浅谈初中物理教学中数理结合的问题
西川中学
易兴晶
在初中物理教学中，学习、研究物理的同时也离不开数学知识的辅助，而深入系统地学习物理更是一个掌握物理学中数学方法的过程。所以，重视数理结合对于提高中学物理教学质量、降低学习难度、培养学生学习兴趣、促进素质教育有着重要的意义。
对初中学生而言，数学的学习习惯、方法和数学教师的教学方法已使他们有了某种“思维定势”，他们中有相当一部分学生在学习物理中仍摆脱不了数学模式，而且物理的学习内容、方法和教师教学方法的改变，学习物理的思维方式的多样性、灵活性，都使他们对学习物理不适应；再者，由于物理教师，特别像我们这样的年轻教师，对物理中所用数学知识在数学中的地位，以及对某些数学知识，学生是否学过，掌握的程度等等不够清楚，对物理思维特点和数学思维特点的区别不甚明确；加之，不太注意初中学生的心理变化，教学效果就不会很理想。
由此可见，在教学实践中做好数理结合的工作是很重要的。以下是从我这几年的工作中总结的心得体会。
一、备课中注重学生的数学基础
数学是学好物理知识的前提，是学习物理的工具。在备课中，应了解学生需具备哪些数学知识，学生已有的数学知识及对这些知识掌握的熟练程度，学习物理尚缺少的数学知识和方法和学生应用已有的数学知识的习惯和方法。根据以上情况有针对性地设计教学内容，选择教学方法和制定教案。如：学生已在小学学过长度、面积等单位换算，但小学的教师在数学中单位换算不写过程，只写结果这一特点，若在物理教学没有补充讲解单位换算过程，学生必然会出现类似于1.5米＝1.5米×100＝150厘米；1.5米=1.5米×100厘米=150厘米，等等错误。而且，我们物理习惯上的单位换算喜欢用字母来代替单位，于是在教学中需要给学生灌输这种思维。
二、教学过程注重承前启后，查漏补缺 在物理教学中，每个单元、每节课如涉及到学生已有数学知识掌握得不熟练，或数学要求与物理要求不尽一致等问题时，都要结合学生已有的知识和方法进行分析讲解，以激发学生的求知兴趣，降低学习中的难度阶梯，引导学生把数学方法和物理方法结合起来，达到温故知新之目的。
例如：正反比关系的基础知识，学生在小学阶段已学过，在初二学生学物理时涉及正反比的物理量时，可先复习正反比基础知识，结合物理意义讲解。到初三，学生在数学上学完正反比函数时，再进一步深化物理量的正反比意义，学生就会很自然地接受和运用。
如果学生数学知识不足或掌握得不牢固，或学生对物理中应用数学知识时不注意物理学科特点，我们在实际教学中应通过例题讲解，弥补不足。
又如：科学记数法是物理中常用的数学方法，负指数运算从初二开始经常用到，但科学记数法不是初一数学的重点，负指数到初三才学，对类似于这些知识就要多次讲练而补缺，以培养学生数学运算的方法、速度、精确度和准确度。 再如：在解很多光学问题的时候会用到相似三角形的知识，成都近些年用的物理教科书是教科版的，光学安排在初二上期学习，而相似三角形的知识在初三上的数学才会涉及到。那么要想解决这个问题，物理老师必须临时充当一下数学老师，给学生简单补充一下相似三角形的知识。
三、强调数学与物理的区别
1.数学上的正负和物理上的正负不尽相同
在数学上是根据量的相反意义来决定正负的，而物理中则是物理量本身的意义。物理上常常用正负号来表示某些矢量在空间的方向或表示某些标量相对于规定值的大小。如规定了标准值后重力势能的正负、电能的正负、温度的正负等。物理中还常用正负号来表示物理量在某种意义上相反的性质。如电荷的正负、吸热和放热等。
2.数学上的等式和物理上的等式意义不同
在数学上，常用来表示两个等价的量。而在物理学中，等式联系的量除了有等价关系外，更多的是表示出它们之间的一种量度关系或相当关系。如欧姆定律，就仅仅反映一个量度关 系。而有的学生单从数学的角度来考虑，给出了“R与U成正比，R与I成反比”的说法。显然，这种说法是错误的。因为它是表示物质本身性质的一个物理量，与导体固有属性有关，而与加在其两端的电压无关。
3.物理学中物理量之间的函数关系与数学中的函数关系不尽相同 比如，根据物理规律列方程求解时，有时可以得到两个或两个以上的实数根，从数学上来讲，它们都是原方程的解，但在物理上却不一定都有物理意义，此时必须从物理量本身的含义、未知数的取值范围以及实际物理问题的要求等方面进行合理取舍。而有些学生在实际解题时忽视了物理背景，只从数学角度求解，会得出错误的结论。
4.物理中的列方程与数学中的列方程的方式也不同
数学中只要数值相等便可列等式，而物理中不但要求数值相等，还要物理量相同。在解物理方程时，还要注意其结果有物理意义。再如：物理的计算，除了数据的计算，还有单位也在其中计算，这是和数学很大的差别。
类似这些问题及特点都应在教学中强化，防止学生数学“思维定势”对物理问题的解决产生负迁移。在培养学生运用数学知识解决物理问题的能力时，应通过对典型物理问题的详细分析讲解，指导学生掌握解决抽象物理问题的数学思维方法。
四、真正领会数理结合思想，在教学中注重提高学生的数理结合能力
1.注意数理结合教学的渐进性
学生应用数学知识解决物理问题时，需要物理教师有意识、有计划的培养。这一能力的培养具有渐进性。在刚开始学习物理时，教师对物理习题中数学知识的要求不应太多、太复杂。但必须让学生学会应用简单的数学知识进行计算，使他们意识到要想学好物理就离不开数学。随着学习的深入，逐步有意识地培养学生应用数学知识解决较复杂物理问题的能力，使学生意识到应用数学知识解决物理问题往往会更简洁。
2.重视语言之间的转化
如何将物理问题转化为数学模型是教学的一个重点。在教学当中，教师要给学生充足的时间理解物理问题向数学模型转化的过程，而不能直接给出结果进行数学计算。在平时的教学过程中应帮助学生掌握这种通过物理问题分析和归纳建立数学模型的方 法，培养学生将物理语言转化为数学语言的能力。另外，对数学结论在物理背景下进行分析讨论也是非常重要的，这一点在解题过程中经常被忽视。所以在教学中，教师应该在习题讲解中强调物理背景，不要把物理问题的讲解当成是数学问题的求解。
3.注重教学方法，使学生掌握数学方法和以数学为工具的思维方法 科学方法是解决科学问题的手段，是物理学发展的灵魂，是从知识到能力的中间环节，是沟通知识与能力的桥梁。学生要学好物理必须掌握其中的方法。学生常常因未能注意方法的学习而影响知识的获取及应用，所以教学方法很重要。物理学中与数学有关的科学方法有“数学方法”和以数学为工具的“数学抽象”及“数理演绎”等思维方法。在教学中要注意培养学生在物理学习中应用数学方法的能力。例如：用数学归纳法解决某些具体问题时，常常从特殊情况出发，类推出一般情况下遵循的规律。
教材中有很多数学方法是隐蔽的，所以作为教师应该深入教材。在选择练习题时，有意识的选择这方面的习题，通过多练习，学生才能掌握。有的学生数学不错，但却不能应用在物理解题当中，这是因为学生大脑中缺乏数理结合意识。这就需要教师在平时的教学中，向学生揭示习题中所蕴含的数学方法。
应用数学知识解决物理问题是学生必须掌握的一项基本能，搞好物理教学中的数理结合对物理教学、学生能力的培养有着重要的意义。教师在使学生充分认识到数学对物理的重要性的同时还要让学生明白两者间的辩证关系，从而使学生能够更好地应用数学知识来解决物理问题。教师在平时的教学中也应真正理 解数理结合的内涵，注重培养学生数理结合的能力，以提高教学质量。
