初中物理教學(xué)中拓展數(shù)理融合路徑的實(shí)踐舉隅

丁海生

（陽(yáng)信縣第一實(shí)驗(yàn)學(xué)校，山東 濱州 251800）

0 引言

在當(dāng)今科技快速發(fā)展的時(shí)代，培養(yǎng)學(xué)生綜合素養(yǎng)和創(chuàng)新能力成為教育的重要任務(wù)之一。作為初中科學(xué)課程的重要組成部分，物理學(xué)的教學(xué)不僅要注重知識(shí)的傳授，更要引導(dǎo)學(xué)生發(fā)展科學(xué)思維和數(shù)理能力。在此背景下，拓展數(shù)理融合路徑成為一種有益的實(shí)踐舉措。拓展數(shù)理融合路徑旨在將物理學(xué)與數(shù)學(xué)學(xué)科緊密結(jié)合，通過(guò)實(shí)踐活動(dòng)和跨學(xué)科項(xiàng)目，促進(jìn)學(xué)生在物理學(xué)習(xí)中運(yùn)用數(shù)學(xué)思維和數(shù)理工具，提高解決問(wèn)題和創(chuàng)新的能力。本文旨在探討初中物理教學(xué)中拓展數(shù)理融合路徑的實(shí)踐舉措，并基于人民教育出版社的教材版本，提供有關(guān)實(shí)踐的具體案例和指導(dǎo)，推動(dòng)科學(xué)教育的創(chuàng)新和發(fā)展，培養(yǎng)學(xué)生全面發(fā)展所需的綜合素養(yǎng)和創(chuàng)新能力。

1 初中物理教學(xué)的重要性和挑戰(zhàn)

初中物理教學(xué)作為培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)和科學(xué)思維的重要環(huán)節(jié)，對(duì)學(xué)生的綜合能力培養(yǎng)和未來(lái)科學(xué)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)起著關(guān)鍵作用。然而，傳統(tǒng)的物理教學(xué)模式往往過(guò)于注重知識(shí)的灌輸和記憶，缺乏培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際應(yīng)用能力和創(chuàng)新思維的有效途徑[1]。因此，我們需要探索新的教學(xué)方法和實(shí)踐舉措，以提高初中物理教學(xué)的質(zhì)量和效果。

1.1 初中物理教學(xué)的重要性

初中階段是學(xué)生形成科學(xué)思維和科學(xué)素養(yǎng)的關(guān)鍵時(shí)期。物理學(xué)作為一門(mén)基礎(chǔ)學(xué)科，可以培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維、觀(guān)察實(shí)驗(yàn)和問(wèn)題解決能力，為他們未來(lái)的科學(xué)學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。通過(guò)初中物理教學(xué)，學(xué)生可以理解自然現(xiàn)象的規(guī)律、探索科學(xué)的本質(zhì)，并培養(yǎng)對(duì)科學(xué)的興趣和探索精神。

1.2 初中物理教學(xué)面臨的挑戰(zhàn)

當(dāng)前的初中物理教學(xué)也面臨一些挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的教學(xué)模式注重知識(shí)的灌輸和記憶，學(xué)生往往缺乏對(duì)物理學(xué)概念和原理的深入理解。此外，學(xué)生的數(shù)學(xué)思維和計(jì)算能力也需要進(jìn)一步發(fā)展，以便更好地理解和應(yīng)用物理學(xué)知識(shí)。同時(shí)，教師在教學(xué)中面臨著如何激發(fā)學(xué)生興趣、培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維的挑戰(zhàn)。在面對(duì)這些挑戰(zhàn)的同時(shí)，拓展數(shù)理融合路徑為我們提供了一種有益的實(shí)踐途徑。通過(guò)將物理學(xué)與數(shù)學(xué)學(xué)科有機(jī)結(jié)合，可以幫助學(xué)生更好地理解物理學(xué)概念、培養(yǎng)數(shù)學(xué)思維和計(jì)算能力，并促進(jìn)科學(xué)實(shí)踐和創(chuàng)新思維的發(fā)展。在接下來(lái)的部分中，我們將探討具體的實(shí)踐舉措和方法，以推動(dòng)初中物理教學(xué)的創(chuàng)新和發(fā)展。

2 拓展數(shù)理融合路徑的實(shí)踐舉措

在拓展數(shù)理融合路徑的實(shí)踐中，我們可以采取一系列具體的教學(xué)舉措，以促進(jìn)初中物理教學(xué)的質(zhì)量和效果。以下是幾個(gè)實(shí)踐舉措的介紹和解析。

2.1 實(shí)施探究式學(xué)習(xí)

探究式學(xué)習(xí)是一種基于問(wèn)題和探索的學(xué)習(xí)方法，鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)參與、發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題。在物理教學(xué)中，我們可以引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)、觀(guān)察和推理等方式，積極探索物理現(xiàn)象和規(guī)律。通過(guò)自主學(xué)習(xí)和合作學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠培養(yǎng)科學(xué)思維、實(shí)驗(yàn)技能和數(shù)據(jù)分析能力。同時(shí)，探究式學(xué)習(xí)也為數(shù)理融合提供了良好的平臺(tái)，學(xué)生可以運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)和方法來(lái)分析和解釋實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

2.2 融入數(shù)學(xué)思維

將數(shù)學(xué)思維融入物理教學(xué)中，可以幫助學(xué)生更好地理解物理概念和原理。通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)方法進(jìn)行物理問(wèn)題的建模、計(jì)算和分析，可以培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維、抽象思維和問(wèn)題解決能力。例如，在學(xué)習(xí)力、功率和電路等物理概念時(shí)，可以引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)公式和計(jì)算方法進(jìn)行定量分析，深化對(duì)物理現(xiàn)象的理解。

2.3 運(yùn)用計(jì)算工具和技術(shù)

在拓展數(shù)理融合路徑的實(shí)踐中，我們可以借助計(jì)算工具和技術(shù)來(lái)加強(qiáng)物理教學(xué)的效果。例如，使用模擬軟件和虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，可以讓學(xué)生進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)和模擬計(jì)算，深入理解物理現(xiàn)象和原理。此外，引入編程和數(shù)據(jù)分析工具，如Python 和Excel，可以培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維和數(shù)據(jù)處理能力，拓展物理學(xué)與信息技術(shù)的融合。

2.4 創(chuàng)設(shè)跨學(xué)科項(xiàng)目

跨學(xué)科項(xiàng)目可以促進(jìn)不同學(xué)科之間的融合與合作，拓寬學(xué)生的視野和知識(shí)面。在物理教學(xué)中，可以設(shè)計(jì)一些與數(shù)學(xué)、化學(xué)、生物等學(xué)科相關(guān)的項(xiàng)目，讓學(xué)生在解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程中綜合運(yùn)用各學(xué)科的知識(shí)和方法。通過(guò)跨學(xué)科項(xiàng)目，學(xué)生能夠培養(yǎng)系統(tǒng)思維、綜合應(yīng)用能力和團(tuán)隊(duì)合作精神。

通過(guò)以上實(shí)踐舉措，我們能夠在初中物理教學(xué)中拓展數(shù)理融合路徑，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維、數(shù)學(xué)能力和實(shí)踐創(chuàng)新能力[2]。這些舉措旨在激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高他們的學(xué)習(xí)動(dòng)力，并培養(yǎng)他們面對(duì)復(fù)雜問(wèn)題時(shí)的綜合解決能力。同時(shí)，教師在實(shí)踐中也需不斷更新教學(xué)方法和教學(xué)資源，以支持學(xué)生的學(xué)習(xí)需求和發(fā)展。

3 拓展數(shù)理融合路徑的實(shí)踐例子和策略

在拓展數(shù)理融合路徑的實(shí)踐中，以下是兩個(gè)具體的例子和相應(yīng)的策略，旨在促進(jìn)初中物理教學(xué)的創(chuàng)新和發(fā)展。

3.1 設(shè)計(jì)物理實(shí)驗(yàn)中的數(shù)學(xué)建模策略

在物理實(shí)驗(yàn)中引入數(shù)學(xué)建模，讓學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問(wèn)題。

實(shí)踐方法：選擇一個(gè)物理實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景，如小球自由落體實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生觀(guān)察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并測(cè)量自由落體小球的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，如時(shí)間和位移。讓學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)公式和關(guān)系式，如位移－時(shí)間公式、速度－時(shí)間公式等，進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，學(xué)生通過(guò)數(shù)學(xué)建模，預(yù)測(cè)和計(jì)算小球在不同高度和速度下的運(yùn)動(dòng)情況，驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確性（如圖1 所示）。

圖1 實(shí)驗(yàn)圖

通過(guò)這個(gè)實(shí)踐例子，學(xué)生既能夠理解自由落體運(yùn)動(dòng)的物理原理，又能夠運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和預(yù)測(cè)，拓展了數(shù)學(xué)和物理的融合。

3.2 開(kāi)展跨學(xué)科項(xiàng)目——能源系統(tǒng)設(shè)計(jì)策略

通過(guò)跨學(xué)科項(xiàng)目，讓學(xué)生綜合運(yùn)用物理、數(shù)學(xué)和工程知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題。

實(shí)踐方法：針對(duì)能源系統(tǒng)設(shè)計(jì)，組織學(xué)生分組合作，包括物理、數(shù)學(xué)和工程方面的學(xué)生。學(xué)生通過(guò)研究不同能源形式、能量轉(zhuǎn)換和傳輸?shù)任锢砀拍?，了解能源系統(tǒng)的基本原理。引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)，如能量計(jì)算、功率計(jì)算等，分析能源系統(tǒng)的效率和優(yōu)化方案。學(xué)生通過(guò)團(tuán)隊(duì)合作，設(shè)計(jì)一個(gè)能源系統(tǒng)的原型，包括能源的采集、轉(zhuǎn)換和利用，考慮可持續(xù)性和效益性。學(xué)生展示和評(píng)估自己設(shè)計(jì)的能源系統(tǒng)，并進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化。

通過(guò)這個(gè)跨學(xué)科項(xiàng)目，學(xué)生不僅能夠應(yīng)用物理和數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題，還能夠培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作和創(chuàng)新思維，拓展了數(shù)理融合的實(shí)踐路徑。這些實(shí)踐例子和策略為初中物理教學(xué)中拓展數(shù)理融合路徑提供了一些具體的指導(dǎo)和啟示。通過(guò)在實(shí)踐中積極嘗試這些策略，我們能夠促進(jìn)學(xué)生的科學(xué)思考和創(chuàng)新能力的發(fā)展，培養(yǎng)他們的數(shù)學(xué)思維和實(shí)踐能力。同時(shí)，這些實(shí)踐也有助于將物理學(xué)與數(shù)學(xué)學(xué)科有機(jī)結(jié)合，提升學(xué)生對(duì)知識(shí)的整合和應(yīng)用能力。通過(guò)引入實(shí)驗(yàn)、數(shù)學(xué)建模、跨學(xué)科項(xiàng)目等方式，我們能夠?yàn)槌踔形锢斫虒W(xué)注入更多的活力和創(chuàng)新，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探索精神，為他們未來(lái)的科學(xué)學(xué)習(xí)和職業(yè)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)[3]。同時(shí)，教師和學(xué)校也應(yīng)積極支持和推動(dòng)這一發(fā)展，為學(xué)生提供更多的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)和實(shí)踐平臺(tái)，共同促進(jìn)初中物理教育的進(jìn)步與創(chuàng)新。

4 評(píng)估和反思

在拓展數(shù)理融合路徑的實(shí)踐過(guò)程中，評(píng)估和反思是必不可少的環(huán)節(jié)。通過(guò)評(píng)估實(shí)踐的效果和反思經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，我們能夠不斷改進(jìn)教學(xué)策略和方法，提升初中物理教學(xué)的質(zhì)量和效果。評(píng)估是對(duì)實(shí)踐結(jié)果和學(xué)生學(xué)習(xí)情況的定量和定性分析。可以通過(guò)考試成績(jī)、作業(yè)完成情況、實(shí)驗(yàn)報(bào)告等方式進(jìn)行評(píng)估，了解學(xué)生在數(shù)理融合路徑實(shí)踐中的掌握程度和學(xué)習(xí)成果。同時(shí)，也可以通過(guò)觀(guān)察、訪(fǎng)談、問(wèn)卷調(diào)查等方式收集學(xué)生和教師的反饋意見(jiàn)，了解他們對(duì)實(shí)踐的看法和體驗(yàn)。

評(píng)估的結(jié)果將提供有價(jià)值的反饋信息，幫助教師了解實(shí)踐的效果和不足之處。根據(jù)評(píng)估結(jié)果，教師可以調(diào)整教學(xué)策略、改進(jìn)教學(xué)資源和提供更好的支持措施。例如，如果評(píng)估顯示學(xué)生在數(shù)學(xué)建模方面存在困難，教師可以針對(duì)性地加強(qiáng)數(shù)學(xué)知識(shí)的講解和練習(xí)；如果評(píng)估顯示學(xué)生對(duì)跨學(xué)科項(xiàng)目的興趣不高，教師可以通過(guò)更具挑戰(zhàn)性和實(shí)際性的項(xiàng)目設(shè)計(jì)來(lái)激發(fā)學(xué)生的熱情。反思是對(duì)實(shí)踐過(guò)程和教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的深入思考和總結(jié)。教師可以反思實(shí)踐中的成功經(jīng)驗(yàn)、困難和挑戰(zhàn)，從中獲取教訓(xùn)和啟示。同時(shí)，也可以和同事進(jìn)行交流和分享，借鑒其他教師的經(jīng)驗(yàn)和做法，共同提高教學(xué)水平。評(píng)估和反思是一個(gè)循環(huán)的過(guò)程，不斷進(jìn)行調(diào)整和改進(jìn)。通過(guò)不斷評(píng)估和反思，我們能夠逐步優(yōu)化拓展數(shù)理融合路徑的實(shí)踐，提升初中物理教學(xué)的質(zhì)量和效果。同時(shí)，這也是一個(gè)不斷學(xué)習(xí)和成長(zhǎng)的過(guò)程，教師可以不斷探索新的教學(xué)策略和方法，與學(xué)生一起成長(zhǎng)和進(jìn)步。

5 結(jié)語(yǔ)

拓展數(shù)理融合路徑在初中物理教學(xué)中具有重要意義。通過(guò)引入實(shí)踐舉措、數(shù)學(xué)思維和跨學(xué)科項(xiàng)目等策略，可以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維、數(shù)學(xué)能力和實(shí)踐創(chuàng)新能力。這樣的教學(xué)方式不僅激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)力，也有助于將物理學(xué)和數(shù)學(xué)學(xué)科有機(jī)結(jié)合，提升學(xué)生的綜合能力和解決問(wèn)題的能力。通過(guò)拓展數(shù)理融合路徑的實(shí)踐，我們能夠?yàn)槌踔形锢斫虒W(xué)注入更多的活力和創(chuàng)新，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科思維和實(shí)踐能力。這將為學(xué)生未來(lái)的科學(xué)學(xué)習(xí)和職業(yè)發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，同時(shí)也為教育改革和創(chuàng)新提供了有益的經(jīng)驗(yàn)和啟示。讓我們共同努力，推動(dòng)初中物理教育的發(fā)展，培養(yǎng)更多具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的學(xué)生。