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数学化的思维障碍的分析介绍

时间:2022-11-11 理论教育 版权反馈
【摘要】:数学化的思维障碍数学是学习和研究物理学的重要工具,在运用数学知识解决物理问题的过程中,经常会忽视公式的物理意义,忽略公式所表达的物理现象以及相互之间的因果关系,因而造成运用公式分析物理问题时的思维偏差。

数学化的思维障碍

数学是学习和研究物理学的重要工具,在运用数学知识解决物理问题的过程中,经常会忽视公式的物理意义,忽略公式所表达的物理现象以及相互之间的因果关系,因而造成运用公式分析物理问题时的思维偏差。

例如,电容的定义是电容器在单位电压条件下所存储电荷的多少,即电容C=Q/U。电容是电容器的特征之一,对确定的电容器来说,在一定的客观条件下是一固定值。该表达式的左端代表的就是这一物理事实,而表达式的右边则是电容的一种数学化的定义方式或计量方法,而不代表电容C正比于电量Q或反比于电压U。但这正是部分学习者的错误认识,他们对该表达式的物理意义不很在意,反而很清楚地“记得”“电容C正比于电量Q或反比于电压U”这样的“结论”。

克服这种思维偏差或障碍的主要措施,一是要强调公式的物理意义,准确理解公式所描述的物理现象、物理事实之间的因果关系和决定关系;二是要在物理意义明确的认识基础上了解公式的来龙去脉,增强公式的物理色彩,突出对问题的物理意义的分析,减少纯公式数值代入计算的训练,防止单纯地将物理概念数学公式化。要善于运用数学知识、数学方法描述物理问题,进而在正确理解物理公式的物理意义背景下建立起物理上的数量关系。在这样的基础上,再增强对物理公式运用数学知识的意识,才能在物理学习中提高运用数学工具的能力。

如上所述,电容定义或电容计算公式的真正数学物理含义,是指出了电容器上电压的值随着存储电荷的多少而正比变化,或者说加在电容器两端电压的大小正比例地决定了电容器存储电荷的多少。

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