高中數學和物理相互滲透的可行性研究

◆謝雨萱

(天津市武清區崔黃口中學)

高中數學和物理相互滲透的可行性研究

◆謝雨萱

(天津市武清區崔黃口中學)

數學和物理作為高中十分關鍵的兩門學科，對高中學生來說，掌握好這兩門基礎性學科，有著重要的作用。這兩門學科之間有著許多相通的地方，物理需要數學來進行計算，數學需要靠物理推動自身發展。兩者之間相通的特性，決定了他們在高中階段可以相互滲透，幫助學生在數學和物理之間融匯貫通。對高中數學和物理相互的可行性進行了研究，以期幫助學生更好地學習這兩門功課，幫助教師在數學和物理教學時相互滲透教學，拓寬學生思維。

【摘要】數學 物理 相互滲透 可行性

數學思想方法是研究和解決物理問題的一個很重要的工具，運用數學的思維，可將物理概念與物理規律清晰而精確地表達出來；而物理中的推理方式和抽象概念，會促進對數學問題的深人理解。然而，實際教學中，高中物理教學與數學教學并沒有很好地聯系起來。這就需要研究兩門學科的滲透式教學，進一步幫助學生提高學習興趣，擴大知識面，提高綜合素質，能夠使教師在拓寬視野的同時促進教師的專業成長。

一、高中數學與物理相互滲透問題研究的必要性

數學與物理都是培養學生邏輯思維的重要性基礎學科，在在實際教學和應用中的區別主要是兩者研究時，具體的關注視野不同。數學在實際教學中，更多的是通過運算去得到問題的答案；物理在實際教學中，更多的是通過邏輯推理、在縫合科學自然認知的基礎上進行研究，強調的是得到答案的過程。在物理的發展史上，數學的推動起到了關鍵作用；物理的發展也為數學研究領域拓寬了思路。在數學和物理教學中，相互滲透既能幫助學生邏輯思維能力質的提升。又能幫助學生理解事物本質，為以后的科研學習培養良好的思維能力。

二、高中數學物理相互滲透的理論基礎

1.知識遷移理論

學習的目的是為了靈活運用知識，一門知識在被學生掌握后能靈活運用就能遷移到另外一門中去，這樣的一個過程就叫做知識遷移。知識遷移，可以通過學生自發進行，也能通過學生在老師的提點下進行知識遷移。

2.系統論理論

系統科學理論是我國學者查有梁先生最先提出來的，他把控制論、信息論、系統論等作為一個整體學科研究。提出了在研究系統科學理論時應該遵循三個基本原則：一是反饋原理；二是有序原理；三是整體原理。根據這個靈活應用在實際教學活動中時就應該明確學習該學科的意義，在系統理論框架下綜合運用各科知識，培養學生興趣，提高學生能力。

3.系統關聯模式

系統關聯模式是查有梁先生在系統科學的基本原路基礎上，吸收認識論關于概念形成的種種模式，對所有概念模式的總稱。關聯模式在物理教學和數學教學過程中都有很好的指導作用。根據系統關聯模式，物理的改臉型成是由多個因素決定的，如感知、觀察、記錄、理解等等；邏輯數學結構同樣需要感知、記錄、分析等過程。這兩種概念意識的形成就是形成好的思維結構，幫助物理教學和數學教學的順利進行。

4.數理匹配模式

物理概念的形成有時不可避免地會運用到數學知識和數學方法；而數學知識在很多題目中，都會出現物理概念。數學概念和物理概念兩者在匹配中，通過數學結構可以很好地實現。

給數學公式賦予特定的物理意義很能力可以很好地把物理知識和數學知識聯系在一起。兩者在靈活運用過程中，也不能完全相同。

三、高中數學與物理相互滲透的調查研究

在國內有許多研究者都對數學和物理之間做過相關性研究，對相互滲透采取實地調查。其中，隨州市物理教研所陳雨田老師花費3年時間對隨州市高中三個年級的考試成績進行了科學系統的研究分析，其中運用教育測量方法進行可行性的分析探討，最后根據調查的結果得出調查評價。

1.高中數學、物理教材數理相互滲透知識點的統計及時間上的匹配統計

本文選擇江蘇數學和物理作為調查研究點，因為江蘇是我國課改的先行試驗區。對這一地區進行高中數學和物理相互滲透的研究，有利于幫助研究據有代表性。江蘇高考數學使用的是蘇教版，其中物理教材用的是人教版。因此，本文通過調查統計的方法對蘇教版的數學教材和人教版的物理教材進行了細致統計。且對數學教材中的所有相關聯的物理知識點進行了統計，對物理知識所涉及到的數學知識進行了統計，并且統計了數學知識和物理知識分別在時間上的匹配。

2.高中物理學習與數學學習相關性的調查

本文通過調查高中物理對數學學習的影響，來間接性的說明高中物理和數學間的相互滲透的可行性。調查的方式通過采取走訪問卷調查，最后分析數據。其中調查的目的是，調查高中中學教師在實際教學中，數學和物理相互影響的可能性，以期間接性的證明高中物理和數學之間的可以相互滲透。實際的調差內容包括了以下幾項：

(1)學生基本信息；(2)數學物理成績；(3)學科興趣；(4)學生在數學課上對物理思想的認刻度；(5)學生在物理課上對數學思想的認可度.

3.調查結論

通過統計分析和調查問卷兩種調查方式，后對調查所得的數據進行了綜合分析，得出了以下幾個調查結論：

(1)在高中數學教材中運用到的物理思想知識點有，但沒有物理教材運用的數學知識點多；

(2)高中數學考卷和高中物理考卷出現的試題，都會應用到對方領域知識。

(3)高中數學老師在授課時會運用一些物理知識，更多的是物理思想；高中物理老師在授課時，運用數學工具答題是常有的事，有時運用的數學知識會超過學生所學的數學知識范圍。

(4)學生中數學成績好壞，一般與物理成績好壞成正相關。

(5)大部分學生對數學課上能運用到物理思想表示能接受；大部分學生在物理課上能運用到數學知識表示接受。

(6)高中學生一般喜歡物理，也會喜歡數學；一般喜歡數學，也會喜歡物理。

四、數學知識向物理知識學習的滲透與應用

高中學生對數學知識已將掌握了初等函數、圖形與計算等數學知識，這些知識在物理上的應用都是十分明顯的。在物理中，速度-時間、勻速運動、加速運動等知識，都需要數學中函數知識的應用；在物理中，力的平衡問題，靜力學等知識，都需要用到圖形與計算等數學知識點。除了這兩個之外，還有許多物理知識的學習和解答都需要應用數學知識。在高中物理考試中，有許多題目也需要用到數學知識來解。如能量守恒題型、磁場題型、牛頓定律等。這一系列數學知識在物理中的應用，說明在高中學學習階段，數學知識在物理學科中的應用之廣，物理學科需要數學方法手段去解決問題。

五、物理知識向數學學習的滲透與應用

物理知識向數學學習的滲透與應用，主要體現在物理知識對數學能力上的提升。這種提升體現在物理思想的運用對數學能力的提升，這種能力的提升體現在以下三個方面：學生利用物理思想對數學解題思維能力的提升，物理學科在邏輯思維上更加難，比起數學，所以在弄懂物理后再研究數學，學生能力會有很大的提升；學生計算能力的提升，高中物理，要么不算，要么一算就很難，學生在物理上面計算后，在對數學計算就會得心應手；學生做題速度的提升，高中物理知識考慮的點很多，需要在短時間內分析計算，因此再對數學進行做題時，做題速度可以有明顯提升。

六、總結

現在，學校教育正提倡著素質教育，素質教育就是提高學生的能力。把數學和物理相互滲透，可以極大提高學生能力，培養學生的思維能力，是一種可行的教育方式。

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