初中物理解题“数学化”成因分析及矫正策略

李新红

一、常见物理解题“数学化”成因分析

1.思考问题存在“数学化”思维，物理思维严重缺失

实验序号入射角α反射角β

①30°30°

②45°45°

③60°60°

案例1：在探究光的反射规律实验中，改变入射光的方向，测得几组入射角和反射角，记录数据如上表.根据实验数据，可以得出结论为.

错误解法：入射角等于反射角.

错因分析：学生思考问题时存在“数学化”思维.只注意到表格中数学化的大小关系，而没有认真思考物理量之间的逻辑关系.因为先有入射光，然后才有反射光.因为先有入射角，然后才有反射角.答案：反射角等于入射角.

2.模型建构，只注重数学抽象，忽略物理科学内容的物理意义

案例2：根据欧姆定律可以得出变形公式R=UI.下列对此公式的说法，正确的是（）.

A.导体中的电流越大，则电阻越小

B.加在导体两端的电压越大，则电阻越大

C.导体的电阻与电压成正比，与电流成反比

D.导体的电阻等于导体两端的电压与电流之比

错误解法：C.

错因分析：学生在建构欧姆定律关于电流、电压、电阻三者关系的物理模型时，只注重数学抽象而得到的公式，只知道套用公式，假设数据代入计算，通过比较计算结果的数值大小，简单直接地得出自己的结论，而忽略了物理公式及其中物理量的物理意义.同一段导体的电阻是一个定值，它不随电流电压的变化而变化，它的大小只由导体本身决定.答案为D.

二、初中物理解题“数学化”矫正策略

1.打破学生原有的“数学化”思维，启迪学生的物理思维

有些初中学生没有弄清楚物理与数学之间的区别，习惯性地以“数学化”思维思考物理问题，跳过了一些解决物理问题的思维过程，只关注物理量之间的数值关系，而忽略了物理概念本身的物理意义及相互之间的关系.在解决物理问题的过程中，一般遵循以下的思维过程：第一，学生根据问题情境，形成正确清晰的物理图景，建立物理模型；第二，学生依据对象、过程、条件，正确选取物理定律、公式，建立数学模型；第三，学生通过推演得出结论.其中，第一、第二步主要是进行形象思维，作整体和定性的分析，第三步主要是进行抽象思维，通过概念规律的内在联系和逻辑关系，层层深入，最终得出结论.

2.注重物理科学内容的物理意义，科学构建物理知识体系

在把物理问题转化为数学问题的过程中，有些学生只注重数学抽象，舍去了问题中所包含的一切物理属性，得出一个纯“数学化”结果.在案例2中，学生存在着忽视物理概念和物理规律所包含的物理意义，凭借旧有经验和对概念规律的肤浅认识来解决问题的現象，虽然教师也强调了物理概念和物理规律的物理意义，学生却没能把新的概念和规律与原有知识经验结合起来进行双向的相互作用来充实和改造自己的知识经验.在教学过程中，教师要引导学生主动地进行知识建构，通过学生小组合作搜集整理学习资料、交流互动，激发学生的学习兴趣，使学生把知识和情境结合起来形成新的知识经验，深入地理解物理概念和物理规律的物理意义，并应用于解决新的问题.

3.强化解题规范训练，帮助学生形成物理观念

在解决物理问题的过程中，有些学生把物理问题当作纯粹的数学问题，直接用数字写出计算的过程与结果.这说明学生的思想观念还停留在数值计算上，而没有形成物理观念，也没有应用物理观念来解决问题的意识.加强物理解题规范的训练，就是要写出公式与单位，写出规范而严谨的解题过程.这样的要求，促使学生理解物理概念与规律的物理意义，熟练掌握科学而严谨的物理思维过程，从物理的角度去看问题，想问题，坚持应用物理观念解决问题.

总之，在物理教学中，教师要培养学生的物理核心素养，帮助学生用物理观念看问题，用物理思维想问题，用物理实验探究问题，用科学态度对待问题，从而促使学生全面发展.