浅谈数学和物理的有机结合

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  在初中数学教学中,我们要根据“知识与技能”、“过程与方法”、“情感态度与价值观”三维目标,把数学和物理学科有机结合起来,让学生体验科学探究过程,学习科学研究方法,培养科学精神,增强创新意识和实践能力。本人做了初步“三结合”探索,敬望斧正。
  
  一、观察中结合
  
  所谓观察,就是许多人有计划地对自然现象在自然发生的前提下进行考查的一种方法。观察是研究数学和物理问题最基本、最重要的方法,是获取知识的源泉。
  例如,在观察与猜想奇妙的分形图形教学中,可利用现行初中物理教材绪言中提到的伟大的物理学家伽利略从不忽视那些看起来泛泛的细微现象,仔细观察了从来没人注意过的大教堂里吊灯的晃动情况,发明了悬挂着的物体在晃动中的等时性故事,激发起学生观察的兴趣。然后让他们观察谢尔宾斯基地毯和雪花曲线两个奇妙图形的共同特点,在这里,使学生在接触到数学知识以前便有一个深刻的印象:观察非常重要,在随后的数学学习中,应重视观察方法的重要性。要要求学生,不仅要仔细观察身边的各种物理现象,还要细心观察平常生活中雪花曲线般的各个数学现象。
  在初中数学、物理教学过程中,我时刻注意提醒学生运用观察的方法去学习。
  例如,在讲“反比例函数”时,我让学生仔细观察:实际问题的杠杆平衡、电学知识与反比例函数有什么关系?观察体会反比例函数在解决实际问题中有什么作用?使学生认识到数学、物理并不单调,数学、物理就在生活中,我们要习惯于通过在平常生活中不停观察,不停思考,来提高我们学习数学物理的兴趣。
  
  二、实验中结合
  
  许多情况下,仅靠对自然现象的观察是不够的,还需要在人工控制的前提下对现象进行研究,这就是实验。实验是学习和研究数学物理的一种重要的科学方法,现行的初中数学物理教材始终将“实验法”贯彻于整个初中数学物理教学之中,这就要求我们在教学寓科学方法的教诲于整个初中数学物理教学之中,使学生熟悉并掌握“实验”这一科学方法,使他们认识到数学物理学是一门实验的科学.
  在“勾股定理”的证明教学中,可引导学生回忆在讲“力的图示”时,我们在教室门的反面及近门轴处再各安装一个门鼻,然后让学生自己去实验,去体会力的作用效果的不同,自己总结出力的三要素的过程。诱导学生通过剪一剪、摆一摆、拼一拼正方形、直角梯形纸片体验毕达哥拉斯证法及茄菲尔德证法是如何通过“实验”发现真理的,鼓动勉励学生自己动手解决问题。结合实验法解决数学物理问题,能使学生不再感到数学物理的学习那么抽象、难学了。
  
  三、数学公式与物理概念、定律的学习中结合
  
  物理学家劳厄曾说:“数学是物理学家的思维工具。”
  例如,从地面竖直向上抛出一个小球,小球的高度h(单位:m)与小球运动时间t(单位:s)单位之间的关系是h=30t-5t2,小球运动的时间是多少时,小球最高?小球运动中的最大高度是多少?此为高中物理中的上抛运动问题,是发生在我们身旁的数学物理问题,它将数学中求二次函数的极值公式与物理中的上抛运动公式有机结合在了一起,数学中的自变量、函数概念与物理中的时间、高度的概念有机结合起来,数学中的曲线概念和物理中的轨迹概念结合起来,让学生体会到:
  1.数学方法作为一种研究物理学的重要工具.
  2.数学方法供给了对物理学问题进行数目阐发和计算的方法,促进了物理学的快速发展.
  3.数学方法供给了物理概念与物理定律简洁精确的抒发方式,简化和加速了思维的过程.
  4.在物理学中,各种物理概念以及概念之间的关系,常常以数学符号形式(包括图形、图线和图表等)和数学公式来表示.
  5.数学方法供给了推理工具和抽象桥梁,有助于驾驭事物的本质及其内在接洽。
  数学和物理的教学中学生的表现是千差万别的。观察中结合,实验中结合,数学公式与物理概念、定律的学习中结合,从学生的问题出发,调动已有的知识和经验去解决问题,鼓励学生通过有效的活动和交流,主动获得知识和能力,这是“三结合”的最终目标。
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