試論初中數(shù)學(xué)知識(shí)在物理學(xué)科中的應(yīng)用

李明 尹義

摘要：在不同學(xué)科中都存在學(xué)科知識(shí)交叉的狀況，將各學(xué)科知識(shí)靈活結(jié)合，將對(duì)學(xué)生的學(xué)科學(xué)習(xí)更為有益。物理及數(shù)學(xué)均屬于理科學(xué)科，在物理學(xué)科中，解決一些問(wèn)題時(shí)往往會(huì)用到一定的數(shù)學(xué)知識(shí)。為此，文章分析物理學(xué)科中應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)的意義，探索物理學(xué)科中初中數(shù)學(xué)知識(shí)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：物理學(xué)科;初中數(shù)學(xué);應(yīng)用;知識(shí)

引言：在學(xué)生的物理學(xué)習(xí)中，數(shù)學(xué)知識(shí)屬于重要的基礎(chǔ)知識(shí)，當(dāng)學(xué)生擁有數(shù)學(xué)知識(shí)的良好基礎(chǔ)時(shí)，他們對(duì)物理問(wèn)題的解決也將更為高效。在學(xué)科融合的理念下，為提高教學(xué)的效果，更多教師嘗試學(xué)科融合式的教學(xué)。而物理及數(shù)學(xué)作為本身有著一定關(guān)聯(lián)的學(xué)科，在物理教學(xué)中做好數(shù)學(xué)知識(shí)的應(yīng)用，將更好的促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)，提高教學(xué)的效果。

一、物理學(xué)科中應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)的意義

（一）數(shù)學(xué)知識(shí)在解決實(shí)際問(wèn)題上更有優(yōu)勢(shì)

在物理教學(xué)中，學(xué)生在掌握基礎(chǔ)的理論知識(shí)后，也需要通過(guò)對(duì)理論的理解，嘗試解決各類實(shí)際問(wèn)題[1]。而在物理問(wèn)題的解決中，計(jì)算屬于學(xué)生必要的步驟，在規(guī)范正確的計(jì)算下，學(xué)生才能順利解決物理問(wèn)題。在物理計(jì)算中，對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)有效的運(yùn)用，能讓學(xué)生對(duì)物理問(wèn)題內(nèi)所需計(jì)算的問(wèn)題盡快解答。而且在數(shù)學(xué)知識(shí)的融合影響下，物理解題的最終步驟也會(huì)變得更為簡(jiǎn)易，這也是更多教師在教學(xué)中引入數(shù)學(xué)知識(shí)的關(guān)鍵原因。

（二）物理數(shù)學(xué)存在相似性，學(xué)生更為熟悉

在基礎(chǔ)教育的各個(gè)階段中，數(shù)學(xué)教育往往貫穿始終，因此，更多學(xué)生有著較為堅(jiān)實(shí)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)[2]。而數(shù)學(xué)、物理的知識(shí)往往存在一定重合部分，有著較多的相似點(diǎn)，如它們都有著結(jié)果唯一性、邏輯嚴(yán)密性等特征。在物理及數(shù)學(xué)的結(jié)果計(jì)算中，往往各步驟都會(huì)緊密聯(lián)系，當(dāng)某計(jì)算步驟存在失誤后，則最終結(jié)果就會(huì)和正確數(shù)值不斷偏離，使得學(xué)生解題失敗。為此，在物理課堂內(nèi)，數(shù)學(xué)知識(shí)的引入，有利于學(xué)生在物理的初次接觸中，降低對(duì)物理的一定陌生感，并使其提高正確解決各物理題的個(gè)人能力及信心。

二、物理學(xué)科中初中數(shù)學(xué)知識(shí)的應(yīng)用

（一）鼓勵(lì)學(xué)生通過(guò)數(shù)形結(jié)合思想解決物理問(wèn)題

在物理學(xué)科中，對(duì)數(shù)學(xué)圖像法的應(yīng)用較為廣泛，會(huì)利用圖像讓物理知識(shí)還有物理現(xiàn)象的關(guān)系得到直觀表示，比如體積還有質(zhì)量的關(guān)系，或者物體在物態(tài)變化時(shí)的時(shí)間及溫度變化關(guān)系等等。此類圖像法在教學(xué)內(nèi)的應(yīng)用，可以讓學(xué)生獲得形象、直觀及簡(jiǎn)潔的知識(shí)印象，在圖像的支持下，物理過(guò)程、物理情景等都能直觀的展示在學(xué)生的眼前。而此類方式只是一類教學(xué)的直觀方式，在各個(gè)學(xué)科中都會(huì)有所運(yùn)用，它可以讓受到視覺(jué)的直觀刺激，使其得到直觀的一個(gè)大腦印象，為此，在物理教學(xué)時(shí)，教師需要對(duì)此方式靈活使用，讓學(xué)生的解題思維、解題能力得以發(fā)展。

比如，在“運(yùn)動(dòng)的快慢”教學(xué)中，運(yùn)動(dòng)問(wèn)題屬于物理及數(shù)學(xué)中都會(huì)存在的問(wèn)題，只不過(guò)兩學(xué)科對(duì)此類問(wèn)題的學(xué)習(xí)重點(diǎn)存在一定的差異。在運(yùn)動(dòng)問(wèn)題中，學(xué)生往往已知兩地距離、運(yùn)動(dòng)時(shí)間等信息，要求學(xué)生求出運(yùn)動(dòng)的平均速度等內(nèi)容。而為讓學(xué)生的題目分析變得更為直觀，教師便可以引導(dǎo)學(xué)生，使其以線段表示AB兩地的距離，再在圖上表示出運(yùn)動(dòng)的具體時(shí)間信息，以此讓學(xué)生求平均速度的問(wèn)題變得更為直觀，使其盡快找到該如何利用速度的計(jì)算公式完成解題。

（二）鼓勵(lì)學(xué)生通過(guò)比例對(duì)物理問(wèn)題進(jìn)行解決

在數(shù)學(xué)教材中，比例問(wèn)題屬于常見(jiàn)問(wèn)題，學(xué)生往往從小學(xué)便開(kāi)始接觸此類問(wèn)題，由此可見(jiàn)，學(xué)生通過(guò)前期的學(xué)習(xí)，已經(jīng)系統(tǒng)的對(duì)比例問(wèn)題有了一定的掌握，為此在物理學(xué)習(xí)時(shí)，學(xué)生便能對(duì)比例知識(shí)靈活運(yùn)用，以此讓物理問(wèn)題得以有效解決。在學(xué)習(xí)中，讓學(xué)生通過(guò)比例式對(duì)已知量、未知量的關(guān)系進(jìn)行建立，通過(guò)比例性質(zhì)對(duì)未知量進(jìn)行計(jì)算，這讓復(fù)雜問(wèn)題可以充分簡(jiǎn)單化，使其問(wèn)題的解決更為便利。在很多物理情況下，比例法解題都較為簡(jiǎn)易，當(dāng)學(xué)生可以掌握比量單位，便能完成求解活動(dòng)。

比如，在初中物理中，會(huì)有“商販通過(guò)桿秤對(duì)水果的質(zhì)量進(jìn)行稱重，而桿秤在達(dá)到水平方向的充分平衡后，秤砣的拉線會(huì)壓在3kg的具體刻度線之上問(wèn)為如何通過(guò)生活中的測(cè)量工具，對(duì)秤砣質(zhì)量進(jìn)行估測(cè)”的問(wèn)題。在此類問(wèn)題的解決中，需要學(xué)生了解杠桿實(shí)現(xiàn)平衡的條件。在解題過(guò)程中，學(xué)生可以利用示意圖表達(dá)題意，再將秤砣拉線一側(cè)的線段、秤砣拉線到秤盤拉線的距離分別以O(shè)A和OB進(jìn)行表示，即力臂的大小，再結(jié)合水果的質(zhì)量通過(guò)杠桿平衡的條件知識(shí)完成估測(cè)求解活動(dòng)。在此過(guò)程中，學(xué)生已掌握的比例數(shù)學(xué)知識(shí)，和物理知識(shí)有了明顯的融合，比例法的應(yīng)用，也讓他們的解題思路更為清晰。

（三）鼓勵(lì)學(xué)生通過(guò)不等式對(duì)物理問(wèn)題進(jìn)行解決

在數(shù)學(xué)學(xué)科內(nèi)，不等式屬于一類常見(jiàn)知識(shí)，它在生活內(nèi)的應(yīng)用也相對(duì)廣泛，而它的應(yīng)用，也能讓學(xué)生的物理解題變得更為便利[3]。為此，在教學(xué)中，教師要視具體狀況，對(duì)不等式進(jìn)行靈活應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用不等式解決物理中問(wèn)題的意識(shí)及習(xí)慣，通過(guò)物理及數(shù)學(xué)知識(shí)的融合，使得學(xué)生提高物理學(xué)習(xí)的能力。

比如，在物理學(xué)習(xí)中，學(xué)生需要對(duì)凸透鏡具體焦距取值范圍進(jìn)行計(jì)算，其中便會(huì)應(yīng)用數(shù)學(xué)的不等式知識(shí)，并讓學(xué)生的計(jì)算顯得更為簡(jiǎn)單。比如在“蠟燭經(jīng)凸透鏡成像求凸透鏡實(shí)際焦距取值范圍”類的問(wèn)題時(shí)，教師便要引導(dǎo)學(xué)生，使其能參考題目?jī)?nèi)已知物距數(shù)值，再利用凸透鏡的具體成像規(guī)律，通過(guò)所給像實(shí)際性質(zhì)，明確透鏡在成此像時(shí)，焦距還有物距的具體關(guān)系，最終使得學(xué)生可以利用對(duì)物體成像實(shí)際取值范圍的掌握，對(duì)物理問(wèn)題順利的進(jìn)行計(jì)算。在教師的有效引導(dǎo)后，相信更多學(xué)生也能在解決此類問(wèn)題時(shí)，學(xué)會(huì)對(duì)不等式的知識(shí)靈活運(yùn)用。

結(jié)束語(yǔ)：在新的教學(xué)背景下，學(xué)科交叉教學(xué)受到了更多教師的關(guān)注，將有所聯(lián)系的學(xué)科靈活交叉，可以引導(dǎo)學(xué)生了解不同學(xué)科的內(nèi)在聯(lián)系，使其學(xué)習(xí)變得更為系統(tǒng)，引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建系統(tǒng)的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。數(shù)學(xué)及物理本身屬于存在聯(lián)系的兩大學(xué)科，在物理學(xué)科中，數(shù)學(xué)知識(shí)及方法的應(yīng)用也較為廣泛。為此，為促進(jìn)物理教學(xué)的發(fā)展，教師要積極引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)物理數(shù)學(xué)的聯(lián)系，引導(dǎo)學(xué)生利用數(shù)學(xué)知識(shí)對(duì)物理問(wèn)題有效解決，提高學(xué)生解題水平，使其對(duì)物理學(xué)科有更深刻的認(rèn)識(shí)。

參考文獻(xiàn)：

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[3]章進(jìn)義.淺析數(shù)學(xué)知識(shí)與高中物理教學(xué)的銜接[J].百科論壇電子雜志，2019，000（016）：486.

（克拉瑪依第五中學(xué) 834008）