初中物理解題“數(shù)學(xué)化”成因分析及矯正方法

張國(guó)錦

不少學(xué)生在學(xué)習(xí)物理課程時(shí)，會(huì)不自覺(jué)地代入學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)課程的思維，長(zhǎng)此以往，導(dǎo)致學(xué)生在解決物理問(wèn)題時(shí)也會(huì)出現(xiàn)數(shù)學(xué)化傾向。所謂物理解題存在的“數(shù)學(xué)化”思維傾向，指的是初中生群體在解決物理題的過(guò)程中，對(duì)題干中出現(xiàn)的數(shù)字過(guò)度重視，通過(guò)數(shù)學(xué)思維來(lái)解題，缺乏對(duì)題干中邏輯關(guān)系的分析以及理解。針對(duì)這一問(wèn)題，物理老師需要對(duì)癥下藥，采取具有針對(duì)性的解決措施，讓學(xué)生能夠明確物理題的解答步驟和思維方式。

一、在初中階段物理習(xí)題解決過(guò)程中出現(xiàn)“數(shù)學(xué)化”傾向問(wèn)題的成因

（一）對(duì)物理題目中出現(xiàn)的數(shù)字過(guò)分重視

在初中階段物理學(xué)習(xí)過(guò)程中，不少學(xué)生會(huì)利用“數(shù)學(xué)化”的思維來(lái)解題。在過(guò)去，數(shù)學(xué)老師經(jīng)常讓學(xué)生以題目中出現(xiàn)的數(shù)字信息作為線索來(lái)解題，對(duì)數(shù)字之間的關(guān)聯(lián)進(jìn)行分析，通過(guò)分析解答題目。但物理題中出現(xiàn)的數(shù)字并不是均有意義的，所以初中生在解題時(shí)，不能只重視題目中出現(xiàn)的數(shù)字。

（二）初中生不了解物理公式具體的適用范圍

雖然課本中已經(jīng)給出了物理公式差異性的適用范圍，要滿足了某些條件，這些公式才可以進(jìn)行使用，但在實(shí)際學(xué)習(xí)中，很多學(xué)生只是簡(jiǎn)單地將數(shù)字套人公式，并不會(huì)考慮公式的適用范圍，使得解題出現(xiàn)“數(shù)學(xué)化”傾向，對(duì)于后續(xù)的物理課程學(xué)習(xí)也會(huì)產(chǎn)生負(fù)面影響。

（三）缺乏物理學(xué)科思維

學(xué)生在初中階段才開(kāi)始接觸物理知識(shí)，所以在學(xué)習(xí)物理課程之前，并沒(méi)有系統(tǒng)的完備的解題思維，而且物理老師在教學(xué)時(shí)也并未刻意培養(yǎng)學(xué)生的解題思維，這使得初中生仍會(huì)利用數(shù)學(xué)學(xué)科的思維去對(duì)物理問(wèn)題進(jìn)行思考。這無(wú)疑會(huì)導(dǎo)致初中生在解決物理問(wèn)題過(guò)程中出現(xiàn)數(shù)學(xué)化的傾向。

二、矯正初中階段物理習(xí)題解決過(guò)程中“數(shù)學(xué)化”傾向問(wèn)題的有效路徑

（一）創(chuàng)新思維方式，激發(fā)初中生的物理思維

現(xiàn)階段有些初中生未對(duì)數(shù)學(xué)與物理學(xué)科之間存在的關(guān)系進(jìn)行深入分析，仍然習(xí)慣通過(guò)數(shù)學(xué)思維方式思考物理問(wèn)題，忽視了運(yùn)用物理思維來(lái)解決物理問(wèn)題。很多初中生往往對(duì)物理量之間存在的數(shù)值關(guān)系高度重視，卻未能充分了解到物理概念所蘊(yùn)含的意義。因此，初中生應(yīng)當(dāng)在分析和解決物理學(xué)科問(wèn)題的過(guò)程中，按照以下的步驟和思維過(guò)程進(jìn)行解題：首先，可以按照物理問(wèn)題所處的問(wèn)題情境，正確、清晰地認(rèn)識(shí)物理圖像，建立物理模型；然后學(xué)生可以按照對(duì)象和條件等一系列內(nèi)容，正確選擇物理公式和解題方式。上述步驟中，前兩點(diǎn)是形象思維，需要根據(jù)問(wèn)題展開(kāi)分析，而最后一點(diǎn)則是抽象思維，要按照概念、規(guī)律所存在的邏輯關(guān)系以及內(nèi)在聯(lián)系，進(jìn)行深入思考，得出最終結(jié)論。

以“我們是怎樣聽(tīng)到聲音的”這節(jié)課的教學(xué)為例。這部分課程是需要讓初中生了解到人耳是如何感知到聲音傳播的，而且要了解雙耳效應(yīng)以及骨傳導(dǎo)效應(yīng)。初中生在學(xué)習(xí)這部分知識(shí)的過(guò)程中，老師可以鼓勵(lì)學(xué)生先自主進(jìn)行教材內(nèi)容的閱讀，并指出自己對(duì)教材內(nèi)容的不解之處，同學(xué)之間相互進(jìn)行答疑解惑；然后物理老師快速講解學(xué)生熟知的知識(shí)內(nèi)容，并對(duì)于學(xué)生難以理解的知識(shí)進(jìn)行重點(diǎn)講解，引導(dǎo)學(xué)生探究。這種教學(xué)方式有利于幫助初中生養(yǎng)成物理學(xué)科的思維方式，提升其解答物理習(xí)題的能力。

（二）強(qiáng)化對(duì)解題規(guī)范的訓(xùn)練，以培養(yǎng)初中生的物理新理念

按照現(xiàn)階段初中生將物理問(wèn)題當(dāng)成數(shù)學(xué)問(wèn)題解答的現(xiàn)狀來(lái)看，初中生的思維模式仍然停留在數(shù)值計(jì)算這一層面，既沒(méi)有形成物理知識(shí)學(xué)習(xí)的新觀念，也沒(méi)有形成通過(guò)物理觀念來(lái)解決物理問(wèn)題的物理學(xué)科思維。因此，初中物理老師需要強(qiáng)化對(duì)學(xué)生解題規(guī)范方面的指導(dǎo)。

以“聲音的特性”知識(shí)教學(xué)為例，教學(xué)中會(huì)涉及有關(guān)聲音強(qiáng)弱這部分知識(shí)的研究實(shí)驗(yàn)，若題目中出現(xiàn)了有關(guān)內(nèi)容，就要求學(xué)生把實(shí)驗(yàn)中推斷出的條件信息在實(shí)際解題過(guò)程中清楚地進(jìn)行表達(dá)。唯有如此，才是完整的、系統(tǒng)的物理習(xí)題解答過(guò)程，才不會(huì)使解題出現(xiàn)“數(shù)學(xué)化”傾向。

（三）對(duì)數(shù)學(xué)和物理教材內(nèi)容進(jìn)行學(xué)科區(qū)分

在初中學(xué)習(xí)階段，數(shù)學(xué)和物理學(xué)科還是應(yīng)當(dāng)做好學(xué)科區(qū)分工作的。初中物理老師可以將教材內(nèi)容作為區(qū)分學(xué)科的關(guān)鍵。

比如，在“長(zhǎng)度與時(shí)間的測(cè)量”相關(guān)知識(shí)內(nèi)容的教學(xué)過(guò)程中，教學(xué)導(dǎo)學(xué)與數(shù)學(xué)學(xué)科中學(xué)過(guò)的內(nèi)容十分相似，而且導(dǎo)學(xué)通常是利用周邊物體測(cè)量長(zhǎng)度，認(rèn)識(shí)常見(jiàn)的長(zhǎng)度符號(hào)以及單位等內(nèi)容。以這些知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行課程內(nèi)容的展開(kāi)，會(huì)讓很多初中生感到熟悉，也不會(huì)對(duì)這部分知識(shí)的學(xué)習(xí)產(chǎn)生畏難心理。自然而然，學(xué)生也就會(huì)產(chǎn)生沒(méi)必要對(duì)數(shù)學(xué)學(xué)科和物理學(xué)科的這部分的知識(shí)進(jìn)行區(qū)分之感。尤其是解題中，單位和計(jì)算方法都一致，這時(shí)物理老師如果想要幫助學(xué)生區(qū)分這兩門(mén)學(xué)科中有關(guān)時(shí)間與長(zhǎng)度的測(cè)量知識(shí)，就需要為學(xué)生做出解釋：大家學(xué)習(xí)有關(guān)這個(gè)章節(jié)的知識(shí)內(nèi)容時(shí)，是想要對(duì)物理學(xué)科所具有的奧秘進(jìn)行探索，數(shù)學(xué)學(xué)科當(dāng)中學(xué)習(xí)這部分內(nèi)容更多是為了計(jì)算。

“我們學(xué)習(xí)物理學(xué)科的這一章節(jié)后，還需要對(duì)秒表相關(guān)的知識(shí)進(jìn)行了解，因?yàn)槊氡頃?huì)在我們后續(xù)學(xué)習(xí)過(guò)程中起到很重要的作用，會(huì)在實(shí)踐中經(jīng)常使用到?！薄皩?duì)本節(jié)課物理知識(shí)的學(xué)習(xí)，可以讓我們了解到光年是計(jì)量天體間時(shí)空距離的長(zhǎng)度單位。我們大家來(lái)想一下，在數(shù)學(xué)知識(shí)學(xué)習(xí)過(guò)程中會(huì)有光年這樣的概念嗎？”這種類型的引導(dǎo)有利于幫助初中生群體更加明確區(qū)分?jǐn)?shù)學(xué)和物理教材的側(cè)重點(diǎn)，認(rèn)識(shí)學(xué)科區(qū)別，在后續(xù)學(xué)習(xí)過(guò)程中自覺(jué)區(qū)分。在初中階段，雖然這兩門(mén)學(xué)科之間的差別并不明顯，可隨著物理知識(shí)學(xué)習(xí)的深入，對(duì)學(xué)科進(jìn)行區(qū)分會(huì)對(duì)學(xué)生日后學(xué)習(xí)物理知識(shí)產(chǎn)生很大的幫助。

（四）分析具有數(shù)學(xué)化傾向的物理問(wèn)題要針對(duì)性解題

初中階段物理學(xué)科教學(xué)中要想解決數(shù)學(xué)化的傾向問(wèn)題，還需要從初中生的實(shí)際情況出發(fā)，不能搞“一刀切”。教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中，必須要認(rèn)識(shí)到初中階段物理學(xué)科是單獨(dú)的一門(mén)學(xué)科，數(shù)學(xué)則是一門(mén)工具學(xué)科，兩者之間具有很大的區(qū)別，數(shù)學(xué)計(jì)算對(duì)于物理學(xué)科而言更多是解題所必需的工具，但卻不是解題所需要的全部能力。

教師也要思考研究：這道題是否真正運(yùn)用到了數(shù)學(xué)方面的知識(shí)？為什么一涉及物理的計(jì)算題，學(xué)生就會(huì)把物理題和數(shù)學(xué)計(jì)算混為一談？是否是部分初中生未能把物理學(xué)科當(dāng)作單獨(dú)的一門(mén)學(xué)科來(lái)看？教師要找到原因幫助學(xué)生在物理知識(shí)學(xué)習(xí)過(guò)程中培養(yǎng)物理思維，真正從觀念上進(jìn)行改變。初中階段物理學(xué)科解題過(guò)程中出現(xiàn)的“數(shù)學(xué)化”傾向問(wèn)題具有不同的成因，部分學(xué)生是由于未意識(shí)到自己存在“數(shù)學(xué)化”問(wèn)題，還有些學(xué)生純屬故意為之，所以，物理老師必須要從具體情況出發(fā)展開(kāi)針對(duì)性指導(dǎo)和幫助，以提升初中生對(duì)數(shù)學(xué)和物理教材內(nèi)容進(jìn)行區(qū)分的意識(shí)，使他們能夠?qū)ξ锢韺W(xué)科有正確的認(rèn)識(shí)。

（五）重視對(duì)物理知識(shí)所蘊(yùn)含的意義，幫助學(xué)生建立起物理學(xué)科知識(shí)體系

當(dāng)初中生將物理問(wèn)題當(dāng)成數(shù)學(xué)問(wèn)題進(jìn)行解答時(shí)，部分學(xué)生仍只關(guān)注數(shù)字，而忽視了物理問(wèn)題中蘊(yùn)含的物理屬性、物理規(guī)律，以及概念中蘊(yùn)含的物理意義，導(dǎo)致只是得到了純“數(shù)學(xué)化”的答案。物理教師可以在日常教學(xué)中引導(dǎo)初中生構(gòu)建物理學(xué)科知識(shí)體系，可通過(guò)小組合作學(xué)習(xí)的形式共同收集和整理學(xué)習(xí)資料，調(diào)動(dòng)他們的學(xué)習(xí)興趣，結(jié)合情境與知識(shí)創(chuàng)新原有的物理學(xué)科知識(shí)體系，使他們能夠掌握物理學(xué)科規(guī)律以及概念所蘊(yùn)含的重要意義，并把它們運(yùn)用到解決物理問(wèn)題的實(shí)踐當(dāng)中。

（六）訓(xùn)練初中生分析物理題目的能力

初中生之前很少接觸過(guò)物理學(xué)科方面的知識(shí)，缺乏物理學(xué)科解題經(jīng)驗(yàn)，而且老師在訓(xùn)練學(xué)生解物理題目的過(guò)程中，并不會(huì)引導(dǎo)學(xué)生分析題目，往往是讓學(xué)生自己直接做題；在學(xué)生解完全部題目以后，就收上來(lái)批改，然后進(jìn)行統(tǒng)一講評(píng)。這樣一來(lái)學(xué)生缺乏自主分析題目的能力。針對(duì)這樣的情況，教師可在講評(píng)題目的時(shí)候多提出引導(dǎo)性問(wèn)題。例如，在產(chǎn)生聲波的實(shí)驗(yàn)中，題干中寫(xiě)道“將薄橡皮膜在杯口上繃緊，并在上面放置上泡沫塑料屑，然后敲動(dòng)盆子，我們可以觀察到怎樣的現(xiàn)象？”教師應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)初中生群體進(jìn)行認(rèn)真分析，通過(guò)自主思考獲得問(wèn)題答案。這種教學(xué)形式可以促使初中生在學(xué)習(xí)過(guò)程中逐步養(yǎng)成通過(guò)物理學(xué)科思維進(jìn)行分析的習(xí)慣，有利于避免學(xué)生在物理解題中出現(xiàn)“數(shù)學(xué)化”傾向。

綜上所述，物理老師應(yīng)當(dāng)在日常教學(xué)中有意識(shí)地培養(yǎng)初中生的物理學(xué)科素養(yǎng)，使他們能夠在碰到物理學(xué)科問(wèn)題時(shí)，以物理學(xué)科思維來(lái)看待問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題，并對(duì)學(xué)生解決物理問(wèn)題時(shí)存在的“數(shù)學(xué)化”傾向思維進(jìn)行矯正，以激發(fā)初中生的物理學(xué)科思維，幫助他們構(gòu)建起系統(tǒng)的物理學(xué)科知識(shí)體系。