奠定融合教育，发挥“双减”力量

王建春

【摘要】随着基础教育的改革和“双减”政策的落实，教育越来越注重学生核心素养的培养.而对于基础教育中的两门理科——物理和数学的学习，教学过程中的相互融合渗透，不仅会提高学生对两科知识的掌握，还会提高数理综合能力和实践方面的创新.数学作为理科教学的基础，其中的数学思想和知识在物理教学中会起到很关键的作用，物理中很多规律、定理都是靠数学工具来进行推导计算的.所以，初中数学学科对物理的辅助教学至关重要，物理教师要重视融合教育，在理科教学中渗透数学思想，提升学生理科思维.

【关键词】“双减”政策；初中物理；数学思想

“双减”政策的实施，降低了学生们的作业负担，有利于学生全面综合发展，但是同时也要求提升学生对学习的兴趣和自主学习的能力，符合学生的个性化发展要求.教师在设计教学方案时，要通过创新教学模式，提高学生自主探索的学习能力，帮助学生达到高效学习.

学科融合指的是在进行某一学科的教学时，将其他学科的知识技能融入到教学过程中，更好地锻炼学生的综合素养，实现全面的协调发展.融合教育是指通过打破学科间的壁垒，融合渗透教学内容，共同解决某一项问题.在此教学中，学生要综合运用不同学科的技能，从而体会到知识是相通的、互相促进的，运用知识是需要融会贯通的.

“双减”政策和学科融合教育二者相辅相成，但都更加考验教师的教学水平，如何传递数学思想，并在物理课堂上熟练运用，达到对物理学科的辅助教学，是非常值得深思的.

1 “双减”背景下，初中物理数学学科融合教育的意义

1.1 主张启发性原则，打破思维定势

课程改革需要创新教学模式和教学思想，并在平时的教学过程中积极尝试.学科融合教育是有效提高学生综合素养和自主探索能力、创新思维和加强实际应用的途径.对于数学和物理这两个学科，有着密不可分的关系.从学科特点来说，物理是以实验为本的自然科学，数学是探究数量和几何空间的自然学科.相对而言，数学学科更具有学习工具的功能，而物理学科有偏实践的特征[1].

在初中物理教学中，主张启发式教学，启发学生运用数学知识推导物理规律，分析计算物理难题，融合数学思想辅助物理知识的教学，这样有助于学生加深对数学知识的运用和物理学科的理解，更重要的是打破了传统的思维定势，拓展了数理思维，提升了物理学科的学习兴趣.

1.2 主张系统性原则，打通内在逻辑

数学和物理两个学科之所以能够融合教学，是因为数理两科存有内在逻辑的统一性.随着新课改的推进，数理融合教学的重要性显而易见[2].学科融合应该围绕一个准确的教学目标展开，首先教师要有系统性的知识罗列，再有明确的思路，让学生有清晰的学习目标，最后通过设计一系列的教学活动，向学生传递解决问题的思想和过程.

当确立好系统性原则后，会更容易发现事物的内在逻辑，融会贯通从抽象到通俗看待问题.数学思维融入物理教学能够帮助学生准确地理解物理逻辑，比如数学中由繁到简、由特殊到一般的数学思想，能够系统性地帮我们解决物理问题.

1.3 主张开放性原则，重视方法内涵

在初中物理学科的教学中，融合数学学科教学的意义在于解决问题，不论是探究物理规律还是推导物理定理，又或是观察实验现象，都是在使用数学工具解决实际问题.学科融合打破了学科间的壁垒，以问题为出发点，依靠开放式的思想，激发学生解决问题的思维，鼓励学生从不同的角度探究和分析问题，让学生解决问题的能力得到提高.

初中阶段，数学和物理的学习并没有很大的深度，在学习物理时，教师可以由生活现象走向物理学习，再把物理理论应用到生活实践中去，增强学生的自主探索能力，开放性引导学生寻求方法.

在初中物理教学过程中，有很多问题都是两学科相互渗透的，比如行程问题、金属含量、密度浮力问题等属于既有数学学科内容又有物理规律.在物理课堂适当补充数学知识有助于学生快速形成解题思路，借助數学快速总结物理规律，进而抓住问题的关键内涵.

2 “双减”背景下，初中物理数学学科融合教育的策略

物理学科的核心素养包括培养学生的物理观念、科学建模、科学推理和科学论证四个方面.需要运用数学学科中的抽象概念的理解，数学建模和逻辑推理、数学运算等知识.物理核心素养的培育不是单一学科能够达成的，需要数理融合教学.但一般在物理教学中，教师只关注自己物理学科的知识，忽视了数学的技巧和方法，这就会对物理的学习产生限制性.那么，如何将数学与物理有效融合，达到用数学知识解决物理问题的学习效果呢？下面就以几个实际物理教学中的应用为例，体会物理数学学科融合教育的意义.

2.1 运用数学学科中“比值定义”理解物理概念

比值是物理学科中一个非常重要的概念，是两个物理量相除得到的商，即用小学数学除法的意义来理解，就是求平均分.比如用路程除以时间是将路程平均分为时间等分，即求单位时间通过的路程；用时间除以路程是将时间平均分为路程等分，即求单位路程所用时间.这样应用数学思维就把抽象的物理意义加以理解.如人步行的速度大概是1.2m/s，表示人在1s内行走了1.2m的路程；再如水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），这个物理意义理解就非常抽象，用数学中除法的思想就不难理解，表示1kg的水温度升高或降低1℃时，吸收或放出的热量为4.2×103J[3].

初中物理中有很多用“比值法”定义的物理量，一类是描述物体运动状态的，比如速度、加速度等.另一类是用比值法定义物质属性的，它们的共同特点是由物质本身决定，与定义它的物理量无关，比如密度、比热容、热值.还有一类是反应影响物理量因素的，比如压强、功率、机械效率、电流.这四类用数学方法比值定义的物理概念，其学习定义的核心素养是需要理解物理量的含义.比如：一滴水与一杯水，它们是由同一种物质组成的，物质属性相同，所以密度相同，与它们的质量、体积无关，而它们的质量与体积成正比，比值是一个定值，即为密度.另一方面，数学形式上用比值表示的式子并不一定就是比值定义法，如公式g=G/m，虽然在形式上是比值，但不符合比值定义法的其他特点.

因此，在初中物理教学中，明白比值定义法是如何定义物理概念的有助于领会物理量的含义，分析定义式中的决定因素和无关因素，从而掌握物理概念和规律、培养解题能力.

2.2 善用数学学科中“图象分析”发现物理规律

初中物理教学中，学习了“速度-时间”图象、“质量-体积”图象、“电流-电压”图象、“电流-电阻”图象等.数学图象分析也是研究物理问题的基本方法之一，并且具有直观的特点，能够明确反映出物理量之间的变化关系，教师不仅要引导学生足够重视图象，还要带领学生探究图象中的物理意义，加强实验现象与图象间的联系.

对于物理图象并不熟悉，遇到需要分析图象的题目时，甚至会“无从下手”，不能利用图象的物理意义解题[4].教师应该适时补充数学图象知识，引导学生通过梳理公式中量的关系，画出图象后再进行图象的解读.在某些问题上，图象的优势是大于公式的.第二种图象的应用是在图象中表示实验数据，首先在处理实验数据时，教师要引导学生运用公式法、图象法进行数据分析，在进行实验的同时，绘制出相应的物理图象.这样学生可以更直观地对比不同的实验现象，联系不同物理量之间的关系，进而得出物理规律.图象中的物理意义直观详细，在教学过程中，教师要带领学生分析特殊点、特殊位置的含义，挖掘图象信息.

例如 在“探究影响浮力大小的因素”时，用弹簧测力计、木块和其他实验仪器进行实验，实验结果记录在“拉力-绳子上升高度”的直角坐标系中.匀速拉动绳子，并间断性记录弹簧测力计上拉力的示数，最终学生可以得到结论：木块在刚露出水面时，拉力逐渐变大.当木块完全高出液体表面时，拉力的大小几乎不变.可以得出：在同种液体中，随着物体渐渐被拉出液面，物体排开液体的体积减少，绳子上的拉力变大，因此得出：物体所受浮力的大小与物体排开液体的体积有关，排开液体的体积越大，所受浮力越大.

2.3 巧用数学学科中“方程思想”解决物理问题

方程思想是一種重要的数学解题思路，要学会捕捉题目中的数量关系，根据题目给出的条件找出等量关系列出等式方程或方程组[5].教师应该培养学生们的方程意识，在数学学科中学习方程的目的就是解决问题，在物理学科中即为数学技能的运用.作为一种重要的数学思想，构造方程或方程组是解决综合性问题的重要手段，在平时的教学中，教师应该引导学生逐步形成方程思想，在日积月累中增强方程的意识.

例如 初中物理的电学部分，电路涉及的物理量较多且变化频繁，在解未知量时，学生们往往不知道头绪在哪里，已知量太少.教师应带领学生由简入难，由浅入深，把用到的物理规律重复几遍，根据开关在不同位置或滑动变阻器所在不同位置以及根据电表位置不同画出不同的等效电路，找出等量关系运用数学学科中的方程思想列出等式，来求解变化电路中的物理量，就会把问题变得具体明了.这样结合数学方程思想和物理定律就完成了物理问题的解答.

3 结语

“双减”背景下，新课程改革强调要全面提升教学实效，发展学生的综合素养，在这样的教育背景下，教师要不断更新教学理念，积极探索教学模式.初中物理和数学这两门学科，都具有抽象、逻辑性强、严谨性强等特征，数学学科可以作为探究物理规律的工具性学科，而物理又能给数学教学提供运用素材，二者密切相关.学生认识问题的角度、对待理科的学习态度、解决问题的数学思维和方法的迁移运用都对物理语言的表达、物理概念的探索和物理规律的总结有着不同程度的影响.

结合初中数学的学科知识和核心素养对初中物理学科进行辅助教学，教学设计要把初中数理教材和教学目标进行融合，将知识点进行梳理，最后通过解决问题体现融合教育的意义.融合教育既能加深学生的思维深度，提高学习效果，更能让学生们产生思想的碰撞，提高综合素养.在教学中，应该持续推进学科融合教育，引导学生从不同的角度思考问题，发挥学科融合的作用.事实上，每个教学活动都不止靠一门学科的知识和技能就能完成，因此，学科的融合教育也有利于学生进行各种教学探究活动，促进学生全面发展.

【基金项目：本文系定西市教育科学“十四五”规划2022年度课题“双减背景下初中数学和物理学科思维融合的实践研究”（项目编号：DX[2022]GHB0476）的研究成果】

参考文献：

[1]陈晨，郝四柱.刍议学科融合理念下初中物理教学中数学思想的渗透[J].中学物理，2021，39（20）：5-8.

[2]梁芳.学科融合在初中数学教学中的运用[J].基础教育论坛，2021（12）：76-77.

[3]钱健.融合教学：还原知识的本来状态[J].北京教育（普教版），2018（03）：88.

[4]李坤杰.基于辅助物理学习的初中数学教学设计与分析[D].聊城大学，2021.

[5]潘碧云，汤金波.中考物理“融合式”命题的发展趋势分析[J].中学物理，2022，40（12）：62-65.