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初中数学、物理教学渗透数理结合的策略探

究

作者：沈惠娟黄锦书

来源：《中小学课堂教学研究》2018年第06期

【摘要】数学和物理都是人类科学文化的重要组成部分，它们之间有许多相通和联系的

地方。在初中数学、物理教学中，教师要加强数学、物理学科思想方法的渗透结合，引导学生

正确认识数学与物理的密切联系，重视培养学生运用数学思想方法解决物理问题，用物理知识

解决数学实际问题的意识，提高学生整合知识、综合运用知识解决实际问题的能力。

【关键词】数理结合；初中教学；策略探索

数学和物理都是人类科学文化的重要组成部分，它们之间有许多相通和联系的地方。因

此，人们常说“数理不分家”。然而长期以来，初中分科教学，使数学与物理的联系被割裂，不

利于培养学生的综合能力。因此，在初中数学、物理教学中，教师很有必要加强数理结合的渗

透。

一、认识数学与物理的联系

物理是一门以实验为基础的学科，物理的科学探究涉及提出问题、猜想与假设、设计实验

与制订计划、进行实验与收集数据、分析与论证、评估、交流与合作等内容，这与数学活动的

过程——发现问题、提出问题、分析问题和解决问题相类似，既经历观察、实验、猜测、计

算、推理、验证等过程，也有合作与交流、评价与反思。

数学的科学1态度与物理的科学精神相同

数学崇尚理性精神和坚持真理、修正错误、严谨求实的科学态度，在数学的发展史上，有

不少坚持真理、不屈服于权威的故事。比如希帕苏斯无理数的发现、罗巴切夫斯基的非欧几何

的诞生、哥德尔提出了“哥德尔不完全性定理”等。物理与数学一样，提倡实事求是、尊重自然

规律的科学态度，以及不迷信权威、勇于怀疑和修正错误的精神。比如伽利略的比萨斜塔实验

推翻了亚里士多德的“物体下落速度和重量成比例”的学说，理想斜面实验推翻了人们信奉了近

两千年的“力是维持物体运动的原因”的观点。伽利略还开创了运用实验研究物理学的科学研究

方法，被后人称为“近代科学之父”。

物理的研究方法与数学的思想方法相类2似

物理中的很多研究方法与数学的思想方法相类似，例如物理中的控制变量法与数学分类思

想方法相似；等效替代法与转化思想方法相似；类比法与类比思想方法相似；科学推理法（又

称理想实验法），比如真空罩闹钟实验，与数学思想中的极限思想相似；理想模型法与抽象思

想、模型思想方法相似；图象法与数形结合思想方法相似；物理中由拨动橡皮筋、拨动尺子、

敲响音叉等实例，推断声音是由物体的振动产生的，这与数学思想中的从特殊到一般的归纳思

想相似等。

二、数理结合的教学策略

在初中数学、物理教学中，教师要加强数学、物理学科思想方法的渗透结合，引导学生正

确认识数学与物理的密切联系，重视引导学生运用数学思想方法解决物理问题，用物理知识解

决数学的实际问题，提高学生整合知识、综合运用知识解決实际问题的能力。

用数学思想解决物理问题1

历史上，利用数学思想解决物理实际问题的例子比比皆是，例如伟大的物理学家阿基米德

发现了杠杆平衡条件和阿基米德原理等，同时他也是一位伟大的数学家，他用穷竭法求得

π≈227。我国古代的刘徽利用“割圆术”求得π≈314，祖冲之利用“割圆术”求得π=355113，并得

例1如图1所示，轻质杠杆两边挂着两个大小相同的金属球，杠杆处于平衡状态。现使两

球同时浸没在水中，则杠杆

。（填“向左倾斜”“向右倾斜”或“保持平衡”）

解析：两个金属球左重右轻，采用极端假设法，假设水的浮力等于右边金属球的重力，则

右边绳子的拉力等于0，左边绳子的拉力等于左边金属球的重力减去水的浮力，所以左边绳子

的拉力大于0，即杠杆向左倾斜。

例2一艘轮船从甲地到乙地，然后又回到甲地。设轮船在静水中一个来回需要的时间为

t1，在流动的河水中一个来回需要的时间为t2，则t1

t2。（填“”或“=）”

解析：如果水的流速接近于轮船在静水航行的速度，则轮船逆水航行的速度接近于0，所

需的时间就很长很长，所以t1

以上解析都是把物理情境极限化，使物理问题变得简单明了。

用数学知识方法解2答物理问题

问题1在物理中进行测量时，为何进行多次测量后取平均值就可以减小误差？

测量值与实际相比可能偏大，也可能偏小，也就是说偏差有波动。我们知道，测量的数据

波动越大，测量的数据就越不准确，所以，测量值应取多次