+R1。當(dāng)R1=10Ω時(shí),R并的最大值為5Ω,所以并聯(lián)時(shí)最大電阻為5Ω。
將物理問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題,可訓(xùn)練學(xué)生的邏輯思維,且許多物理問題若借助數(shù)學(xué)思想來解決,將變得簡(jiǎn)單明了。如估算分子的直徑,教師可采用“油膜法”,將一滴油酸滴到水面上,讓它盡可能地鋪開,使它形成單分子層油膜,測(cè)出油膜的面積,然后用油滴的體積除以油膜的面積,即得到油分子的大致直徑。另外,常用的還有平均值法、對(duì)稱法、圖像法、比值法等。
四、在綜合復(fù)習(xí)的教學(xué)中注意數(shù)理結(jié)合
顧名思義,綜合復(fù)習(xí)要求整合知識(shí)系統(tǒng)化、綜合知識(shí)靈活化。在教學(xué)過程中,教師要注意物理知識(shí)與數(shù)學(xué)知識(shí)是有區(qū)別的,物理強(qiáng)調(diào)物理量的含義,數(shù)學(xué)強(qiáng)調(diào)數(shù)量的關(guān)系。因此,有些實(shí)際問題不能僅作簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)推理。如有這樣一則笑話:“某一個(gè)人寫出如下式子:1元=100分=10分×10分=0.1元×0.1元=0.01元=1分。結(jié)論1元=1分。許多人看到后,沒轍了,因?yàn)橐稽c(diǎn)兒破綻都沒有?!彪y道真的沒有破綻嗎?問題到底在哪里?這則笑話涉及物理規(guī)范的單位換算問題,可以100分=10×10分,還是100分;但100分≠10分×10分,不然就會(huì)出現(xiàn)“100分=10分×10分=100平方分”的笑話。
由此可見,在初中物理教學(xué)過程中,教師若能數(shù)理結(jié)合,把物理與數(shù)學(xué)相互滲透、綜合應(yīng)用,不但教學(xué)思路更加清晰、更加新穎,而且能優(yōu)化學(xué)生的思維品質(zhì),提升學(xué)生的創(chuàng)新思維。
參考文獻(xiàn):
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(作者單位:江西省修水縣教育科學(xué)研究室)