初中物理教学中拓展数理融合路径的实践举隅

李宇

【摘要】近些年以来，为促进初中学生高阶思维的发展，在初中物理课程教学中，数理融合这种方法得到了广泛运用，并获取了良好应用成效.因为物理思维有着抽象性、具物性以及具象性特征，所以在物理学习过程中，除了需要培养学生的具物思维，还需要培养他们的具象思维与抽象思维，而这些都可以通过数理融合来实现.本文结合当前初中物理教学中数理融合不足的原因，提出扩展数理融合路径的实践策略，包括做好物理概念的传授，对初中学生梳理模型进行构建、对语言表达思维进行培养、对数理能力进行优化、对解题能力进行提升，同时培养学生在物理学习中数理方法的实践运用能力，注重数理有效衔接，培养学生数理意识这几方面，以期为初中物理教师提供参考.

【关键词】初中物理；數理融合；课堂教学

现阶段，在初中物理课程教学中，通过数理融合来培养学生们的数理能力，对于促进学生的学习成长和发展物理教学来说具有重要价值.所谓数理能力，就是通过数学知识和方法，对物理问题进行分析与描述的一种能力.通过数理融合的方式，可以在物理课程教学中促进初中学生数理能力的全面发展，有着显著的学科优势.因此需要物理教师在教学实践过程中立足于实际，根据初中学生物理基础、学习能力和认知水平，采取更加科学的教学策略，着重培养学生们的数理能力.

1 当前初中物理教学中数理融合不足的原因分析

尽管初中物理学科中的具象和具物两种思维能够培养初中学生的观察能力、建模能力与实验能力，也可以提供更多培养这些能力的契机，但从具体情况来看，依旧存在数理思维培养不够充分的问题.具体因素可以总结为以下几点：首先，课程标准影响.为促进初中学生认知能力和物力思维的全面发展.在新课标中，针对需要理解和需要计算的物理规律都没有提出过多标准与要求，也没有过高的定量计算标准，物理教学中的内容与教学要求也更加注重定向分析；其次，教师重视度影响.在现如今的物理教学期间，教师们普遍不具备良好的跨学科思维能力，各学科教师间也没有基于教学常见问题进行沟通互动.日常教学期间，教师往往会采取单一模式带领学生尝试解决物理问题，导致他们结合数理知识的意识被削弱，能力也逐渐下降.长此以往，就会导致他们在物理学习中的数理结合思维与实践运用能力得不到有效提高.

2 初中物理教学中的数理关系分析

物理学科属于研究物质相互作用与运动规律的一门基础学科，数学学科则属于一门工具学科，更有利于物理学者们对物理现象进行充分描述、预测与分析.在初中时期的物理课程教学中，数学学科属于一种具有“支持性”功能的学科，它能够帮助学生们充分理解与掌握物理概念，并提高他们解决物理问题的能力.

例如 在学习有关力学的知识时，通常需要借助数学方式来推导力学公式，理解其中各物理量间存在的关系；在学习有关热力学的知识时，则需要借助数学统计这种方式解决其中的物理问题.通过数学工具的应用，能够让物理实验变得更加准确、更加可靠，也能够帮助学生们充分掌握数据处理方法与物理实验技能，提高他们的数理融合能力.

3 初中物理教学中数理方法的应用体现与实例分析

在初中时期的物理课程教学中，已经广泛运用了数学方法.在对物理概念进行理解和对物理问题进行解决时，通常离不开数学方法的运用.首先，体现在物理量大小与单位的计算方面.比如在测量时间、质量以及体积这些物理量过程中，需要计算其大小与换算单位.计算期间还需要借助基础数学理论，比如四则运算、单位转换等等.其次，体现在运用数学方法推导物理公式方面.物理原理教学中，通常需要我们借助数学方法完成物理公式的推导.比如在讲解“功、功率、机械效率”过程中，就需要借助力的概念与速度定义，从数学角度出发推导力、速度以及距离间存在的关系.最后，还体现于解决物理问题方面.在对一些物理问题进行解决的过程中，也离不开数学方法的运用.比如在解决运动有关的问题时，就需要运用速度、时间以及路程这些物理量来进行计算，还需要运用平均速度等公式；在解决有关热力学的物理问题时，则需要运用温度、比热容以及热量这些物理量进行计算，还需要运用热传导等知识.

从实例分析角度来看，物理教学中的数理方法应用体现在以下几方面：

第一，物理实验当中应用数理结合.将数学方法运用到物理实验中能够帮助学生们充分掌握实验技巧与数据处理方式，提高实验结果分析效率.

例如 在讲解有关“机械运动”的知识时，就可以通过实验的方式进行教学，借助实验获取斜面倾角与摩擦系数，而后通过数学方法来计算阻力与力的实际大小，让学生们充分了解斜面工作原理与力平衡知识.

第二，物理中数理模型的应用.数理模型就是借助模型方法把现实物理问题变成数学问题，并通过数学方法完成求解.物理教学中，通过运用数理模型能够帮助学生们充分理解各种物理现象，并解决其中的物理问题.

例如 在讲解有关“声波”的知识时，便可把波传播的过程简单理解成空间中的振动传播过程，借助数学方法来建立一个波动方程，从而让学生们充分了解波的特性与应用.

第三，对数理结合的运用进行自主探究.在进行自主探究活动过程中，学生们可以结合自身兴趣爱好，自主选择一种适合自己的方式运用数理结合.

例如 在讲解有关“静电”的知识时，学生们便可自主设计静电力实验，借助实验数据来计算静电力方向与大小，从而了解电场应用与电荷特点.

4 初中物理教学中拓展数理融合路径的实践策略分析

4.1 做好物理概念教学，培养学生数理语言表达能力

数理语言一般都是通过符号、文字、图形集中语言构成.初中物理学科当中的数理语言，则通常能够在物理定理、物理概念当中表示.

例如 在讲解“密度”这一课时，密度概念则可以借助文字语言完整表述为“物体质量与物体体积的比值”；借助图形这种语言，则可以表述为“第一象限内存在的正比例线”；借助符号语言，能够将其表述为“ρ=m/v”.可见，物理知识的学习要求学生可以借助数理语言直接表达一些物理概念和定律.

在课堂当中，教师想要对学生们的这项技能进行培养，需要通过提升逻辑思维能力，促使他们掌握正确的数理表达方法与表达技巧.物理教学期间，还要求教师带领学生们借助文字语言对某种物理概念或定律加以表述，并从这个角度出发，适当增加表述难度，以此培养初中学生数理结合的语言能力.

例如 在学习“阿基米德原理”时，教材中对有关浮力的实验原理和现象，做出了这样的表述：在物体浸入液体之后，受浮力和排开液体面积影响，物体所受重力大小相同.所以教师首先便可带领学生们选择另外一种表达方式，让他们通过实验归纳总结，借助自己的语言重新表述这种实验原理与现象，并对比分析教材内表述的具体内容，找出自身存在的表述偏差.同时要求教师对学生在语言概述和语言表述等方面的能力进行修正，从中帮助初中学生体会数理语言具有的精炼性优势和准确性特点，以掌握更加科学的表述方式.

4.2 构建数理学习模型，培养学生数理能力

物理学习期间，知识构建与知识运用是两个重要环节，需要学生们通过学习充分掌握知识并合理运用知识.因此要求教师借助科学的课堂教学手段，从中引导初中学生建立数理模型，并通过模型完善来运用物理知识、转化学科知识.结合教学现状不难发现，物理教学期间培育初中学生数理能力，最为重要的一个方式就是培育初中学生数理建模能力.具体而言，就是要求初中学生在课堂学习期间可以结合物理规律、数量关系与具体的物理概念，把物理问题变成数学问题，再借助数学思维与阶梯方法解决物理问题，获取正确的答案.教师在引导初中学生进行数理建模时，应当结合具体问题情境并指导学生审题.最为常见的构建方法就是数量关系和问题归类.如问题归类就是根据问题情境和问题归类标准，把相关问题归类整理至特定梯形当中或归类到对应知识范围之内.

例如 在讲解力学方面的知识时，就需要结合所学内容，确定知识是浮力、二力平衡以及液体压强这几个问题中的哪一种，在问题归类结束后，可以让学生具备清晰且明确的解题思路，明白应当运用哪一范围之内的知识进行解题，从而大幅提升解题效率与精度.

4.3 合理利用物理习题，培养学生数理方法运用能力

物理知识和数学知识之间有着密切联系.在学习物理知识和解题期间，通常会用到一些数学知识与思维方式，比如在引导学生解决有关物理知识的问题时，在遇到一些需要进行定量分析的问题时，就可以引导他们借助数学思想或数学方法进行解题.因此培养初中学生数理结合能力，需要重点培育他们的数理结合思维与运用能力，促使他们灵活运用自己掌握的數理方式，提高物理问题的解答效率与准确率，最终实现物理成绩的提升.而在培养他们的数理技能时，教师同样可以结合具体的教学内容来创设情境，将物理问题以更加复杂的形式展现出来，从中培养初中学生数理思维能力.在这个过程中，同样要求教师根据初中学生实践能力，把控问题难度，避免问题的复杂程度过高对学生自信造成不良影响.

例如 在讲解“测量物质的密度”这一课时，教师便可结合教材中的习题进行适当复杂化处理，比如针对问题“一块长方形的均匀铝箔，用天平和刻度尺能不能求出它的厚度？”教师便可要求学生们在解题过程中尝试加入一些其他工具，并在求得厚度后，反向推出其密度.通过这种方式，能够有效提高学生们运用数理方法来解决物理问题的能力，发挥出初中物理教学中的数理融合作用.

4.4 注重数理有效衔接，培养学生数理意识

在物理教学中，物理公式属于必不可少的内容，而学生们通过数理融合学习往往可以掌握公式中的数学表达方法，但无法真正理解其中的数学表达意义，也无法结合数学表达与物理意义.因此教师便可在教学中结合物理公式和数学语言.

例如 在讲解“欧姆定律”时，教师便可引导学生们首先借助实验来获取数据，了解电流、电阻与电压间存在的关系.而后让他们借助图像与数据分析，理解欧姆定律中的具体内容.在进行有关电学的内容教学时，教师都能够通过数学语言来表达物理公式.通过这种方式可以实现数理之间的有效衔接，逐步培养学生的数理意识，让学生学会运用数理思维解决物理问题.

5 结语

综上所述，在初中物理教学中，通过数理融合的方式，结合丰富的数理知识，把数学思维代入到物理解题当中，促进数理之间的充分融合与转化，让学生在解决物理问题过程中可以运用数学知识与思维，从而提高学生的解题效率与精度，这样能够进一步促进初中学生物理素养的发展.

参考文献：

[1]刘秀芳.初中物理教学中拓展数理融合路径的实践举隅[J].中学物理教学参考，2022，51（10）：33-36.

[2]王建春.奠定融合教育，发挥“双减”力量 ——“双减”背景下初中物理数学学科融合探析[J].数理天地（初中版），2023（06）：17-19.

[3]钱嘉.数理融合在中学物理教育中的意义与实践简介[J].中学物理（初中版），2021，39（11）：26-28.

[4]张鹏.如何提高初中物理教学有效性[J].电脑爱好者（校园版），2020（07）：95-96.

[5]柴晓丽.数学融合于初中物理教学中的问题与对策分析[J].中学课程辅导（教学研究），2017，11（36）：106-107.