摘 要：作為初中主要學(xué)科之一，中學(xué)物理既是學(xué)習(xí)的難點(diǎn)，也是學(xué)習(xí)的重點(diǎn)。學(xué)生初中物理水平的高低對(duì)日后物理方面的學(xué)習(xí)產(chǎn)生了直接的影響，因此，提高初中物理教學(xué)質(zhì)量很有必要。實(shí)踐表明，物理與數(shù)學(xué)有著緊密的聯(lián)系，數(shù)學(xué)成績(jī)好的學(xué)生相對(duì)應(yīng)的物理成績(jī)也會(huì)較好。將數(shù)學(xué)思想滲透至中學(xué)物理教學(xué)中具有一定的可行性。為提高學(xué)生物理成績(jī)，文章主要以初中物理教學(xué)為主，對(duì)數(shù)學(xué)思想與物理教學(xué)之間的關(guān)系與運(yùn)用進(jìn)行深入分析與探討，希望可以為日后物理教學(xué)提供幫助與建議。

關(guān)鍵詞：數(shù)學(xué)思想;中學(xué)物理教學(xué);關(guān)系;滲透;應(yīng)用

一、 引言

隨著我國(guó)教育改革的發(fā)展使傳統(tǒng)學(xué)科之間的界限發(fā)生了改變。學(xué)科與學(xué)科之間不再是獨(dú)立的關(guān)系，而是可以相互交融，相互貫通的。為此，各位教師應(yīng)該繼續(xù)學(xué)習(xí)新的教育觀念，摒棄學(xué)科為主的教育思想，重視學(xué)科之間的交流與滲透，爭(zhēng)取讓學(xué)生體會(huì)到學(xué)科滲透會(huì)對(duì)學(xué)習(xí)其他相關(guān)學(xué)科產(chǎn)生的積極作用。此外，教師也應(yīng)以學(xué)生全面發(fā)展為主要目標(biāo)，促進(jìn)各學(xué)科之間的整合，以此促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)能力的提高。此外，作為一項(xiàng)工具型學(xué)科，數(shù)學(xué)還有利于促進(jìn)物理學(xué)科相關(guān)問(wèn)題的解決。相關(guān)課程標(biāo)準(zhǔn)中有提到，在教授學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)，還要重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生處理問(wèn)題的能力，最大化地發(fā)揮數(shù)學(xué)思想在物理解題過(guò)程中的作用，以此促進(jìn)自身物理水平的提高。由此可見(jiàn)，將數(shù)學(xué)思想滲透至物理教學(xué)之中具有很大的現(xiàn)實(shí)意義。

二、 數(shù)學(xué)思想在中學(xué)物理教學(xué)中滲透與應(yīng)用的必要性

（一）物理定律的提出離不開(kāi)數(shù)學(xué)計(jì)算的支持

物理定律主要是物理學(xué)家通過(guò)反復(fù)試驗(yàn)，利用數(shù)學(xué)思想計(jì)算出試驗(yàn)結(jié)果而得出的規(guī)律，且一般物理定律或者公式都以數(shù)學(xué)的形式表達(dá)出來(lái)。例如，電磁學(xué)定律、摩擦力等或者利用不等式組求凸透鏡的焦距取值范圍等都在一定程度上體現(xiàn)著數(shù)學(xué)思想。數(shù)學(xué)思想的運(yùn)用有利于降低物理復(fù)雜概念的抽象性，使其概念與公式更加簡(jiǎn)潔化，有助于人們的理解。

（二）數(shù)學(xué)思想可以對(duì)物理教學(xué)進(jìn)行一定的簡(jiǎn)化

想要將數(shù)學(xué)思想更加科學(xué)有效地應(yīng)用到物理教學(xué)之中，最重要的一點(diǎn)就是要認(rèn)清數(shù)學(xué)與物理的關(guān)系，要知道數(shù)學(xué)與物理并不是獨(dú)立存在的兩個(gè)學(xué)科，而是緊密相連的。物理的一些理論概述以及部分問(wèn)題的解決都需要以數(shù)學(xué)思想為基礎(chǔ)。換句話(huà)來(lái)說(shuō)，數(shù)學(xué)就是學(xué)習(xí)物理的一種工具或者手段，且其在物理教學(xué)中的作用是不可替代的。例如，物理對(duì)于光學(xué)的概述就汲取了數(shù)學(xué)中的三角形知識(shí);而對(duì)于力學(xué)中部分問(wèn)題的解決，也運(yùn)用了數(shù)學(xué)二元一次方程組的方式。由此可見(jiàn)，數(shù)學(xué)思想對(duì)物理教學(xué)具有一定的促進(jìn)作用。倘若沒(méi)有數(shù)學(xué)思想，物理學(xué)則無(wú)法得到如此快速的發(fā)展。教學(xué)中也是如此，如果學(xué)生沒(méi)有一定的數(shù)學(xué)思想則它們就會(huì)不了解物理中一些概念、公式是如何推導(dǎo)出來(lái)的，又為何以這樣或那樣的形式呈現(xiàn)出來(lái)。倘若學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)思想有相關(guān)的了解，則會(huì)將復(fù)雜的物理概念進(jìn)行簡(jiǎn)化，輕松推導(dǎo)出公式的演化過(guò)程，更有利于加強(qiáng)對(duì)概念的理解。因此，相關(guān)物理教師要讓學(xué)生正確認(rèn)識(shí)物理與數(shù)學(xué)之間的關(guān)系，并利用科學(xué)的教學(xué)方法，將數(shù)學(xué)思想更好的滲透至物理學(xué)之中，從而增強(qiáng)物理教學(xué)的成效性

（三）有利于學(xué)生思維能力的提高

由于物理中一些定律具有較大的抽象性，想要將其以具體的公式形式呈現(xiàn)出來(lái)，就必須借助于數(shù)學(xué)語(yǔ)言。例如，物理中的電阻定律或歐姆定律等，想要讓學(xué)生加深對(duì)此類(lèi)定律的理解與應(yīng)用，物理教師可以運(yùn)用數(shù)學(xué)思想，讓學(xué)生明確磁力定律的推導(dǎo)方式，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)這些定律的記憶力，其應(yīng)用效果也會(huì)得到較大的提高。且物理與數(shù)學(xué)同為理科，將其融會(huì)貫通，更有利于學(xué)生思維能力的提高，為學(xué)生全面發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

三、 數(shù)學(xué)思想在中學(xué)物理教學(xué)中的滲透

（一）用數(shù)學(xué)思想體現(xiàn)物理概念

物理概念是在實(shí)踐過(guò)程中發(fā)展出來(lái)的產(chǎn)物，想要將其以具體化形式表現(xiàn)出來(lái)，就必須將數(shù)學(xué)思想運(yùn)用其中，將其以數(shù)量描述的形式表現(xiàn)出來(lái)，用數(shù)學(xué)公式計(jì)算出具體的物理量，以此方便學(xué)生記憶與理解，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情。

（二）借助數(shù)學(xué)方法體現(xiàn)物理規(guī)律

借助數(shù)學(xué)方法，可以將復(fù)雜的物理規(guī)律或者現(xiàn)象以比較簡(jiǎn)潔的方式表達(dá)出來(lái)，減輕其抽象性，得到具體化的體現(xiàn)。例如，在學(xué)習(xí)自由落體運(yùn)動(dòng)的位移與速度變化的規(guī)律時(shí)，教師可以利用數(shù)學(xué)中方程函數(shù)的思想來(lái)對(duì)其進(jìn)行描述，以此增強(qiáng)學(xué)生的理解。

（三）利用數(shù)學(xué)思想體現(xiàn)具體數(shù)據(jù)

將數(shù)學(xué)思想滲透至物理教學(xué)之中，有利于加強(qiáng)對(duì)相關(guān)物理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理與利用，數(shù)學(xué)會(huì)使相關(guān)數(shù)據(jù)更加簡(jiǎn)潔化、直觀化。以?xún)?nèi)組試驗(yàn)為例，在求電阻值時(shí)，教師可以利用數(shù)學(xué)中解方程組的方法，將直觀的數(shù)據(jù)與其進(jìn)行比較，更有利于減少實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的誤差。

四、 數(shù)學(xué)思想在中學(xué)物理教學(xué)中的應(yīng)用

（一）數(shù)學(xué)函數(shù)思想在中學(xué)物理教學(xué)中的應(yīng)用

函數(shù)思想在物理中有著廣泛的應(yīng)用?？梢酝ㄟ^(guò)觀察物物理變量來(lái)確定變量之間具體的函數(shù)關(guān)系，并選擇恰當(dāng)?shù)暮瘮?shù)形式進(jìn)行表達(dá)。函數(shù)具體的表達(dá)形式有圖像形式，列表形式或者解析式形式等。利用不同函數(shù)形式，可以對(duì)物理中的定量或定性等問(wèn)題進(jìn)行轉(zhuǎn)換。例如，教師在教授勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)中時(shí)間與位移之間的關(guān)系時(shí)，要將物理定律與數(shù)學(xué)思想進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，并積極引導(dǎo)學(xué)生觀察兩者之間的關(guān)系，理解二者之間是二次函數(shù)的關(guān)系，以此加深學(xué)生的理解，為學(xué)生解題提供新思路。

（二）數(shù)學(xué)不等式運(yùn)算在中學(xué)物理教學(xué)中的應(yīng)用

大部分初中生剛接觸物理時(shí)，必定會(huì)覺(jué)得物理知識(shí)晦澀難懂，尤其在物理計(jì)算題方面，更是讓初出茅廬的學(xué)生摸不到頭腦。以初中物理中求凸透鏡的焦距取值范圍類(lèi)似習(xí)題為例，根據(jù)已知條件求得具體的取值范圍，的確有些難度，但利用數(shù)學(xué)中不等式方面的知識(shí)對(duì)其進(jìn)行解答就會(huì)使問(wèn)題簡(jiǎn)單許多。

例題 物體距凸透鏡20cm時(shí)，可在光屏上得到一個(gè)縮小的實(shí)像，若把物體向透鏡方向移8cm，又可在光屏上得到一個(gè)放大的實(shí)像，則透鏡的焦距是（? ）

A. 20cm

B. 10cm

C. 9cm

D. 5cm

要解決此題，需要掌握凸透鏡成像規(guī)律，知道當(dāng)物距人于2倍焦距時(shí)，成倒立縮小的實(shí)像;當(dāng)物距處于1倍和2倍焦距之間時(shí)，成倒立放大的實(shí)像。此題主要考查了凸透鏡成像規(guī)律的應(yīng)用，要掌握凸透鏡成像的規(guī)律內(nèi)容，特別要搞清成像特點(diǎn)與物距之間的關(guān)系。接著借助數(shù)學(xué)中不等式來(lái)計(jì)算焦距的具體范圍：當(dāng)u=20cm時(shí)，成倒立縮小的實(shí)像，所以20cm>2f，可得f<10cm。若把物體像透鏡方向移動(dòng)8cm，則物距為20cm-8cm=12cm，成放大的實(shí)像，所以f<12cm<2f，則6cm<f<12cm。所以焦距6cm<f<10cm。故選C，透鏡的焦距為9cm。

（三）數(shù)學(xué)比例計(jì)算在初中物理教學(xué)中的應(yīng)用

以數(shù)學(xué)思想為基礎(chǔ)的比例法在解決物理題中占有重要地位。在實(shí)際解題中，學(xué)生可以根據(jù)具體物理公式、概念、比例值等，通過(guò)比例法將不同變量或者數(shù)值之間的關(guān)系表現(xiàn)出來(lái)，再根據(jù)具體的比例性質(zhì)進(jìn)行計(jì)算，以此得出答案。但值得注意的是，該方法只有在比量單位一致的時(shí)候可以應(yīng)用，務(wù)必保證各比量之間具有統(tǒng)一的國(guó)際單位。

例題 鄭明明家的一只瓶子，買(mǎi)0.5kg酒剛好裝滿(mǎn)。明明用這只瓶子去買(mǎi)0.5kg醬油，結(jié)果沒(méi)有裝滿(mǎn)，明明認(rèn)為營(yíng)業(yè)員弄錯(cuò)了。現(xiàn)在請(qǐng)你思考一下，到底是誰(shuí)弄錯(cuò)了？（ρ酒=0.8×103kg/m3，

ρ醬油=1.13×103kg/m3）

已知：m酒=0.5kg

m醬=0.5kg

ρ酒=0.8×103kg/m3，

ρ醬油=1.13×103kg/m3

解：∵V酒=m酒/ρ酒=0.5kg/0.8×103kg/m3=6.25×10-4

m3

V醬=m醬/ρ醬油=0.5kg/1.13×103kg/m3≈4.42×10-4m3

∴V酒>V醬

∴醬油沒(méi)有裝滿(mǎn)

答：明明弄錯(cuò)了。

（四）數(shù)學(xué)圖像法在初中物理教學(xué)中的應(yīng)用

將圖像法應(yīng)用在具體的物理教學(xué)中，會(huì)使其具有一定的物理意義。例如，圖像中的“點(diǎn)”蘊(yùn)含的物理意義就是：圖像中具體的點(diǎn)都代表著實(shí)際研究對(duì)象的狀態(tài)。圖像中的“線(xiàn)”：可以將物理中所要研究對(duì)象的實(shí)際變化規(guī)律以“線(xiàn)”的形式表達(dá)出來(lái)。圖像中的“截距”：主要通過(guò)橫縱坐標(biāo)將物理量的大小表現(xiàn)出來(lái)。由此可見(jiàn)，物理離不開(kāi)數(shù)學(xué)，數(shù)學(xué)對(duì)物理具有一定的促進(jìn)作用，在實(shí)際教學(xué)中，教師要以數(shù)學(xué)公式或者思想為依據(jù)，讓學(xué)生明確兩者之間的關(guān)系，在提高物理成績(jī)的同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)思維。

五、 教師將數(shù)學(xué)思想運(yùn)用到物理教學(xué)中的其他具體策略

教師要充分發(fā)揮自身言傳身教的作用，將數(shù)學(xué)思想滲透至物理教學(xué)中的各個(gè)方面，以此加深學(xué)生印象，促進(jìn)學(xué)生良好解題習(xí)慣的養(yǎng)成，讓學(xué)生深刻掌握以數(shù)學(xué)手段解決物理問(wèn)題的方法。為此，相關(guān)教師應(yīng)該做好以下幾點(diǎn)：第一，創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，此方法不僅可以活躍課堂氣氛，還可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，讓學(xué)生更加積極主動(dòng)地去探索物理問(wèn)題，在發(fā)現(xiàn)問(wèn)題與解決問(wèn)題的過(guò)程中認(rèn)識(shí)到數(shù)學(xué)思想的重要性。教師還可以通過(guò)講解習(xí)題的辦法，使學(xué)生產(chǎn)生較大的認(rèn)知沖突，從而激發(fā)學(xué)生形成獨(dú)立思考的意識(shí);第二，教師應(yīng)積極將數(shù)學(xué)推導(dǎo)與物理實(shí)驗(yàn)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，讓學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)公式或思想等對(duì)相關(guān)物理問(wèn)題進(jìn)行分析、推理與計(jì)算，以此得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并總結(jié)實(shí)驗(yàn)規(guī)律，為日后物理教學(xué)的展開(kāi)與進(jìn)行創(chuàng)造良好的前提條件。

物理教師要積極引導(dǎo)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行科學(xué)整理與總結(jié)，并讓學(xué)生通過(guò)實(shí)例來(lái)分析數(shù)學(xué)思想與物理學(xué)習(xí)之間的關(guān)系，以此激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情。因此，教師要給予學(xué)生足夠的學(xué)習(xí)空間，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，為學(xué)生發(fā)揮自身才能創(chuàng)造機(jī)會(huì)。此外，數(shù)學(xué)思想與物理學(xué)習(xí)的關(guān)系并不是一朝一夕就可以掌握好的。教師要注意應(yīng)該有意識(shí)地對(duì)學(xué)生進(jìn)行培養(yǎng)，對(duì)其進(jìn)行反復(fù)滲透，逐漸深化，大膽實(shí)踐，將數(shù)學(xué)思想高度地融合到具體的物理課堂之中，以此提高學(xué)生物理學(xué)習(xí)的高度與層次，在提高學(xué)生創(chuàng)造性的同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生思維能力，為學(xué)生全面發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)。

六、 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，數(shù)學(xué)思想在物理教學(xué)中具有非常重要的作用，不僅有利于教師相關(guān)教學(xué)的展開(kāi)，更有利于加深學(xué)生對(duì)物理有關(guān)知識(shí)的理解與運(yùn)用。因此，相關(guān)物理教師在進(jìn)行物理教學(xué)時(shí)要注重?cái)?shù)學(xué)思想在物理學(xué)科中的作用，并引導(dǎo)學(xué)生將數(shù)學(xué)方法與物理學(xué)習(xí)進(jìn)行有效結(jié)合，學(xué)會(huì)運(yùn)用數(shù)學(xué)解決物理問(wèn)題，以此提高學(xué)生對(duì)不同學(xué)科的融合與運(yùn)用的能力，從而增強(qiáng)學(xué)生解決問(wèn)題的能力，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。

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作者簡(jiǎn)介：高紅斌，甘肅省白銀市，甘肅省白銀市育才學(xué)校。