注重引导学生应用数学方法解决物理问题
从事多年基础物理教育,我们深感学生应用数学知识解决物理问题的水平呈滑坡趋势：一道物理题,很多学生不知该用什么物理规律和公式演算及推导,就是知道了也算不出来,甚至有时候老师干脆把公式和演算过程都板书了,要学生完成最后结果,便仍然有部分学生算不出来.这不是笑话,这是事实.
究其根本原因,我想主要有以下几个方面：
一.学生数学基础差,没有良好的数学知识,固然不能在物理学习中灵活使用.
我们必须正视,在义务教育中,特别是边远农村义务教育,学生厌学不肯学的情绪是非常严重的(这当然与学生学习基础、环境和教育质量是有很大关系的,这里不作讨论.),有些学生初三快毕业了,而连五六年级的数学知识都还一巧不通,初中代数几乎是摸风,这不但造成物理教学难,也是数学教学的极大困难,这几年初中毕业会考数学人平分只在40-50分,就说明了这个点.
二.学生不能灵活应用数学知识解决物理问题.
物理教育离不开数学工具和方法,这是物理学本身的性质决定的,很多物理概念和规律是通过建立数学模型,然后演算推导出来的,但是物理计算又不等于单纯的数学计算,它还受到物理概念和规律的制约,学生没有把握好这两者的区别与联系,所以也存有数学基础好的同学同样也不能灵活地处理物理问题,这说明我们在物理教学中,数学方法的引导不够.
三.科目界线,责任推托.
很多物理教师在教学中没有注重引导和培养学生,平时遇到数学问题,往往指着学生：这是你们学过的数学问题,还不会,请教你们数学老师.一句话把学生打发走了,从而也抑制学生数学方法的开拓和进取.
综上所述,数学基础差是客观事实,数学物理之间的工具和使用关系必须要物理老师去引导,数学物理之间的界线和责任推托则是一种错误的教育观点,注重引导学生应用数学方法解决物理问题是物理教师的本质教学方法.虽然现行物理教材,物理习题和试卷都删除了大量的不必要的复杂的数学计算,但仍然不能脱离数学方法,在教学中重视数学方法是十分必要的,下面我们就新课改物理牵涉数学方法,做一些浅显的分析和引导.
一.物理量单位及其换算是中等生和差生的困难之一.困难表现为：
1.诸多物理量单位进制关系记忆不牢固,随时混消,盲目换算.针对这个点,我们能够引导学生列举单位实行对比,例如：质量电阻电压电流功率等,能够这样列
1000,小单位化成大单位除以1000,其它单位,教师都能够总结,或者引导学生自己找出更好的办法.
再如速度和密度的单位换算：
速度：72km/h=72×1000m/3600s=20m/s
密度：1.0×10³kg/m³=1.0×10³×10³g/㎝³=1.0g/㎝³
文字表述：千米每小时化成米每秒，前面的数字照写，如果是大单位化成小单位，则分子分母分别乘以单位进制，再写转换目标单位，最后计算结果；如果是小单位化成大单位，则分子分母分别除以单位进制，再写转换目标单位，最后计算结果．这些问题对于基础好的学生是很容易学会的，但对于中差生来讲，的确不可忽视啊！
２.转换数字大，学生不善于利用科学计数法方便地解决问题．
例如：5.6km化成nm,课本告诉我们1nm= m,反过来,1m= nm,所以5.6km要化成nm,可直接用5.6× ,再补上nm就能够了,而我们很多同学把化成1000000000,再与5.6相乘,这样又复杂又容易出错.碰到类似问题,作为物理教师不要口口声声说是数学问题,不妨把科学计数法帮学生讲述举例复习一遍也不为过.
二.物理规律和公式的记忆和实际应用,是很多学生学生学习物理的又一个难于突破的数学问题,主要表现为：
1.公式多、杂、乱混消不清.初中物理公式也不为多,但对于中差生来讲,却是个难点,在学习中,特别是综合复习时,教师要引导学生采取多种办法记忆,比如能够帮公式分类：
按电学分：I=U/R,P=UI,W=UIt,P=W/t,……
按运动和力学分：V=S/t,P=F/S,W=FS,G=mg,……
按热学分：Q=cm(t-t),Q=qm,……
熟练物理公式是解决物理数学计算的基础,公式都记不住,所以在平时教学中,我们要协助学生理解记忆物理公式,区分基本公式、推导公式和公式的延伸.
2.难于结合数学公式和方程实行解答物理题目.绝大部分物理公式都能够简化为已知其中两个量,能够求出第三个量的数学思路,而且有些物理量因受到物理规律的限制,在一定条件下能够作为常数考虑,这样就很容易联系到数学中的二元一次方程：y=kx.例如：I=U/R,如果电阻不变,则1/R相当于常数k,其它如：P=UI,电压不变;W=P/t,功率不变等,则U和P都能够作为常数;甚至有一些物理公式纯是二元一次方程,如：G=mg,g不变;Q=qm,q不变;M=pV等.这样,我们考虑了物理量的定量关系,又结合数学方程就很容易求解了,通过反复练习,反复引导,使学生树立一种物理数学化的思维方式,问题也就解决了.
3.物理量多,而且都有相对应的单位,在计算过程中,单位换算和去留也是学生容易混消的地方.有些同学说,“物理计算不像数学计算,有好多单位,麻烦死了”.的确,物理计算不等于单纯的数学计算,还关系到单位的去留,物理公式至少有三个物理量,也就至少有三个单位换算,比如：W=I²Rt,这是电热公式,方程右边的物理单位有安培²、欧姆和秒,左边是电热的单位焦耳,对于基础好的同学,当然知道计算结果的单位就是焦耳,但对于基础差的同学,在计算过程中就被搞糊涂了,往往就放弃不做了,在这里作为物理教师应该提示和引导学生记忆：1焦耳=1伏.安.秒.在分析计算物理问题时,教师在演算过程中要注意随时把物理量单位一起写,这样,时间长了,学生也自然地理解和掌握了.
三.物理图像与数学坐标图像联系和应用是中差学生的又一个难点.在新课改教材中,初中物理关系到数学坐标的内容并不多,主要归纳为以下几点：①热学中温度与时间关系图像②电学中电流与电压关系图像③物质中质量与体积关系图像④运动和力学中路程与时间关系图像,重力与质量关系图像.这些图像,都是由数学坐标图像引出来,即与二元一次方程y=kx相对应,其中电阻、密度、速度和常数g在一定条件下都被作为常数对应方程中的k,这样,物理量关系就被简化为方程y=kx的图像,一目了然.在引导过程中,教师要把物理量定形定量地简化到数学图像中来,这是突破的关键.
四.此外,物理实验探究和物理综合计算,是学生结合数学知识的重要部分,是学习难点,也是教学难点.物理实验探究中,很多情况下,都是通过实验,列举数据,分析数据,得出物理结论,但是学生缺乏数学分析方法,思维打不开,所以成功率很低,比如：在探究“滑动摩擦力与哪些因素相关”的实验中,得出如下数据：
压力大于第1次的压力,同时摩擦力的大小也是第2次的大于第1次的,从而能够得出：接触面的粗糙水准相同时, 摩擦力与压力成正比;同理,第2、3次压力相同, 接触面的越粗糙,摩擦力越大.但是很多中差生对数学的比例关系搞不清楚,所以教师不得不又重复说明数学中的正比关系.类似这种探究题的还有：重力与质量的关系：电压与电流的关系;质量与体积的关系等.只有学生对数学知识很训练的情况下,才能迎刃而解.
又如一道综合计算题：在某海滩案发现场罪犯留下了清晰的脚印,公安人员立即用蜡浇注了鞋模,测量蜡鞋模平均厚度为3㎝,质量为0.675㎞,又经测试,直到达到鞋印同样深度的压强为1.5×10000Pa,问罪犯的体重为多少?这道题我们能够引导学生应用数学综合法和分析法解题：综合法,分析题目的各个已知条件,由已知蜡模的质量和密度,能够求出其体积,然后除以平均厚度能够得出蜡模的底面积,再根据压强公式计算出压力,即可求出罪犯的体重;分析法,从要求的问题出发,找出已知条件,同样能够求出结果.由此可见,数学方法在物理解题中是十分重要的,不但学生要熟练数学知识,老师更应该注重引导,这样教学才能取得更好的成效.
在物理教育中,诸如以上中差生的毛病,作为物理教师,只有耐心、细心和热心去引导,充分地把数学知识结合自己的物理教学,才会有大的突破.。