勞動(dòng)教育情境下數(shù)學(xué)思維在初中物理教學(xué)中的應(yīng)用策略

摘 要：物理知識(shí)重在解釋世間萬物運(yùn)作的原理，因此物理知識(shí)來源于日常生活以及生產(chǎn)勞動(dòng)過程。初中物理知識(shí)與實(shí)際生活緊密相連，如何將來源于生活的這些物理知識(shí)應(yīng)用于日常生活和勞動(dòng)教育中，這是在“德智體美勞”情境下教育教學(xué)的重要方面。學(xué)生通過勞動(dòng)實(shí)踐提取一些物理問題，并能用數(shù)學(xué)思維解決這些問題，不但可以提高對(duì)物理學(xué)習(xí)的興趣，而且可以提升動(dòng)手能力及對(duì)各學(xué)科的融會(huì)貫通，從而達(dá)到全面提升學(xué)生素質(zhì)的目的。

關(guān)鍵詞：物理教學(xué);數(shù)學(xué)思維;勞動(dòng)教育

在信息技術(shù)的蓬勃發(fā)展，勞動(dòng)教育滲透于各個(gè)學(xué)科的背景下，物理學(xué)廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，在勞動(dòng)實(shí)踐中會(huì)處處發(fā)現(xiàn)物理原理，這些原理最終劃歸為數(shù)學(xué)知識(shí)來解決。因此，物理學(xué)與數(shù)學(xué)是密切相連的。本文就勞動(dòng)教育中初中數(shù)學(xué)思維如何滲透于物理教學(xué)力圖做出探究。

一、注重教材中的物理知識(shí)與數(shù)學(xué)思維，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)勞動(dòng)中的物理原理

在初中物理教材中，有許多關(guān)于物理知識(shí)在課外應(yīng)用中的知識(shí)。例如，“想想做做”“科學(xué)世界”以及“動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理”等專欄是人教版初中物理教材中的重要部分。這些專欄可以極大地提高學(xué)生掌握物理知識(shí)的能力，也可以引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)勞動(dòng)中的物理原理。例如在人教版八年級(jí)物理教材中講述“光學(xué)”的一章，這里有一個(gè)“想想做做”的欄目是進(jìn)行小孔成像的動(dòng)手實(shí)驗(yàn)。該環(huán)節(jié)可以提高學(xué)生在日常生活中進(jìn)行小孔成像原理的觀察的興趣。事實(shí)上，所有人幾乎每天都在和該原理的應(yīng)用打交道，小孔成像的原理典型應(yīng)用就是照相機(jī)，若要進(jìn)一步研究所成像的大小等問題，要用到轉(zhuǎn)化和計(jì)算等數(shù)學(xué)思維能力。如此簡(jiǎn)單的原理如何作用于記錄人們的生活瞬間，這種問題如果講述給學(xué)生，學(xué)生也一定會(huì)提升學(xué)習(xí)物理的興趣，學(xué)生在平常的生活中也一定會(huì)更加注意各種物理原理在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。比如在講授完“尖端放電”的物理學(xué)原理之后，學(xué)生一定會(huì)在下課之余注意高樓大廈上的避雷針;在講授完“摩擦起電”的原理之后，會(huì)有學(xué)生用尺子摩擦自己的頭皮去吸引碎紙屑。注重教材中物理知識(shí)的拓展延伸，可以很好地引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)勞動(dòng)中的物理原理，而這些原理在生活中的應(yīng)用，最終通過數(shù)學(xué)思維能力來解決。

二、剖析日常生活中事物的物理原理，提升從數(shù)學(xué)角度分析物理知識(shí)的能力

在將物理知識(shí)應(yīng)用于勞動(dòng)教育的應(yīng)用策略中，剖析生產(chǎn)生活中事物的原理是很重要的一個(gè)步驟。這個(gè)過程可以全面提升運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)及思維能力發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)勞動(dòng)中的物理知識(shí)的能力。在北方，很多人的生活中都習(xí)慣煮茶喝，為了方便，煮茶的時(shí)候大家一般都會(huì)選擇電熱爐。電熱爐中重要的發(fā)熱元件就是鎢絲，但是經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的使用之后，鎢絲會(huì)產(chǎn)生損耗，會(huì)出現(xiàn)熔斷的情況，大家都會(huì)把斷裂處進(jìn)行簡(jiǎn)單的搭接再次使用。細(xì)心的學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)這時(shí)候鎢絲會(huì)比以前更亮，產(chǎn)生的熱量也會(huì)更多，但這背后的原理是什么呢？很多人可能沒有深入思考過。其實(shí)這背后的原理在學(xué)習(xí)完“電阻”相關(guān)章節(jié)之后就可以了解，這背后的原理就是相同電壓兩端電阻變得更短時(shí)電阻中電流就會(huì)更大，所以相應(yīng)電功率也就變大了。所以導(dǎo)致搭接之后的鎢絲功率變大，產(chǎn)生的熱量更多了。這是生活中事物原理分析的一個(gè)簡(jiǎn)單示例。但是，了解完原理之后干什么呢？分析原理之后應(yīng)該進(jìn)行這種問題背后應(yīng)用以及類似情況示例探討。導(dǎo)體變短了之后，該導(dǎo)體通電時(shí)功率會(huì)變大，這固然是不好的，但是變長(zhǎng)了以后，會(huì)加大電路的功率損耗，這給我們的啟示就是在家自己進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的電路改接時(shí)導(dǎo)體長(zhǎng)度不能過長(zhǎng)也不能過短。經(jīng)過這樣的分析，就將物理中的電路功率原理應(yīng)用到了生產(chǎn)勞動(dòng)中。教師應(yīng)該多加這樣的原理分析，這樣才能將物理中的原理更好地應(yīng)用到勞動(dòng)教育中，以此提升學(xué)生的綜合素質(zhì)。生活中各種常見的事物都存在其背后的物理原理，只要細(xì)心觀察、分析，就可以將物理原理應(yīng)用于生活中。給出一些具體的數(shù)字，通過計(jì)算結(jié)果來說明原理，學(xué)生更容易接受，體現(xiàn)數(shù)學(xué)在物理原理理解中的作用。

三、基于勞動(dòng)教育，在物理實(shí)驗(yàn)操作中滲透數(shù)學(xué)思維來提升綜合素質(zhì)

將初中物理應(yīng)用到生產(chǎn)生活和勞動(dòng)生產(chǎn)中時(shí)要注重動(dòng)手能力的培養(yǎng)，實(shí)踐操作就是應(yīng)用物理知識(shí)的有效手段和方式。“聲音”是物理學(xué)中的重要知識(shí)，在日常生活中應(yīng)用也很廣泛，由于物體可以在介質(zhì)中傳播我們每天就能聽到各種聲音。于是在生活中，可以讓學(xué)生做這樣的實(shí)驗(yàn)：兩個(gè)紙杯之間連一根長(zhǎng)線。做好這些操作之后，兩個(gè)人在紙杯兩端進(jìn)行說話，這是一個(gè)典型的聲學(xué)實(shí)驗(yàn)。這個(gè)實(shí)驗(yàn)看起來非常簡(jiǎn)單，但是當(dāng)年亞歷山大·貝爾和他的助手利用此簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)發(fā)明了電話，貝爾和他的助手華生動(dòng)手設(shè)計(jì)了中心設(shè)置磁舌簧的發(fā)話器。各種頻率的聲音利用此發(fā)話器傳遞，各種電振蕩是振動(dòng)舌簧通過電磁感應(yīng)轉(zhuǎn)換而來。同樣結(jié)構(gòu)的裝置放在一定距離的另一端，作為接收機(jī)。這些實(shí)驗(yàn)過程及結(jié)果的具體分析說明，都需要相應(yīng)的數(shù)學(xué)知識(shí)來完成。在動(dòng)手操作中理解原理，激發(fā)學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的學(xué)習(xí)興趣，并且可以在教學(xué)中很好地培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐操作能力，從而可以將自己發(fā)現(xiàn)、提出、分析問題的數(shù)學(xué)思維能力滲透到物理教學(xué)中。

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注：本文系甘肅省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃2020年度一般課題“初中生數(shù)學(xué)思維在動(dòng)教育中的應(yīng)用策略研究”（課題號(hào)：GS[2020]GHB1443）的研究成果。

作者簡(jiǎn)介：馬學(xué)斌（1978.11—），男，漢族，甘肅隴西人，本科學(xué)歷，中小學(xué)一級(jí)教師，研究方向：中學(xué)物理數(shù)學(xué)教育教學(xué)。