杨绍誉

摘要：物理学科是以实验为基础来研究客观世界中物质的结构、相互之间的作用以及其中的自然规律。它实践研究过程需要数学理论知识为支撑，从而才能正确地剖析其中的规律。本文以初中物理中的数学应用为中心点，从物理中的数学几何图形、物理中的数学解题思想等多个方向来探讨数学在物理中的体现和应用，以此促进初中物理教学的发展。

关键词：初中物理;数学;运用

前言：

对学生而言，物理属于一个全新的学科，需要建立一个新的学习思维方式来学习物理知识内容。物理知识内容的逻辑性十分明显，与数学内容的特点有共同之处，所以结合数学思维来学习物理，有助于学生更好地理解和掌握物理知识。不仅如此物理学常用数学知识来表示物理概念、规律等，教师应该充分利用好两个学科之间的共同之处，引导学生借以数学学科的方法来学习物理知识，提升学习效率。

一、应用数学几何方法表示物理内容

物理知识内容多是从实践中归纳和整理出来，而实践中的现象以及结果需要借助文字和图像来记录和表达，选择合适的方式来表达知识内容，是一个重要的事情。就一个物理现象而言，单纯的文字描述会使知识内容更加复杂，不能直接地体现出内容所要表达的核心。直观正确地传达知识内容一直是人们在努力的事情，就部分物理知识而言，借助数学的几何方式，直观地展示物理现象背后的规律，把现实中的现象数理化，让物理知识有所发展和应用。

例如在《光的反射》的学习中，可以利用数学中的几何方式来展示光的反射定律。因为在光的反射定律中，入射光线和反射光线是处于法线的两侧，而且角度是一致的，所以可以借助图线、坐标以及角度等方式来勾画光的入射光线的入射方向、角度，同时利用角度这个几何知识来画出反射光线的方向和角度。利用几何图形的方式直观地将反射定律的核心内容展示出来，优化了物理知识的表达方式，学生可以更加形象地理解知识内容，理解内容背后的客观现象。同样，在不同的面镜中，光的反射和折射特点也可以通过数学几何知识来体现，如将复杂的光线路以二维的方式展示出来。在物理知识的初始学习阶段简化了物理知识的理解難度，有助于学生培养学习物理的兴趣，推动学生自发地更深一步进入物理知识学习中。

二、借助数学公式理论来推算物理过程

物理问题一般是针对现实基本现象所设置的问题，解决问题的方式一般通过实践的方式。为了更加高效地解决问题，降低实践过程的失败概率，一般利用数学理论的方式来对实践的过程和结果进行推算，提高实践的可行性。与此同时，推算的过程中应用到的数学理论方式正式利用数学方式表达的物理知识内容，同步展示了数学在物理中的应用。数学理论具有一定的客观性，在推算的过程中可以预测物理实践过程中所要应用的理论参数，实践步骤等，给物理实践提供基本的参考，从而引导物理实践的进行。

自从德国的天文学家开普勒开创了利用数学公式来表达物理定律的先河，物理问题利用数学理论公式来推算过程和结果已经是一种常态。开普勒结合观察的现象并通过复杂的数学运算得出行星运动的定律，为行星研究奠定了重要的基础，同时证明了数学与物理之间密不可分的关系。例如在第七章《电路》的学习当中，应用了欧姆定律这一个数学公式来表示电阻、电流以及电压之间的关系，以此来预测和解决物理中有关电路的问题。例如教师可以预设一个物理场景“同学用一个电流表和灯泡串联，利用电流表测定灯泡正常发光时的电流是0.6A，电压表测定的电压是220V”，并提问灯丝的电阻是多少，再串联一个相同的电阻的灯泡，灯泡的电压是多少。利用实验的方式来测定电阻和电压，需要较为复杂的实践过程，还需要准备器材，这样的方式使解决问题的过程复杂化。但是利用数学理论公式，代入已有的条件，就可以推算出物理结果，优化了物理问题解决的过程，提升学习效率。这个问题推算的过程充分地体现了数学在物理学中的应用，教师要引导学生利用数学的方式来掌握物理知识应用过程，提升学生物理知识的应用效率。

三、借助数学思想来解决物理问题

文书学习的方式是物理学习中重要的一种模式，因此学生难以随时利用实践的方式来解决物理问题。尽管解决物理问题的方式中，实践是一个重要的方式，但是掌握别的解决方法，避免实践过程，从另一个角度能够提高物理学习的效率。同时数学学科知识是物理学习的重要基础，数学思想在物理学习中亦有充分的体现。就物理解题而言，解题方法中就体现了不少数学思想，比如整体思想、极端假设法、转化思想和删选排除法等等。这一些方法可以推算出物理问题的结果，高效地解决问题，避免了实践过程，降低解决物理问题的成本。

数学思想是数学问题解决方法的集大成者，充分地归纳了数学解决方法的精髓之处。而数学与物理又是密不可分，尝试利用数学思想来解决物理问题，可以帮助学生借助已有的数学思维基础来建立一个物理思维，提升物理学习能力。例如在《并联电路》的学习应用中，教师可以在课堂上设置一个并联电路问题，结合数学中的“极端假设法”来进行教学，让学生形成数学思想解决物理问题的学习意识。“假设一个并联电路中，R1和R2电阻处于不同电路分支上，电池有内阻，当开关接上R1时，R2就处于一个断连的状态，而且总电压表为3V，当开关连接在R2时候，电压表的数目是多少”。解题过程就是利用一个极端假设的思想，假设电源内阻无穷大和无穷小两个场景，利用不同极端场景下的条件结合欧姆定律计算电压的范围值，从而推算电压的数值。这个解题过程就体现了数学思想的极端假设思想，利用这个思想推算出物理问题的结果，能够提高了物理问题的效率。

总结：

初中阶段是学生接触物理学科的学习阶段，学生需要在这一个学习阶段中掌握物理学习方法，理解物理知识的特点，建立一个物理学习的思维，为下一个阶段的物理学习打下坚实的基础。数学学科内容的特点与物理学科有共同之处，内容同时也是物理学科学习的基础。物理教师在教学的时候，充分利用好学生已经拥有的数学思维，带领学生进入物理学习中，引导学生借助数学的思想和方法来理解内容解决问题，提高学习质量。

参考文献：

[1]肖同炘.初中物理教学中数学思想的运用策略[J].新课程，2021（21）：135.

[2]蔡宁宁.初中物理教学中数学知识的配合应用研究[J].天津教育，2021（15）：108-109.