淺談應(yīng)用數(shù)學(xué)處理物理問題能力的培養(yǎng)

黃宏鵬

（海南師范大學(xué)，海南　海口　570100）

淺談應(yīng)用數(shù)學(xué)處理物理問題能力的培養(yǎng)

黃宏鵬

（海南師范大學(xué)，海南海口570100）

數(shù)學(xué)與物理之間存在著千絲萬縷的聯(lián)系。很多時候我們需求利用數(shù)學(xué)知識來解決物理問題。數(shù)學(xué)在物理學(xué)習(xí)中的應(yīng)用，可以明確反應(yīng)物理變量之間的關(guān)系，將物理問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題，并利用熟知的數(shù)學(xué)理論來解決問題，如何找到物理與數(shù)學(xué)之間的切入點是關(guān)鍵。

物理問題；數(shù)學(xué)思維；能力培養(yǎng)

基于數(shù)學(xué)與物理之間的密切聯(lián)系，人們主張用數(shù)學(xué)知識來解決部分物理問題。實踐也證明，數(shù)學(xué)知識在解決某些物理問題上具有事半功倍的效果。因此下文我們將討論如何實現(xiàn)物理問題與數(shù)學(xué)問題之間的轉(zhuǎn)化。

1　將物理問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題

物理中的很多概念可以轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)學(xué)符號，只要找到二者的切入點，就可以得到合理的數(shù)學(xué)關(guān)系式，從而用來計算或者是解決物理問題。分析過程主要是針對物理變量之間的關(guān)系來確定核心變量，并且分析與其它變量之間的關(guān)系。通過對數(shù)學(xué)知識的掌握選擇正確的數(shù)學(xué)方程。物理中的很多理論與數(shù)學(xué)之間有關(guān)系，如物理中的運動坐標(biāo)圖實際上就是數(shù)學(xué)中的坐標(biāo)，利用這一坐標(biāo)，可以很好的解決物理中的運動軌跡、速加速運動、變速加速運動等問題。使物理問題直觀化。物理是大量的實驗總結(jié)出來的理論，對實踐同樣具有指導(dǎo)意義，而將其轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題，就是利用數(shù)學(xué)表達式在物理進程中所建立的物理公式。因此實驗是引導(dǎo)學(xué)生將物理問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題的重要方法之一。

2　利用數(shù)學(xué)工具將物理規(guī)律轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)“符號”

數(shù)學(xué)作為一種基礎(chǔ)工具，其多個理論在物理中具有廣泛的應(yīng)用，如函數(shù)這一數(shù)學(xué)理論在多個領(lǐng)域和學(xué)科具有廣泛的應(yīng)用。將物理知識轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)知識實際上就是建立一種函數(shù)關(guān)系，在物理中被稱之為變量。在比如定量計算，這一理論在物理中的應(yīng)用主要表現(xiàn)為能夠解決物理中的定性關(guān)系。從而利用數(shù)學(xué)知識來發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律，解決物理問題。但物理作為一個復(fù)雜的學(xué)科，物理定理與公式很難掌握，解決問題過程中很難找到與之相適應(yīng)的數(shù)學(xué)知識，從而使解題思路混亂，且結(jié)果不準(zhǔn)確。利用數(shù)學(xué)解決物理問題的首要條件就是思維要正確，因此要解決物理問題，學(xué)生不僅要了解物理知識，還要精通數(shù)學(xué)，在平時的學(xué)習(xí)生活中了解數(shù)學(xué)與物理之間的關(guān)系。概念和知識熟記于心，才能掌握更好的數(shù)學(xué)技巧，使物理問題迎刃而解。數(shù)學(xué)是解決物理問題的工具，并不是全部，因此要把立足點放在對問題的理解上，采用正確的方法解決物理問題，就要從思想上認(rèn)識到這一點。在物理中，我們看到像疊加、遞減等物理問題均與數(shù)學(xué)有關(guān)，在學(xué)習(xí)中，學(xué)生還要善于觀察，正確掌握與物理相關(guān)的數(shù)學(xué)知識，并最終解決物理問題。

3　善于挖掘數(shù)學(xué)與物理之間的聯(lián)系

平時，我們可以利用一些數(shù)學(xué)知識與數(shù)學(xué)方法來對物理問題進行分析，教師應(yīng)注重兩種知識之間的結(jié)合。尤其是同步教學(xué)過程中，合理把握教學(xué)進度就會使學(xué)生容易發(fā)現(xiàn)物理與數(shù)學(xué)之間的聯(lián)系。如物理中的電場運動軌跡、往返運動等知識如果僅從物理角度分析，那么學(xué)生無法對運動產(chǎn)生一個直觀的認(rèn)識，解決問題自然是棘手。而結(jié)合數(shù)學(xué)理論，則可以建立模擬的物理運動過程，將運動軌跡轉(zhuǎn)化為方程，從而了解物理的核心而運用數(shù)學(xué)知識的類比，模擬物理過程的運動情況，并發(fā)現(xiàn)其運動軌跡的簡單方程，然后參考物理問題的實際條件，就可以詳細(xì)的得知物理問題的核心所在，進而運用數(shù)學(xué)量的計算準(zhǔn)確得到物理量之間的具體作用關(guān)系。但學(xué)生的物理知識和數(shù)學(xué)知識畢竟有限，無法將每個與數(shù)學(xué)有關(guān)的物理問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題。物理與數(shù)學(xué)之間并無明顯的界限，如方程既可以為數(shù)學(xué)知識，又可以為物理知識，單純的將其理解為數(shù)學(xué)知識就會使學(xué)生陷入窘境。提示學(xué)生在應(yīng)用數(shù)學(xué)模型時還要考慮物理知識的使用條件。也就是說，教師要引導(dǎo)學(xué)生將數(shù)學(xué)運用到物理情境中，其目的是解決物理問題，而不是盲目的實現(xiàn)轉(zhuǎn)化。

4　合理使用數(shù)學(xué)知識

雖然教學(xué)過程中始終強調(diào)數(shù)學(xué)與物理之間的聯(lián)系。但任何學(xué)科都具有獨立性，數(shù)學(xué)知識與物理之間的聯(lián)系體現(xiàn)在某些理論上，但并非全部。要求教師正確引導(dǎo)學(xué)生，全面了解物理問題，對其進行正確分析。數(shù)學(xué)應(yīng)用于物理問題解決中，很多理論并不具備共性特征，僅能解決一個問題。如果學(xué)生滿足于對物理的一知半解，就會造成對物理問題的錯覺，從而影響學(xué)習(xí)效果。要正確解決物理問題，要從基礎(chǔ)入手，正確分析其適用條件。還要引導(dǎo)學(xué)生明確數(shù)學(xué)符號的不同意義，并且應(yīng)用到物理知識后，是否發(fā)生變化。物理與數(shù)學(xué)不同，一些物理符號具有定性含義，明確物理問題中的應(yīng)用條件才能真正將數(shù)學(xué)知識應(yīng)用于物理問題解決。

5　結(jié)語

實踐證明，物理教學(xué)中應(yīng)用數(shù)學(xué)理論可以有效的解決物理問題，使其更加清晰化。但具體的應(yīng)用過程中還需要注意很多條件，如物理符號的特殊含義，物理的適用條件等。不能盲目的將數(shù)學(xué)知識應(yīng)用于物理解題，這樣不利于學(xué)生物理解題能力的提高。

［1］董艷紅.數(shù)學(xué)在物理學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用研究［J］.黑龍江佳木斯大學(xué)師范學(xué)院，2010（5）.

［2］王文紅.運用數(shù)學(xué)解決物理問題的能力培養(yǎng)［J］.技術(shù)物理教學(xué)，2011（12）.

［3］趙文萍.培養(yǎng)高中生運用數(shù)學(xué)知識解決物理問題能力的實踐［J］.內(nèi)蒙古師范大學(xué)，2010（5）.

G633.7

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1003-5168（2015）-12-0264-1