中图分类号:G4 文献标识码:A
对于学习数学的意义,不少学生是困惑的,即使是数学教师对此也不见得明晰达理,偶尔也会有片刻的迷茫。但作为数学老师又必须对自己所教的学科充满信心,并以理直气壮、不容置疑的口吻告诫学生:“生活处处是数学,学好数学就能在生活中解决很多难题”,以此来警醒学生,鞭策学生,督促他们对数学学习予以足够的重视。笔者曾经教过一位男生,在进入初三的第一次期中考试后找到我,沮丧地说:“老师,我不想学习了,老师们现在教的都是‘没用’的东西。”我思忖了一会儿,含糊其词地回应他:“就算你学习再不好,老师也不许你这么瞧不起自己,老师教的学生将来都会对社会或多或少有用的。”当时他就一下笑出了声,说道:“我不是这个意思,学了那么多,真的不知道有什么用,能用在哪里?”且又申明道:“我不是因数学成绩不好而找借口。”对于此类带有普遍性的质疑,我沉默了……
常说的“有用”和“能用”是有一定区别的。“有用”是理性意义上的价值判断,而“能用”则是实践运用上的价值体现。博大精深的数学知识,能让初中生认识其“有用”的价值体现,虽只是浅尝辄止,但数学思维的严谨性、逻辑性、深刻性使人获益匪浅。当然,就初中生而言,数学的“有用”应借助实践印证的“能用”来体现,唯此,才能激发广大同学学习数学的兴趣和积极性。笔者曾撰写过“数学与生活”关联度的文章,现以一些学生在学习物理时遇到的困惑为切入点,让学生在“能用”的体验中领悟数学的“有用”。
一、数、理相通,凸现数学的“能用”
(一)“能用”情景一
例1、甲、乙两个实心均匀的正方体放在水平地面上,它们对地面压强相等,已知甲的密度大于乙的密度,若在两个正方体上分别沿水平方向切去相等的高度,剩余部分的质量分别为m’甲和m’乙,则( )
A. m’甲一定小于m’乙 B.m’甲一定等于m’乙
C.m’甲一定大于m’乙 D.m’甲可能等于m’乙
此题的答案是A,翻阅学生作业时,发现很多同学都选对了,我很高兴,也想寻找原因,便好奇地问道:“你们是如何算出来的?”周围的学生都异口同声地说:“极限法。”学生们口中的“极限法”就是取极值的特殊情况:
于是乎,学生说:“既然切去相等的高度,两个正方体就切去相等的h甲,那么正方体甲留下质量0,正方体乙还有剩余质量,所以就选A了。”
笔者随即又问:“如果这是一题解答题,需要你写解题过程,这时候是不能用特殊情况代替普遍情况的,怎么办?”一片肃静,班中竟然没有同学使用计算方法解决本题。于是我叫来了物理课代表,请他用所学过的物理知识结合数学知识进行计算,且鼓励他:“作为课代表,你应该具备一题多解的能力,老师相信你!同时你应该明白,理科知识往往不是独立存在的,而是相互联系的,联系的桥梁时数学这门基础学科。“随即,他用了十分钟来思考和计算,最后解决了本题,笔者也顺水推舟邀请他为全班解答。这就有了下面的算式:
在本题正确解答后,我乘势为学生们梳理了知识点:“除去你们应该知道的物理公式,本题涉及的大部分计算都是运用了初二数学的分式化简,最后再结合不等式中相对比较难的知识点——比较代数式的大小,可见,运用的数学知识点多于物理知识点。”
之后,笔者请教了物理老师,固体压强中的切割问题本身就是初中物理的考点之一,也是难点之一,于是再结合初中数学中运用比较少的代数式比大小知识点破解此题。对缺乏知识迁移、数学建模思想的学生来说,难度是大的。通过本例题的分析讲解,我告诉学生:“知识不是独立存在的,而是有机联系的。也许你并不知道生活中哪里能让你使用勾股定理和黄金比例,但当你把所学的知识融会贯通,就会产生熟能生巧的灵感,顿悟破解的思路和方法,从而收获学习的自信、成功和乐趣。”
(二):“能用”情景二
例2、在图1(a)所示的电路中,电源电压为18伏保持不变,电阻R1的阻值为5欧,滑动变阻器R2上标有“50Ω 2A”,闭合电键S后电压表示数如图1(b)所示。
求通过电阻R1的电流I1;
求此时滑动变阻器R2消耗的电功率P2;
移动滑片P,在确保电路中各元件正常工作的前提下,求电压表示數的变化范围,以及滑动变阻器R2接入的阻值范围.
2014年普陀区初三物理一模卷第21题,其中①、②两题的解题方法套用所学的电学公式即可解决,我们要探究的是本题第③小题:
综上所述,电压表示数的变化范围8~15V;
滑动变阻器R2接入的阻值范围4~25Ω.
本题第③小题旨在讨论电压表示数的变化范围和滑动变阻器R2接入的阻值范围。计算公式虽是欧姆定律,但从解题思路分析,用到的是数学中的分类讨论法,即在滑动变阻器取不同极值时,对应的电压或电流如何变化。以及当R2最大时,出现电压大于电压表量程的情况,这就类似数学中的函数综合题,自变量x取值不在定义域内。分类讨论思想作为初中数学的重点及难点,却渗透进了物理题型,且是较大难度的压轴题。我告诉学生:“原本大家认为独立的数学知识点,甚至怀疑无处‘能用’的数学知识点,不仅会运用于实际生活和科技发展中,而且会伴随学段的升高,知识的丰富,难度的增加,越来越多的数学知识可解决理科方面的较难题型。和语文的工具性一样,数学是学习理科、发展科技的基础性、工具性学科。数学思维与能力决定着学习其他某些科目的深度和高度。现在你们应该发现,所学的数学知识是有用的,并且是‘能用的’。”
(三)“能用”情景三
(上海2005年)甲、乙两小车同时同地同方向做匀速直线运动,它们的S-t图像如图所示。经过6秒,两车的位置关系是( )
A甲在乙前面0.6米处
B甲在乙前面1.2米处