·教学探讨·

初中数学与物理的学科融合点探究

■ 居元清

学科融合是当前正在探讨的一种教育改革策略，致力于实现跨学科的知识和技能整合、提升教学效果。《义务教育数学课程标准（2022版）》在初中部分“综合与实践”中明确提出“整合数学和其他学科的知识和思想方法，让学生从数学的角度观察与分析、思考与表达、解决与阐释社会生活以及科学技术中遇到的现实问题”“提高发现与提出问题、分析与解决问题的能力，发展应用意识、创新意识和实践能力”。

数学与物理的学科融合教学并不是要把数学课变成物理课，而是从数学的角度出发，开展与物理学科的融合学习，以解决现实问题为依托，关注学生在解决具体问题过程中发展理性思维、培养创新意识，打破学科壁垒，取他山之石，攻本学科之玉，深度体验跨学科学习，提升学生分析、解决问题的能力。笔者所在的《新课标下的初中数学与物理学科融合的课程设计案例研究》课题组通过对初中数学与物理学科融合点的深入探究，得出了一系列具有实践价值的教学策略和方法。这些教学策略和方法可以较好地实现数学与物理教育的有机结合，加强学生在这两门学科间知识和技能的整合与运用，进而提升学生的综合素质和应用能力。

初中数学与物理学科融合的重要意义

初中数学与物理的学科融合具有重要的意义和价值。它不仅有助于提高教育质量，培养学生的综合素质，激发应用与创新能力，更能够为学生打下坚实的学习基础，有助于培养出更多未来所需的创新型人才。

学科融合有助于提高教育质量，通过有效融合初中数学与物理学科，促使教师在教学设计中创新教学策略，使得学科知识的传授更加贴近实际，提高教学效果。同时，学科融合能培养学生的综合素质，将数学与物理这两门学科有机结合起来，有助于学生在学习过程中整合知识，形成跨学科学习和思考的习惯，从而提高解决实际问题的能力。

学科融合有助于激发学生的应用和创新能力。在教学过程中，充分挖掘数学与物理之间的融合点，设计具有挑战性和实际意义的任务和课题，这有益于引导学生在面对实际问题时，学会利用所学知识来解决问题，并尝试在新的领域和情境中进行创新。

学科融合有助于为学生奠定坚实的学术基础。在高中阶段的知识体系构建与未来学术道路的拓展中，数学与物理都扮演着至关重要的角色。通过学科融合来加强这两门学科的联系，不仅可以让学生在初中阶段切实感受到学科之间的相互关联，也将为他们在高中阶段及今后的学习及学术发展打下基础。

初中数学与物理的学科融合点举隅

建立数学模型。这是数学与物理学科最直观的融合点。首先，数学模型在物理中具有广泛的应用价值。通过对初中物理实际问题的抽象化和简化，可以建立数学表述和数学关系，使得学生能够利用数学工具分析和解决物理问题。同时，这种融合能够提升学生对数学概念和技巧的熟练程度，加强学生的逻辑思维能力，使他们能够更好地解析解决模型中的问题。教师在设计课程和布置实验时，应注重引导学生运用数学知识进行物理现象的分析，了解问题背后的内在规律。本课题研究中，课题组教师在《凸透镜成像的数学原理》教学时发现物理学科中的凸透镜成像模型原理可以用初中数学的相似三角形知识来解释。通过调节物体和镜子的距离来改变成像的操作，就是在改变数学的相似三角形边长，这样就能把凸透镜成像原理和相似三角形的知识有机结合起来，让学生在物理模型学习的同时也了解其数学背景，获得更佳的学习效果。

量化分析。借助数学知识对物理现象和规律进行量化描述和分析，使得学生能够更直观、准确地理解物理规律，并灵活运用到实际生活中。在学科融合过程中，学生可以加深对物理量的认识，提高掌握度和选择不同数学方法进行量化分析的能力。教师在教学设计中应注意引入数量关系和单位换算，鼓励学生动手运算，让他们自主地将所学数学知识与物理问题相融合。本课题研究中，课题组教师在《浮力》教学时给出不同物体的三个具体量，让学生去探究体积、密度和重力之间的关系，并对现实中物体的浮沉现象进行量化处理。通过量化分析，培养学生从特殊到一般的研究策略，有助于将抽象的物理原理具体化，从而更有效地调动学生的学习热情，在实际问题中灵活运用所学知识。

空间与图形理解。空间与图形理解是初中数学与物理又一显著的学科融合点。应用几何知识和空间观念是学习初中物理的重要基础，在教学过程中将数学的空间知识引入物理，对于物理现象的解析和理解具有重要意义。学科融合帮助学生更好地掌握空间观念和物理知识，拓宽他们的知识视野，培养分析和解决问题的能力。本课题研究中，课题组教师在《光的反射和折射》教学时，通过初中数学关于角度、角平分线的几何知识解读光的反射和折射现象，助力学生掌握光学原理。这也是初中数学与物理学科融合的典型课例，通过对数学空间与图形的理解，有效开展物理现象的学习。同时，课题组教师还让学生通过模型实验、多媒体教学材料或虚拟现实技术，从空间与图形的角度来直观感受物理现象，有助于培养他们的空间思维能力和实际操作能力，提高学科融合教育的效果。

（作者单位：马鞍山市第八中学西校区）

〔注：本文系马鞍山市教育科学研究课题《新课标下的初中数学与物理学科融合的课程设计案例研究》（课题编号：MJG23068）的研究成果。〕