陳明蘭

摘 要：物理是一門(mén)內(nèi)容非常復(fù)雜的學(xué)科，它與其它學(xué)科的聯(lián)系非常的緊密。教師在教學(xué)中不但要幫助學(xué)生掌握基本的理論知識(shí)，同時(shí)也要引導(dǎo)學(xué)生掌握科學(xué)的分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的方法。當(dāng)前，各學(xué)科之間的關(guān)聯(lián)越來(lái)越緊密，物理作為對(duì)推理能力、邏輯能力和運(yùn)算能力要求都比較高的學(xué)科，教師在初中物理教學(xué)中引入數(shù)學(xué)的思維和方法是非常必要的。

關(guān)鍵詞：初中物理;數(shù)學(xué)思維;數(shù)學(xué)方法;應(yīng)用方法

物理學(xué)的思維發(fā)展與離不開(kāi)數(shù)學(xué)，數(shù)學(xué)是探索物理知識(shí)的基本工具。隨著物理學(xué)家的不但鉆研，我們可以有效的利用數(shù)學(xué)思維和方法去對(duì)物理知識(shí)進(jìn)行描述、推導(dǎo)和計(jì)算，數(shù)學(xué)對(duì)于物理來(lái)說(shuō)具有非常重要的意義。接下來(lái)，我將要探討數(shù)學(xué)思維和方法在初中物理教學(xué)中的應(yīng)用方法。

1.運(yùn)用數(shù)學(xué)方法推導(dǎo)物理公式

初中生的動(dòng)手操作能力比較強(qiáng)，但是思維邏輯能力一般，教師在教學(xué)中應(yīng)該注重講解物理公式的形成過(guò)程[1]。比如，通過(guò)研究不同物質(zhì)的體積與質(zhì)量的關(guān)系，最終得出相同物質(zhì)的質(zhì)量與體積的正比關(guān)系，而對(duì)于不同物質(zhì)卻沒(méi)有這種關(guān)系，所以可以用質(zhì)量與體積相比來(lái)求出物質(zhì)的密度，進(jìn)而得出密度公式ρ=m/v;在研究歐姆定律這一實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以由電流與電壓。電阻的關(guān)系，得出歐姆定律的公式。此外，還存在一些物理規(guī)律是在定性研究的前提下，通過(guò)運(yùn)用數(shù)學(xué)方法進(jìn)行表達(dá)的，比如，在教授《阿基米德原理》這部分知識(shí)時(shí)，教師可以先讓學(xué)生去是思考浮力與排出液體體積以及液體密度的關(guān)系，然后在向?qū)W生介紹阿基米德原理以及它的公式F浮=ρ液gV排，通過(guò)運(yùn)用數(shù)學(xué)思維幫助學(xué)生理解物理內(nèi)容。與之相似的還有壓強(qiáng)、電功率等。

教師在物理教學(xué)中，先通過(guò)讓學(xué)生觀察、實(shí)驗(yàn)、分析，再運(yùn)用數(shù)學(xué)思維和方法進(jìn)行總結(jié)和推理，最終得到物理公式，這樣的過(guò)程可以讓學(xué)生對(duì)各個(gè)物理量之間的聯(lián)系有更清晰的理解，有效的降低了學(xué)習(xí)物理的難度，能夠促使學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)產(chǎn)生濃厚的興趣

2.將物理問(wèn)題轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)學(xué)問(wèn)題

學(xué)生在解決物理問(wèn)題過(guò)程中，很多都需要先根據(jù)已學(xué)的物理知識(shí)建立模型，然后在轉(zhuǎn)變成數(shù)學(xué)問(wèn)題，通過(guò)運(yùn)用數(shù)學(xué)思維和方法進(jìn)行分析和解決[2]。

例題一：某學(xué)生把一支燃燒的蠟燭放置于與凸透鏡相距15cm的位置，在光屏中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)變小的像，當(dāng)學(xué)生將蠟燭放置在與凸透鏡相距9cm的位置時(shí)，在光屏中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)變大的像，求解：凸透鏡的焦距的取值范圍是多少？

分析：結(jié)合凸透鏡的成像規(guī)律，教師可以讓學(xué)生根據(jù)已知條件總結(jié)出物距與焦距的聯(lián)系，即：當(dāng)實(shí)像被放大時(shí)，f<u<2f，當(dāng)實(shí)像被縮小時(shí)，u>2f.然后再將題中的已知條件代入到這兩個(gè)不等式中，可以得到：

通過(guò)計(jì)算，可以得出4.5cm<f<7.5cm

通過(guò)不等式來(lái)解決物理問(wèn)題這種方法是比較常見(jiàn)的，學(xué)生在解決這個(gè)問(wèn)題的過(guò)程中，將物理的焦距問(wèn)題轉(zhuǎn)化為了數(shù)學(xué)中的不等式問(wèn)題，通過(guò)解不等式組，從而可以得到問(wèn)題的答案。

例題二：如圖所示，當(dāng)以水平方向的力F緩慢的拉動(dòng)杠桿，使得杠桿有豎直位置之間向水平方向移動(dòng)，在這個(gè)過(guò)程當(dāng)中，拉力F的大小變化情況是什么樣的？

分析：在這道物理題中，教師可以讓學(xué)生先做出力臂，然后在根據(jù)杠桿平衡的條件正確的列出方程。首先，學(xué)生可以任意選擇中間的某個(gè)過(guò)程，將杠桿與豎直方向的夾角設(shè)為θ，將杠桿長(zhǎng)度設(shè)為L(zhǎng)，還有一個(gè)已經(jīng)的條件：杠桿自身的重力為g，這樣下來(lái)，我們根據(jù)數(shù)學(xué)思維和方法可以列出以下的方程式：，經(jīng)過(guò)推導(dǎo)，最后可以得出：

三角函數(shù)在初中物理教學(xué)中其實(shí)應(yīng)用的不是很多，這種方法在高中物理中比較常見(jiàn)[3]。其解決問(wèn)題的思路大體上是：分析題意-構(gòu)建直角三角形模型-設(shè)定三角函數(shù)-計(jì)算、推導(dǎo)-解決實(shí)際問(wèn)題。在以上這種題型中，運(yùn)用三角函數(shù)去分析和解決問(wèn)題，可以讓抽象的力學(xué)知識(shí)形象的表現(xiàn)出來(lái)，便于學(xué)生去理解。

3.逆向思維能力在初中物理教學(xué)中的應(yīng)用

逆向思維在數(shù)學(xué)中是一種必要的思維，它是一種反向思考問(wèn)題的方法。在應(yīng)用逆向思維解決問(wèn)題時(shí)可以劃分為邏輯反向、路徑反向、順序反向等多種具體的應(yīng)用方法[4]。在初中物理教學(xué)中引入逆向思維法去看待物理問(wèn)題，教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)根據(jù)事物發(fā)展的結(jié)果去思考和探究事物發(fā)展的起因，可以把事物發(fā)展的順序倒過(guò)來(lái)思考問(wèn)題，也可以逆著事物發(fā)展的路線去考慮問(wèn)題。學(xué)生在應(yīng)用逆向思維的過(guò)程中可以打破常規(guī)性的思維模式，靈活的分析問(wèn)題并可以找到最簡(jiǎn)便的解決辦法，得到意想不到的收獲。比如，在初中物理中，符合二力平衡條件的物體同時(shí)也會(huì)處于平衡的狀態(tài)，與此同時(shí)，一個(gè)物體如果是處于平衡狀態(tài)的，那么它也一定符合二力平衡的條件。再比如，電可以產(chǎn)生磁，同樣的，磁也可以產(chǎn)生電;光路可以射入水中，同時(shí)也可以從水中射出來(lái)等等，這些都運(yùn)用了數(shù)學(xué)中的逆向思維。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，物理學(xué)科的內(nèi)容與數(shù)學(xué)是息息相關(guān)，不可分割的。在初中物理教學(xué)中，通過(guò)數(shù)學(xué)思維和方法的引入，可以將物理內(nèi)容變得簡(jiǎn)單化。應(yīng)用數(shù)學(xué)思維和方法看待物理問(wèn)題，就是將數(shù)學(xué)知識(shí)、數(shù)學(xué)方法和數(shù)學(xué)思維遷移到物理的學(xué)習(xí)過(guò)程中，教師在物理教學(xué)中要注重對(duì)數(shù)學(xué)和物理知識(shí)的結(jié)合，讓學(xué)生掌握處理問(wèn)題的多種辦法，培養(yǎng)學(xué)生靈活運(yùn)用數(shù)學(xué)思維和方法去分析和解決物理問(wèn)題的能力，進(jìn)而有效的提升初中物理教學(xué)的效率。

參考文獻(xiàn)

[1]龍經(jīng)良.初中物理解題中滲透數(shù)學(xué)概念的應(yīng)用研究[J].人文之友，2018（2）：190.

[2]李科年.談數(shù)學(xué)知識(shí)在初中物理中的應(yīng)用問(wèn)題[J].理科考試研究（初中版），2017，24（7）：53-55.

[3]劉少禮.淺談數(shù)學(xué)計(jì)算在初中物理學(xué)習(xí)中的應(yīng)用[J].都市家教（下半月），2016（8）：293-293.

[4]包長(zhǎng)春.借數(shù)學(xué)之勢(shì)以巧學(xué)物理——初中物理教學(xué)中數(shù)學(xué)方法的應(yīng)用[J].新課程導(dǎo)學(xué)，2017（26）：88.