高中物理教學中培養(yǎng)學生應用能力的策略

【摘要】《普通高中物理課程標準》在三維目標的“過程與方法”中，明確提出對應用數(shù)學能力的要求，高考物理考綱中也明確提出了要考查學生應用數(shù)學工具處理物理問題的能力，高中物理教學中要把培養(yǎng)學生的應用數(shù)學能力放在重要的位置。本文分析了高中物理教學中數(shù)學知識應用存在的問題，并提出了數(shù)學應用能力的培養(yǎng)策略。

【關鍵詞】高中物理教學；應用數(shù)學能力；策略

引言

物理學在日常生活、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、工業(yè)發(fā)展和科學技術中都有廣泛的應用。物理學理論的應用必須借助于數(shù)學，離開了數(shù)學其理論就無法具體運用。但在實際教學中，學生往往對學習物理必備的數(shù)學知識掌握不夠，并且不會靈活地應用學到的數(shù)學方法來解決物理問題，結(jié)果造成物理學習的障礙，甚至對物理學習失去了信心，直接影響到了教學效果。研究表明，凡是數(shù)學能力差的學生，其運用數(shù)學方法分析、解決物理問題的能力也差。究其原因，主要是學生在學習中沒能充分發(fā)揮數(shù)學的工具作用，沒能深刻領會學到的數(shù)學方法，不能將學到的數(shù)學方法靈活應用到物理學習中去。例如在高一學習力學時，要涉及到數(shù)學中的三角函數(shù)知識，但由于學生不能將數(shù)學知識和物理問題聯(lián)系起來，從而導致物理學習困難。

本文分析了高中物理教學中學生的應用數(shù)學能力培養(yǎng)。

1物理教學數(shù)學知識應用存在的問題

在習題課教學中發(fā)現(xiàn)，數(shù)學知識的掌握程度對高中物理學習影響較大，學生在以下幾個方面能力比較欠缺，如數(shù)學運算能力、解直角三角形、一次函數(shù)和二次函數(shù)及圖像、三角函數(shù)等。學生雖已具備一定的初等數(shù)學基礎，但在高中物理中應用時還欠靈活，尤其在習題課上表現(xiàn)最明顯。針對這一現(xiàn)狀，教師在物理習題課上要注重有關數(shù)學知識的歸納和補充，注重數(shù)學技巧與方法點撥，精心設計習題進行強化、鞏固和總結(jié)，這樣學生在解決物理問題時其數(shù)學方法的應用和運算能力才會有顯著提高。

在實驗課教學中發(fā)現(xiàn)，學生在遇到用圖像法處理數(shù)據(jù)時，懶于作圖像，或者作圖線時不是用平滑的曲線而是用折線，結(jié)果無法用圖像分析問題或得到應得的結(jié)論。在作出圖像后進一步要求根據(jù)圖像求某些物理量時，學生往往感到無所適從，不會利用圖像的斜率、截距、面積等特征量，也不會將圖像和函數(shù)關系式結(jié)合起來去分析問題、求解問題。教學中引導學生寫出兩物理量的函數(shù)關系式往往是關鍵，當然要用到該物理過程隱含的物理規(guī)律。我們在平時教學中，還要注重引導學生把兩物理量間的函數(shù)關系式和圖像結(jié)合起來去分析問題，讓學生由圖像的形狀、變化趨勢、斜率、截距、面積、交點、拐點等特征找出隱含的物理意義，培養(yǎng)學生數(shù)形結(jié)合的能力。

2 培養(yǎng)學生應用數(shù)學能力促進物理學習的策略

2.1 正確認識數(shù)學和物理之間的關系

在物理教學中首先要讓學生明確數(shù)學與物理的正確關系，數(shù)學對物理的影響不僅在當前而且在將來也是肯定的。要讓每個學生明確離開了數(shù)學知識和數(shù)學方法，物理學習的各個方面都將受到影響。要讓學生明確要學好物理應先要學好數(shù)學打好基礎，特別是物理學習中用到的數(shù)學知識和數(shù)學方法要學扎實并注意做好總結(jié)，以便于在物理學習中靈活應用。當然，數(shù)學只是解決物理問題的重要工具，一方面要讓學生明確二者的聯(lián)系，另一方面也不能夸大數(shù)學對物理的作用，避免把物理問題純數(shù)學化。有些數(shù)學基礎不好的學生在物理學習時容易失去信心，要注意多鼓勵、多引導。有些學生只注重數(shù)學知識和方法的積累但不會應用到物理學習中去，要做好指導讓學生學會遷移。

2.2 通過物理概念和規(guī)律的學習培養(yǎng)學生運用數(shù)學表達的能力

物理概念和規(guī)律的表述一般要借助于兩種表達：文字表述與數(shù)學表達（公式、圖像、符號）。教學中要通過具體的情境和實例去指導學生深入分析物理現(xiàn)象，揭示其物理本質(zhì)，從而抽象出物理概念和發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律。在理解概念和規(guī)律的物理意義時，要把文字表述與數(shù)學表達二者結(jié)合起來，要讓學生從一開始就養(yǎng)成用文字描述和數(shù)學表達兩種方式表述物理概念和規(guī)律的習慣。

2.3 在物理實驗教學中培養(yǎng)學生遷移應用數(shù)學方法

物理學中很多規(guī)律是通過實驗得到的，實驗是研究物理學的重要方法。通過實驗可以抽象物理概念、發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律，所以說實驗也是獲取物理知識的重要途徑。教師在實驗教學中除了讓學生有目的地認真觀察現(xiàn)象外，還要引導學生學會利用數(shù)學方法去分析實驗誤差和處理實驗數(shù)據(jù)，再經(jīng)過深層次的分析總結(jié)，得到一些普遍性的結(jié)論。

2.4 通過物理習題培養(yǎng)學生數(shù)學與物理結(jié)合能力

物理習題是物理概念和規(guī)律的應用，要指導學生弄清物理情境，分清物理過程，把物理問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學問題即用數(shù)學公式或圖像表達，然后再去考慮用什么物理規(guī)律解答。另外在用數(shù)學公式分析解答時還要注意考慮其物理意義，不要當成一個純數(shù)學運算。

2.5 培養(yǎng)學生運用數(shù)學工具進行邏輯推理和分析論證的能力

物理中用來表達基本概念和規(guī)律的是基本公式，而還有一些是在基本概念和規(guī)律的基礎上，借助于數(shù)學方法得的，這些屬于導出公式，它所表示的是一些重要的推論，它們在解決問題時也有重要應用。在教學中，要通過這些導出公式的推導培養(yǎng)學生運用數(shù)學工具進行邏輯推理和分析論證的能力，而這種能力也是以后學習新知識和解決新問題所必需的。

2.6 物理教學中要適時彌補數(shù)學知識的不足

雖說數(shù)學是物理學習和研究的工具，但數(shù)學課程也是按照一定的理論體系和學生的認知規(guī)律編排的，并不是專門為物理學習開設的，它也有其自身的理論性、完整性和系統(tǒng)性。高中物理學習中用到的大都是初等數(shù)學知識，然而在實際教學中經(jīng)常遇到數(shù)學相應知識滯后影響物理學習，因此要考慮教學實際，適時給學生彌補數(shù)學知識的不足，以滿足物理學習的需要。另外還要引導學生注重積累常用的數(shù)學方法，如比例法、函數(shù)法、圖像法、假設法等，并通過相應的練習進一步鞏固這些方法。

3結(jié)束語

高中物理概念和規(guī)律的嚴密性、簡潔性要運用簡潔的數(shù)學語言來描述，高中物理實驗的分析和數(shù)據(jù)處理以及習題的分析和解答需借助數(shù)學方法，所以在高中物理教學中培養(yǎng)學生的應用數(shù)學能力是至關重要的。所以在今后的物理教學中要加強學生數(shù)學應用能力的培養(yǎng)。

【參考文獻】

[1]張寬.物理教學中數(shù)學知識應用能力培養(yǎng)初探[J].教育與方法，2006.

[2]岳守凱.高中物理模型建構(gòu)與數(shù)學方法整合的探索[D].南京師范大學碩士論文，2008.