漫談中學物理和數學

　　 摘 要：中學物理和數學關系密切，教師在教學中既要把握好數學運用的“度”，時刻體現物理的本性，又要應用數學促進物理的學習，同時通過數學在物理中的應用，加深對數學的理解，使物理與數學達到最佳組合，以使學生和諧全面發展。
　　 關鍵詞：中學物理；教學；數學
　　
　　 物理學科與數學知識有著密切的聯系，學生對物理概念、定律、原理的理解，物理問題的定量分析、解決等都需要一定的數學知識。隨著高考改革的深入及素質教育的全面展開，各學科之間滲透的不斷加強，中學物理教師在平時的教學中，如何靈活地運用滲透數學知識培養學生解決物理問題的能力但又不失物理本色，使兩學科得到和諧發展，學生的綜合能力得到提高顯得尤為重要。本文就此談幾點看法。
　　 一、把握數學的運用尺度，更好地體現物理本性
　　 物理中有大量的物理概念和物理規律都是通過數學語言來描述的，有大量物理問題的解決需要綜合運用數學知識。這就需要我們在平時的物理教學中，既能恰到好處地運用數學知識，又能更深刻地體現物理的本質，把握好一個“度”，我覺得應該注意以下問題。
　　 1.對于物理概念和物理規律、公式和圖像等，一定要使學生弄清它們的來龍去脈，弄清它們所表示的物理意義，不能單純地從抽象的數學意義去理解物理問題，要防止單純從數學的觀點出發將物理公式“純數學化”的傾向。這就是說，要注意不能把物理意義淹沒在數學表述式中，也只有這樣，學生才能更好地把握物理概念，才能防止公式運用中出現張冠李戴的現象。例如對于力做功問題的教學，只有讓學生理解公式中力、位移、夾角的物理意義，才能使學生理解負功的含義，也才可能正確比較功的大小。再如，對于電阻的定義式R=U/I，只有讓學生明白了電阻的物理意義，才不會出現說成“R與U成正比，與I成反比”的錯誤。
　　 二、利用數學的邏輯性強等特點，促進學生對物理的學習
　　 充分利用數學這一強有力的工具，對于物理知識的理解可以起到事半功倍的效果。
　　 1.利用數學概念、圖像等幫助學生理解某些物理問題。抽象思維在物理學中很重要，而在物理學習中進行抽象思維的時候，數學是不可缺少的非常有力的工具。例如，通過數學中極限的概念，幫助學生建立瞬時速度的概念，推導出勻變速直線運動的位移公式。再如“直線運動”一章的學習，可利用位移—時間，速度—時間，加速度—時間等的各種圖像，讓學生判斷物體的運動類別，敘述其運動特點，這樣利用圖像的特點，使學生加深了對位移、加速度等概念的理解，自然也就掌握了各種運動的特點。
　　 2.培養學生應用數學知識來推導物理公式的能力，從而擴展物理知識，加深對物理知識的理解。例如，學習完動量定理后，可引導學生從牛頓第二定律出發導出動量定理，再引導學生理解二者的聯系與區別，即牛頓第二定律只表明外力對物體的即時作用（力的瞬時效果），動量定理反映了外力在這段時間里的積累效果（累積效應）。這樣既可以使學生更透徹地理解牛頓第二定律和動量定理，又可以幫助他們領會物理知識間的內在聯系。
　　 3.利用數學的邏輯特點，使物理知識系統化。當數學賦予物理工具的時候，也就把物理納入它的應用范圍。將數學的邏輯性特點應用于物理，可將物理知識串珠成線、成面，使物理知識系統化，渾然一體。例如各種物理復習資料中的知識框架。
　　 三、利用數學在物理中的應用，加深學生對數學的理解
　　 數學進行的是抽象思維，當將其放之于物理應用這一載體，抽象的東西便可形象化一些，使其更適合學生的認知水平。例如，“帶電粒子在洛倫茲力作用下的圓周運動”一節，需要用到大量的圓的知識，簡諧波要用到三角函數的知識等，這樣就為數學知識的應用創設了具體情景，數學知識不再那么抽象枯燥，自然就會加深學生對數學知識的理解。更為重要的是，通過數學知識在物理中的應用，學生體會到了數學知識的價值和學科間互相滲透交融的喜悅，必將激發他們的學習熱情。
　　 四、創造物理與數學綜合應用的機會，使學生的綜合能力得到發展
　　 不斷發展的社會需要我們培養綜合型的人才，為學生創造各學科知識綜合應用的機會是我們教師的首要任務。我們物理教師應當抓住物理學科和數學學科相互滲透的特點，創造一個良好的物理環境，培養學生分析問題的能力，同時又要用到一定的數學知識來解決物理問題，這樣使兩種學科互相促進互為提高。例如在物理實驗中要引導學生把實驗觀測和數學推導這兩種手段有機地結合起來，以觀察、實驗的感性材料為依據，運用數學方法（包括公式和圖像）來對其進行計算、分析、概括、推理，得出經驗規律，并進一步抽象為物理定律。
　　 物理與數學有千絲萬縷的聯系，同時又有著本質的區別。我們物理教師既要防止將物理課變成簡單的數學推導和數學運用課，又要學會靈活地運用數學知識為物理教學服務，使二者達到最佳組合，培養學生推理、探索的能力和創新精神，從而提高他們的科學“預見”能力，使他們得到和諧綜合發展。
　　 （作者單位 山西省介休市職業中學）