浅谈数学思维对初中物理教学中的影响

摘 要：随着我国教育制度和模式的不断改革，我国的教育事业迎来了全新的气象，新教育改革的推行使得当下的校园教育更加符合我国当前的国情，国内的教育模式从传统的灌输式教育转变为以培养学生核心素养为主要目的的素质教育模式。随着教育制度的改变，各学科的教学方式方法也在不断地探索和创新。有一句话说的非常好，数理化不分家，想要学好物理，那么就必须具有非常良好的数学思维，可以说数学是学好物理的基本所在，有非常多的物理问题都是用数学的方式表达出来的，通过在学习物理过程中结合上数学思维，能够更好地将物理知识融会贯通。本文针对数学思维在初中物理教学中的积极影响进行浅谈。

关键词：数学思维;初中物理;教学

在初中，物理属于典型的理科性质的学科，学科本身的理论知识和逻辑性问题非常多，学习起来具有一定的难度，理科性质类学科若是没有掌握正确的学习方法和学习思维逻辑，那么其学习难度就会变得越来越大，导致学生丧失学习物理的信心。物理学科本身是研究一切物体自身物理性质和运动规律以及物质内部结构的一门学科，物理学科中的知识还具有很强的逻辑性和应用性，知识的书面体现往往也是比较抽象的，由于学科自身的特点，使得这门学科掌握起来具有一定的难度。在初中物理课堂教学中，想要使得学生的物理成绩迅速地提升，没有捷径可走，需要逐步地培养学生解决物理难题的思维模式，加强学生对所学物理知识的应用能力，逐步地提高学生对物理问题的思考过程中的逻辑性和深入理解物理概念和相关的公式。在当下环境中的初中物理教学，传统的灌输式教学方法已经跟不上时代发展的要求，当代物理教学首先需要教师引起学生学习物理的兴趣，使学生能够以兴趣为动力来提高学习物理的积极性，在物理教学中，教师除了引导学生学习物理知识和分析物理问题，还要积极地引导学生使用教学工具。

一、 数学思维在初中物理教学应用中的重要性

在初中，物理和数学一直都是作为两门独立的学科进行教学，但是这两门学科之间却存在着非常密切的关联。由于初中数学和物理是两门独立的学科分开进行教学，这就使得学生被动地培养出两种不同的思维模式。所以当学生再将已经定型的思维模式应用到物理的学习中就会在思考当中出现一定的难度。物理学虽然是一门逻辑性强知识点抽象的学科，但是这不代表着物理学科是一成不变的，所以在初中物理实际教学过程中需要教师不断地改变教学计划，让学生适应知识点的变化，培养学生具有更加广阔的思维空间。虽然灵活地对物理进行教学会增加学生学习物理知识的难度，但是通过长时间使用这種方法对学生思维的开拓具有非常大的好处。在当下初中的教学过程中，教师要及时地将数学思维融入物理的教学课堂中，通过教师在课堂上的引导，使得学生知道在物理学习中融入数学思维模式的重要性，让学生对数学思维的应用重视起来。

二、 初中物理教学中数学思维方式的概述

在初中数学课堂教学中，可以发现在数学教学过程中，教学方式和思维模式是一种抽象和具体的关系。数学思维的应用能够使得学生在学习数学的时候更加地轻松高效，而数学方式则是一种对数学思想具体化的表达。在初中物理教学的过程中，在物理教学中应用的数学思维有分类讨论、数形结合、函数与方程、转化与化归。

（一） 分类讨论思维

将事物按照自身的特点进行分类就是分类讨论思维，通过分类以后对这些事物进行类别上的针对性分析研究;这种思维的使用情景就是，当问题达不到统一研究讨论要求的时候，这时候就可以使用分类讨论思维对问题进行研究和分析，对每一类问题进行针对性的研究分析以后，对讨论结果进行综合随后得出问题的答案。分类讨论思维的核心就是将一个物理问题分成几个小问题进行研究，通过这种化整为零的方式，使得问题的解答中不会出现重复和遗漏，这种解决问题的思维非常有利于解决物理问题。

（二） 数形结合思维

数字和图形虽然是两种呈现方式，但是都是对同一种问题不同方式的体现。数和型都能够对物理的抽象概念、物理规律以及物理概念和物理规律之间存在的联系和变化进行准确地描述。数和形这两种不同的表现方式能够互相转化、互相补充、互相映射，二者时间存在着非常紧密的联系。例如，想要让学生理解磁性的概念，这时候借助数学思维方式进行教学的效果会非常的好，利用数形结合的思想方式，将磁场用图形的方式表现出来。在物理的学习中使用数形结合的思维模式能够将很多抽象的物理问题变得具体简单化。数形结合是物理解题中常用到的一种方式方法，使用图形将物理中量的变化关系用直观地形式表现出来，例如在物态变化这一章节中，采用了温度和时间图像变现出物态变化中晶体的熔化、液体的沸点等特点，图像法具有更加直观和概括力强等特点，能够直观的将物质变化特点展现在我们面前，使用图像法解题的一般过程为：看清图像中横纵坐标所表示的物理量;明确坐标上的分度值;正确认识坐标标示的物理意义，利用图像交点坐标、斜率、截距交点和图像与坐标所包围的面积进行分析计算;根据图形坐标对题目中已经计算过的数据展开讨论。

（三） 函数与方程思维

函数与方程思维指的是使用函数的形式，例如使用反比例函数和一元一次函数将物理问题中存在的等量关系使用数学的方式变现出来，然后通过函数方程组的相关性质来解决物理问题的一种思维模式，通过使用数学方式计算出最后的结果，但是对最后计算出来的结果需要学生了解其正确的含义。物理量之间的这种互相关系，能够巧妙地借助数学模型，这就达到了数学和物理相结合的目的，使用这样的解题方式能够帮助学生更好地学习物理知识和解决物理问题。例如，有一只装满了水的水杯，其质量是1千克，在装满密度为0.8×103千克/米3的酒精时总的质量变为0.6千克，对这个水杯装满1.8×103千克/米3的硫酸时的总质量进行求解。

这个时候就可以通过代数的形式设水杯的质量为M，体积是V，通过对题目的解读能够列出以下的方程式：M+1×1000×V=1，M+0.8×1000×V=0.6;通过列出方程组就能够求出M和V的具体数据，然后在对装满硫酸杯子的总质量求和就能够得到题目答案。

（四） 转化与化归的思维

在初中物理的学习中，学生可以通过这种方式将没有了解的问题通过以及熟悉掌握的知识转化过来，通过不断的转化渐渐熟悉新的知识。在初中物理中，归化思维不单作为一种特殊的解题思维，还是一种非常基础的解题技巧，是一种非常高效的思考方式和解题技巧。归化和转化这两种思维在初中物理学习中主要是体现在极限思想、统计思想、数形结合思想，通过灵活地在解题过程中应用这些思考方式能够更加高效地解答题目。例如在解题过程中使用类比法，通过对比找到两个问题之间存在的共通性，主要是通过对已知对象的性质向未知一类对象转化。能够快速地解决一些结构比较复杂的问题。类比的方式不断能够使得学生的解题速度和准确率更高，而且非常有利于学生快速高效地记忆物理知识点。再例如在物理中经常会用到的统计思维模式，在研究一些自然物体的性质和结构时，我们发现有些事物是非常具体的，有些事物以及现象是非常模糊的，在这种确定与不确定之间就需要我们采用统计法去解决问题。通过教师的引导，合理地使用统计法能够达到事半功倍的效果，能够让学生更加高效地记忆物理知识和解决物理问题。

三、 数学思维在初中物理教学中的渗透方法

（一） 通过了解学生调整学习难度

在当下的初中各学科的教育中，教学的主要目的依然是為了提高学生的学科考试成绩。所以出于这个原因，在现下初中物理教学过程中，教师还是会将学生在物理学科中的解题能力和考试应对能力侧重培养。学生在学习物理过程中不断地刷题掌握各种物理应试技巧，这最终的目的就是为了提升自己考试成绩。但是这样的教学模式中，学生机械化地去学习知识只会让学生逐渐地丧失学习兴趣和创新思维，给学生自身带来了非常大的压力。所以初中物理教师应该主动地去打破当下的教学局面，打破以教师为主体的教学方式，要对学生的个人情况进行全面的了解，根据学生的实际情况来调整教学的难度，由于物理知识相对来说比较抽象，所以使用数学思维模式能够有效地调动学习积极性，提高学生自身解决问题的能力。

（二） 培养学生解题能力，让学生主动使用数学思维解题

初中学生的思维能力处于发展阶段，思维能力和应用能力还处于较低阶段。所以教师在初中物理教学过程中，在学生学习物理知识和解决物理难题的时候，教师应主动引导学生去使用数学思维思考，使得学生发现物理和数学之间的共通性。在课堂上要营造出一个积极的气氛，通过使用公式，让学生能够体会到物理自身的魅力所在。教师积极地引导学生在物理中使用数学思维，让学生主动地接收这种解题方式，提高物理的解题能力。

四、 结束语

在初中物理课堂教学中，想要使得学生的物理成绩迅速的提升，没有捷径可走，需要逐步地培养学生的解决物理难题的思维模式，加强学生对所学物理知识的应用能力，逐步的提高学生对物理问题的思考过程中的逻辑性和深入理解物理概念和相关的公式。

参考文献：

[1]苏文旭.数学思维方法在初中物理教学中的应用研究[J].学周刊，2018（35）：49-50.

作者简介：

何志海，福建省晋江市，晋江市陶英中学。