淺談應用數學處理物理問題能力的培養

黃宏鵬

（海南師范大學，海南　海口　570100）

淺談應用數學處理物理問題能力的培養

黃宏鵬

（海南師范大學，海南海口570100）

數學與物理之間存在著千絲萬縷的聯系。很多時候我們需求利用數學知識來解決物理問題。數學在物理學習中的應用，可以明確反應物理變量之間的關系，將物理問題轉化為數學問題，并利用熟知的數學理論來解決問題，如何找到物理與數學之間的切入點是關鍵。

物理問題；數學思維；能力培養

基于數學與物理之間的密切聯系，人們主張用數學知識來解決部分物理問題。實踐也證明，數學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物理問題與數學問題之間的轉化。

1　將物理問題轉化為數學問題

物理中的很多概念可以轉變為數學符號，只要找到二者的切入點，就可以得到合理的數學關系式，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系來確定核心變量，并且分析與其它變量之間的關系。通過對數學知識的掌握選擇正確的數學方程。物理中的很多理論與數學之間有關系，如物理中的運動坐標圖實際上就是數學中的坐標，利用這一坐標，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出來的理論，對實踐同樣具有指導意義，而將其轉化為數學問題，就是利用數學表達式在物理進程中所建立的物理公式。因此實驗是引導學生將物理問題轉化為數學問題的重要方法之一。

2　利用數學工具將物理規律轉化為數學“符號”

數學作為一種基礎工具，其多個理論在物理中具有廣泛的應用，如函數這一數學理論在多個領域和學科具有廣泛的應用。將物理知識轉化為數學知識實際上就是建立一種函數關系，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用主要表現為能夠解決物理中的定性關系。從而利用數學知識來發現物理規律，解決物理問題。但物理作為一個復雜的學科，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的數學知識，從而使解題思路混亂，且結果不準確。利用數學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，學生不僅要了解物理知識，還要精通數學，在平時的學習生活中了解數學與物理之間的關系。概念和知識熟記于心，才能掌握更好的數學技巧，使物理問題迎刃而解。數學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學有關，在學習中，學生還要善于觀察，正確掌握與物理相關的數學知識，并最終解決物理問題。

3　善于挖掘數學與物理之間的聯系

平時，我們可以利用一些數學知識與數學方法來對物理問題進行分析，教師應注重兩種知識之間的結合。尤其是同步教學過程中，合理把握教學進度就會使學生容易發現物理與數學之間的聯系。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，那么學生無法對運動產生一個直觀的認識，解決問題自然是棘手。而結合數學理論，則可以建立模擬的物理運動過程，將運動軌跡轉化為方程，從而了解物理的核心而運用數學知識的類比，模擬物理過程的運動情況，并發現其運動軌跡的簡單方程，然后參考物理問題的實際條件，就可以詳細的得知物理問題的核心所在，進而運用數學量的計算準確得到物理量之間的具體作用關系。但學生的物理知識和數學知識畢竟有限，無法將每個與數學有關的物理問題轉化為數學問題。物理與數學之間并無明顯的界限，如方程既可以為數學知識，又可以為物理知識，單純的將其理解為數學知識就會使學生陷入窘境。提示學生在應用數學模型時還要考慮物理知識的使用條件。也就是說，教師要引導學生將數學運用到物理情境中，其目的是解決物理問題，而不是盲目的實現轉化。

4　合理使用數學知識

雖然教學過程中始終強調數學與物理之間的聯系。但任何學科都具有獨立性，數學知識與物理之間的聯系體現在某些理論上，但并非全部。要求教師正確引導學生，全面了解物理問題，對其進行正確分析。數學應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，從而影響學習效果。要正確解決物理問題，要從基礎入手，正確分析其適用條件。還要引導學生明確數學符號的不同意義，并且應用到物理知識后，是否發生變化。物理與數學不同，一些物理符號具有定性含義，明確物理問題中的應用條件才能真正將數學知識應用于物理問題解決。

5　結語

實踐證明，物理教學中應用數學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。不能盲目的將數學知識應用于物理解題，這樣不利于學生物理解題能力的提高。

［1］董艷紅.數學在物理學教學中的應用研究［J］.黑龍江佳木斯大學師范學院，2010（5）.

［2］王文紅.運用數學解決物理問題的能力培養［J］.技術物理教學，2011（12）.

［3］趙文萍.培養高中生運用數學知識解決物理問題能力的實踐［J］.內蒙古師范大學，2010（5）.

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1003-5168（2015）-12-0264-1