数学是一门非常重要的基础学科,尤其在理解物理概念、物理规律以及解决物理问题时,数学知识起着重要的工具作用。有些初中学生数学学得比较好,但物理不一定学得好,因为这些学生往往用纯数学的思维方式理解物理概念、规律或求解物理问题,这样就造成了学生在应用数学知识解决物理问题时容易出现错误,解决上述问题的有效途径就是把物理问题转化为数学问题,有效的运用数学知识来解决物理问题。一、用数学式子表达物理概念、物理规律,用字母表达物理量、已知量、未知量。初中学生初学物理时往往对用符号表示物理量之间的关系式不习惯,不会应用这些物理量的符号去表示相应的数字信息,不清楚公式中的符号哪些是已知的,哪个是未知的,导致公式变形出错,乱套公式,物理结果出错。解决途径:(1)首先引导学生学会“读题→标量→选公式”的方法。即学生边读题,边在相应的数字下面标上相应的物理量的符号,这样做的目的就是明确了已知量和未知量,再根据物理问题情境选择恰当的公式来求解。(2)解题时强调运用“三步法”,即“公式→带入数据(数字+单位)→结果(数字+单位)”。要让学生明确物理公式是解决物理问题的重要依据,所以要先写出公式,再带入相应的数字和单位,然后运用数学知识进行计算得结果。(3)物理量用规定的符号来表示,学生往往不能把字母和它表示的物理量联系在一起。如学生在数学中未知数都可以用X、Y表示,有时学生在解决物理问题时,不管是求哪个物理量,他们都用X、Y表示,这样不便于理解物理含义。在分析题时让他们在物理量的旁边写出表示这个物理量的符号,再看求哪个量就用他在这个物理量旁边标出的字母来表示。通过不断强化及练习,学生学会了运用数学能力来求解物理问题,使学生对符号的认识由不熟悉到能够灵活运用。二、用方程表达物理关系、解决物理问题。学生往往在数学中会列方程解方程,但不会求解物理关系式。解决途径:教师应教会学生将物理关系式与数学方程概念有机的结合起来,让学生理解物理关系式实际上是将方程概念赋予了具体实际的内容。在建立物理情境的基础上,利用数学方法求解物理问题。例如:用弹簧测力计提着体积为10cm3的铁块浸没水中,不触底,此时用弹簧测力计的示数多大?引导学生分析:求弹簧测力计的示数多大,实际是求铁块在水中受到向上的拉力多大。(1)受力分析,画出受力示意图,如图:重力、浮力、拉力。(2)引导学生分析能求哪些量:如:F浮=ρ水gV铁,G=ρ铁gV铁(3)建立力的平衡式F拉+F浮=G(4)代入求解F拉=G+F浮可以看出物理中力的平衡式实际上就是数学中的方程式,教师再引导学生利用数学方程思想来求解物理问题。通过例题分析、训练,学生逐步增强数理结合的意识,能将物理问题自觉地灵活地转化为受物理规律制约及显示物理规律、物理情境的数学问题。三、用分式的性质等量代换的思想进行单位换算。初学物理的学生在单位换算方面成为学习物理知识的障碍。解决途径:首先让学生理解物理中的单位换算,实际上是数学中的等量代换思想的体现,其次让学生理解记忆基本换算关系。例如:速度的单位换算,引导学生运用数学方法:(1)分子分母分别换算法例如:20m/s=20=72km/h(2)利用速度进率法:1m/s=3.6km/h20m/s=203.6km/h=72km/h通过分析比较,让学生理解单位换算的方法和技巧,今后能灵活自如的进行单位换算,不要让单位换算成为学生学习物理的障碍。四、区分物理平均与数学平均。学生对物理中的平均概念的理解往往停留在数学的平均思想上,不注意条件,不注意适用范围,导致结果出错。解决途径:教师要引导学生理解物理中的平均与数学中的平均概念的区别,要特别注意公式的适用条件和适用范围。例如:求平均速度问题,原则上应该是,S代表总路程,t代表通过路程S所用的总时间。(1)一个物体做直线运动,前一半路程的速度为1,后一半路程的速度为2,求全程的平均速度。隐含的条件是S1=S2=S但是有一些学生不理解物理上平均速度的含义,直接利用数学上的平均思想解题得出的错误结论。(2)一个物体做直线运动,前一半时间速度为1,后一半时间速度为2,求全程的平均速度。隐含的条件是t1=t2=t又如:伏安法测电阻,多次测量利用数学的加权法求平均电阻值有实际意义。而电功率的平均值没有实际意义。可见应用数学知识分析物理问题时要特别注意物理学科的特殊性,注意概念的物理含义和规律成立的条件,因此我们在物理教学中要强化物理意义、物理内涵,公式形成过程的指导以及物理规律成立的条件,以使学生在扎实的物理基础上恰当、灵活地应用数学知识解决物理问题。五、利用函数图像理解物理意义。物理规律、物理量之间的关系可以用图像表达出来。但是有的学生不能将函数图像与物理知识联系起来,造成解决物理题的困难。解决途径:首先让学生明确,横纵坐标表示什么物理量,再分析这个图像表示的物理意义。例如:一个正比例函数图像,斜率表示密度ρ=m/v,即m与v成正比,也就是说同种物质,质量增大多少倍,体积也增大多少倍,比值不便,这个比值就是密度。这样有利于学生理解密度是物质的一种特性。总之,运用数学知识解决物理问题的有效途径,就是把数学知识、数学思维方法迁移到学习物理上来。因此教师在教学中应强化数理知识的结合,利用多渠道的有效途径,促进数学知识的迁移,学生才能更好的利用数学知识来解决物理问题。
华罗庚说过:“宇宙之大,粒子之微,火箭之速,化工之巧,地球之变,日用之繁,无处不用数学。”这是对数学与生活的精彩描述。数学源于生活,又服务于生活,数学与生活是密不可分的。
你知道牛顿是物理学家,但是你知道吗?他还是数学家呢!他研究物理时遇到了瓶颈,于是开始研究数学,并发明了微积分,超越了当时的数学家。这些与事事相关的,难道不是数学吗?
还记得小学一年级,当老师手把手无微不至地教我们1+1=2以后,快乐而神秘的数学旅程就从那个时候开始了。然而,在六年的学习数学的基础上,荣升为初中生的我,对于数学,有了更深刻的领悟--数学可以锻炼我们的思维,为我们以后解决生活中的问题做了基础,数学对我们的影响是无形的,我们虽看不见但可以感受到。每个人在生活中总会遇到各种各样牵扯到计算的问题。
……正逛着,我突然看见在商店那边有几个大字很引人注目,上面印刷着:5月1日到5月10日全场打八折。我指着牌子问妈妈:“妈妈,什么叫打折呀?”“打折就是优惠、便宜的意思,”妈妈说,“打8折就是用十分之八×原价。”“哦,我懂了,那打5折的就是原价的一半”,我的回答让妈妈很满意。后来,我们又去买了一些生活用品,付完账时,阿姨给了我一张发票,我仔细看了看,咦?发票上总计不是明明写着155。32元吗,怎么只收了155。30元?我想了想,肯定是用了四舍五入的方法,现在分币用得少了,所以精确到角。那个时候起,我突然感觉对平时枯燥难学的数学有了兴趣。
在这个生活例子中,除了购物发票本身是一张统计表外,至少还涉及了打折、四舍五入等数学问题,其中打折是六年级教材学习的内容,正因为它与生活联系得如此紧密,所以对于那时从没学过打折的小学生来说,也显得易于理解了。最难能可贵的是,我从小就开始用数学知识来解释生活现象,增强了应用数学的意识,了解了数学的价值,增进了对数学的理解和学好数学的信心。同时也希望让大家也一同感受到“生活中处处有数学”。
数学的运算无处不在,小到生活的买卖,大到科技事业的发展。比如:我国神州九号的成功升空,飞船进入轨道所需飞行时间、速度、重量等都离不开数学的周密计算。若有丝毫误差,则有“差之毫厘,失之千里”之险。
总之,因为有了数学,生活才更便捷、省时、高效,逐步过上小康生活。国防科技才更高端、先进、强大,屹立于世界民族之巅。所以只有学好了数学知识,把数学基础打好,才能很好的运用数学,为国家以及世界的经济发展做出贡献!