确立初中物理函数关系式的教学策略
开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇确立初中物理函数关系式的教学策略范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！
【摘 要】对物理函数关系式进行的概括分析，从判断函数类型、写出函数关系的一般表达式、确立函数关系式三个方面提出了教学的基本策略，并用典型实例进行了解析。最后提出了注重教学的层次性、尊重学生的差异性、避免训练的重复性三点教学建议。
【关键词】函数关系式;教学策略;教学建议
中图分类号：G623 文献标识码：A 文章编号：1671-0568（2016）01-0084-04
函数关系式也叫函数解析式或函数表达式。物理函数关系式是指物理现象之间有一种严格的确定性的相互依存关系。表现为某一物理现象发生变化另一物理现象也随之发生变化，而且有确定的值与之相对应。例如，在弹性限度内，某一弹簧受到的拉力每增加0.5N时，弹簧伸长1cm，如弹簧受到的拉力用F表示，弹簧伸长用L表示，则F=0.5L，就是弹簧受到的拉力F与弹簧伸长L的函数关系式。
1. 确立初中物理函数关系是物理教学的基本要求
《义务教育物理课程标准（2011年版）》将科学探究纳入课程内容。并对科学探究提出了7个基本要素，分别是提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集证据、分析与论证、评估、交流与合作。同时，对每一要素又具体提出了科学探究能力的基本要求。确立初中物理函数关系对应科学探究中“分析与论证”要素。“分析与论证”基本能力的核心要求有三个方面：一是经历从物理现象和实验中归纳科学规律的过程。这是过程性要求，针对初中学生和探究规律的特点，要求学生经历寻找数据之间定量关系和物理条件改变与物理现象变化之间的定性关系的归纳过程;二是能进行简单的因果推理。这是对信息处理的较高要求，要求学生能够根据实验条件变化（自变量）导致结果的变化（因变量）信息，进行逻辑的因果关系判断（确定物理量函数关系）;三是尝试对探究结果进行描述和解释。这是过程性要求，要求学生对对探究结果进行客观描述（确立物理量的函数关系式）。因此，确立物理函数关系式的教学是不可忽视的，忽视了物理函数关系式的教学就降低了课程标准，失去了课程标准的导向作用。
2. 确立初中物理函数关系是培养学生分析概括能力、运用物理知识解决实际问题能力的有效手段
物理学特点之一就是数学表述。数学是物理学的常用语言，是物理现象、概念、规律、定理的常用表达方式，是物理学的重要的必不可少的工具。学生能否充分恰当地利用数学工具是顺利解决的物理问题的关键。学生在确立物理函数关系式的过程中，要从大量的物理现象和事实中区分有关因素和无关因素，找出共同特征，从而得出概念和规律，即要求学生明确控制变量、自变量和因变量，找出自变量与因变量之间的函数关系。同时还要求学生将数学中学过的函数知识迁移到物理中来，解决生活实际中的物理问题，并最终给出完整的、具有简洁美的函数解析式，因而培养了学生的分析概括的能力及解决实际问题的能力。
3. 确立初中物理函数关系是做好初高中物理教学衔接的重要措施
当初中生升入高中学习时，往往会产生“高原反应”。普遍反应物理难学，原因在于初、高中物理教学衔接出现“台阶”、甚至“断层”现象。造成这种情况的因素有教材层面、学生层面、教师层面等原因，毋庸置疑，也还存在高中物理对数学知识及思维能力要求比初中高得很多的因素。因此，加强初中物理函数关系式的教学，能够培养学生运用数学知识解决实际问题的思维能力和一般方法，为后期高中学习奠定了基础，减小了初高中物理教学衔接的坡度。
二、确立物理函数关系式的教学策略
初中阶段，实验中用控制变量法得到的原始数据一般用表格的形式呈现出来，进行定量的数据分析时，可采用图像法和解析式法。表格、图像、解析式三种方式虽然彼此等价，能相互转化，但能力要求上是逐步提升的。正因为如此，要求学生将实验表格表达的物理规律转化为函数关系式是中考物理具有一定区分度的考察内容。
1. 教学策略
（1）分析实验数据，判断函数类型。在初中阶段，运用数学知识解决物理问题的函数关系（均在第1象限内），主要分为三大类，如表1所示。
从表1可以看出，初中物理教学涉及的三种函数关系，一次函数的应用较多，其次是反比例函数，二次函数应用较少。“初中物理运用”只列出极少部分实例，在实际教学中，教师可根据学情和物理知识适当的涉猎并挖掘这些知识。
物理实验数据是在实验的基础上得出的，对于实验数据的定性分析比较容易，学生基本上都能直观判断一个物理量随着另一个物理量是变大或者是变小。定量分析则需要具备较好的“形式运算”能力，根据皮亚杰认知发展理论，初中学生主要以“具体运算”为主，所以，对于大多数学生来说，定量分析还是存在一定的困难。如何突破这一瓶颈呢？笔者根据多年的教学实践，最有效的手段是将物理实验数据转化为直观、形象、简明的物理图像，再根据图像的特点就可以确定物理函数的类型，就可以有效地解决了这个困难。采用这种手段虽然多了一个“物理图像”的中间环节，但多数学生都能准确地判断出函数类型。避免了解决这类问题因找不到思路而产生的恐惧心理。
（2）根据函数类型，写出函数关系的一般表达式。
学生经历了从实验数据到物理图像再到函数类型两个环节后，就可以根据函数的类型，写出相应的函数关系的一般表达式。如何判断自变量和因变量呢？一般根据所求的问题来判断。举一例说明，如表2所示。
（1）分析实验数据，验证了小明的猜想并得出物体v与其质量m之间的关系式是______。
问题是求“每秒速度的增加量v与其质量m”，所以自变量就是m，因变量就是v 。再如，请写出弹簧的伸长L与弹簧所受的拉力F之间的关系式是______。拉力F是自变量，弹簧的伸长L是因变量。如果问题是请写出弹簧所受的拉力F与弹簧的伸长L之间的关系式是______。则自变量是弹簧的伸长L，因变量是拉力F。
（2）根据函数关系的一般表达式，确立函数关系式。
在确定了正确的函数关系式以后，下一步的任务就是求出待定系数。由于实验数据往往有误差，所以代入一组或两组对应数值时应尽量选择准确的、容易计算的数据，使得出的待定系数准确无误。确立了函数关系式以后也可以再代入自变量（或因变量）数值进行检验关系式是否正确。在初中阶段，待定系数的单位一般不做要求。
2. 教学实例应用
例1 （2015南京市中考试题，有改动）如图1所示，是某压力测力计的电路原理示意图。R是一种新型电子元件，在压力不超过600N的前提下，其阻值随压力大小的变化规律如表3所示。
分析表格数据可知：电子元件的阻值R随压力F变化的关系式是R=__________。
解析：
（1）分析表格数据，判断函数类型。
定性特点：当F增大时，R随之减小;定量特点：当F每增大50N时，R也随之减小20Ω。所以该函数为减函数。
当表3中的数据不能分析出定量关系式时。也可以将表格数据转化为图2所示的图像，这样就直观看出是减函数。
（2）根据函数类型，写出函数关系的一般表达式。
根据表格数据（函数图像）可设函数的一般表达式为R =KF +b。
（3）根据函数关系的一般表达式，确立函数关系式。
为了计算方便，选择（0 300）;（100 260）两组数据代入函数一般表达式R =KF +b中，求出b=300;K=-0.4，所以函数的表达式为R =-0.4F +300。其中系数K的单位的单位是Ω/N、系数b的单位是Ω。这一知识点一般不作教学要求。
例2 如上所述表2
解析：
由表格数据可知，当质量m增大时，速度的增加量v随之减小。且当质量m增加2倍时，速度的增加量v减小为原来的二分之一;当质量m增加4倍时，速度的增加量v减小为原来的四分之一;所以，表格所反应的函数关系是反比例函数，图像如图3所示。
一般表达式为v=■代入任意一组数值求得k=0.5，物体v与其质量m之间的关系式是v=■。
以上是通过二个例题来说明如何确立初中物理函数关系式的一般教学策略，期望能起到抛砖引玉的作用。要求教师在实际教学中留意并重视这类知识的教学，使学生逐步理解、掌握其思维流程。
三、结语
确立初中物理函数关系式的教学，从认知结构层面看，是同化和顺应两个过程相互作用的结果;从认知发展水平层面看，包含形式运算中的理论思维、组合思维、函数观念和比例思维等多种认知水平，因此教学中应注意以下三个问题。
1. 注重教学的层次性
确立初中物理函数关系式的教学不是一蹴而就的。教师应根据教物理教学内容的特点，有计划、有步骤地逐步实施。如苏科版“探究气泡的运动规律”教学中，得出数据之后，首先，定性分析结论：各个区间的速度相等，认为气泡运动的速度是不变的。然后，再画出以路程s为纵坐标、时间t为横坐标画出气泡运动的s-t图像，得出运动的路程和时间近似成正比。以后继续学习重力与质量的关系、质量与体积的关系等相关知识点时再涉及两个物理量的定量关系式，使学生在几个循环的学习中逐步掌握。
2. 尊重学生的差异性
确立初中物理函数关系式的教学虽然是课程标准的教学要求，但并不意味着要求每一个学生都要掌握。因此，教学中要根据学生实际数学水平和对物理理解力的不同加以区别对待，进行差异化的教学，对于智力相对较好的学生要求深刻理解，并能熟练运用;对于智力相对较弱的学生能够了解一些基本方法，注重激发学习兴趣，避免挫伤其学习的积极性。
3. 避免训练的重复性
根据认知心理学家安德森的观点，“确立初中物理函数关系式”是属于程序性知识。程序性知识只有科学训练才能形成稳固的技能。因此，对这类知识进行适当的训练是必要的，但要避免机械重复。到初三后期的归类总复习时应加强变式教学，对部分学优生进行拓展延伸，使学生的知识视野更开阔，更有利于学生形成认知结构。
参考文献：
[1] 李玉锦.论初中数学中函数解析式类型与解法[J].教育界，2012，（5）：141.
[2] 丁华.促进初中生运用数学知识解决物理问题的教学研究[D].湖南：湖南师范大学.2012，（10）.
[3] 胡扬洋，刘锐，郑珊，张婷玉.初中欧姆定律教学中的控制变量法与比值定义法――兼论用复比定理证明多变量乘积组合关系[J].物理教师，2015，（04）：41.
[4] 谭龙飞.以高中知识为背景的中考试题对初、高中物理教学衔接的启示[J].中学物理，2011，（01）：17.
[5] 琚鑫，岳凌月，王邦平.初中物理中“根据实验数据归纳规律”试题的教学策略[J].物理通报，2014，（06）：41.