數(shù)學(xué)對高中物理教學(xué)的意義

武忠偉

摘要：物理與數(shù)學(xué)之間具有千絲萬縷的聯(lián)系。在高中物理教學(xué)中滲入數(shù)學(xué)知識方法，不僅能夠提高學(xué)生邏輯思考能力，使其充分體驗數(shù)學(xué)對于物理學(xué)習(xí)所起到引導(dǎo)性作用，還能夠讓學(xué)生加深對物理的理解和學(xué)習(xí)興致。基于此，本文主要從數(shù)學(xué)對于高中物理教學(xué)所產(chǎn)生的積極意義入手，進(jìn)一步探討高中物理教學(xué)中數(shù)學(xué)知識方法的運(yùn)用，繼而推動物理教學(xué)與數(shù)學(xué)的有機(jī)結(jié)合。

關(guān)鍵詞：數(shù)學(xué) 高中物理 教學(xué) 意義

【分類號】G633.7

在物理學(xué)漫長的發(fā)展進(jìn)程中，不僅僅是純粹的依靠實踐經(jīng)驗所搭建起來的，而是在與數(shù)學(xué)的融合中不斷向前發(fā)展，數(shù)學(xué)是物理學(xué)發(fā)展的推動力。無論是物理基本理論知識亦或是實際的物理計算等都與數(shù)學(xué)存在著緊密聯(lián)系，尤其是在高中物理教學(xué)中，數(shù)學(xué)更是發(fā)揮著重要作用。所以，教師應(yīng)該有針對性開展物理教學(xué)，將數(shù)學(xué)科學(xué)合理的融入到物理教學(xué)中，指導(dǎo)學(xué)生善于利用數(shù)學(xué)思想方法來解決物理問題并提高自身思考能力，從而簡化物理知識的抽象難懂并快速解決物理難題，提高物理教學(xué)質(zhì)量。

一、數(shù)學(xué)對高中物理教學(xué)的積極意義

數(shù)學(xué)作為一門邏輯性較強(qiáng)且抽象化的學(xué)科，其知識語言具有簡潔性和系統(tǒng)性的特征。所以，數(shù)學(xué)對于高中物理教學(xué)有其積極意義，是幫助學(xué)生解決物理問題的重要手段和工具。

（一）數(shù)學(xué)邏輯思維和分析方法有效解決物理問題

較之初中物理知識，高中物理知識更具抽象化和概念化，許多學(xué)生很難從文字意義上去深入了解和記憶物理知識，而數(shù)學(xué)知識具有較強(qiáng)的邏輯性思維及分析方法，能夠有效指導(dǎo)學(xué)生解決物理難題。比如在解決物理難題時，往往需要綜合分析方法、邏輯思維能力以及分析方法等，從題目入手開始進(jìn)行反論證的分析方法，接著深入剖析問題并層層推理，直到所分析出的過程能夠證實問題中的相關(guān)定理及已知條件，接著再通過綜合分析法，以反論證方法來推理整個分析過程，最終得出問題答案。[1]不僅能夠加快解題速度，還能夠使物理問題的解答過程簡單化。

（二）數(shù)學(xué)知識有效解決物理難題

高中物理知識和規(guī)律具有復(fù)雜抽象化的特征，若想在實際生活中找到相對應(yīng)的模型作為教學(xué)參考，具有難度性。而數(shù)學(xué)知識能夠充分的表達(dá)物理教學(xué)中相關(guān)規(guī)律和定義概念，繼而幫助學(xué)生更好的掌握和理解高中物理知識的內(nèi)容及其概念，并解決物理難題。

例如：運(yùn)用三角函數(shù)方法去解決物理難題：一兒童玩具船靜止在水平地面上，一個兒童用與水平面成53°角的恒力拉著船沿水平面運(yùn)動，已知拉力F=4.0 N，玩具船的質(zhì)量m=0.5 kg，經(jīng)過時間t=2.0 s，船移動的距離x=4.2 m，這時兒童松開手，船又滑行了一段距離后停下（取g=10 m/s2，sin 53°=0.8，cos 53°=0.6）.如圖所示，如果拉力與水平面之間夾角不定，使船能在地面上運(yùn)動的最小拉力是多少？

二、數(shù)學(xué)在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用實踐

（一）引入數(shù)學(xué)思想方法，活躍課堂教學(xué)

在進(jìn)行高中物理教學(xué)時，教師應(yīng)該積極引入數(shù)學(xué)思想方法來提高學(xué)生對物理學(xué)習(xí)的興趣，使其物理課堂更加活躍，富有趣味性，并不斷優(yōu)化物理教材內(nèi)容，以開發(fā)學(xué)生的發(fā)散思維能力及邏輯思維創(chuàng)造能力，有效實現(xiàn)高中物理教學(xué)質(zhì)量。

一方面，應(yīng)先引入數(shù)學(xué)逆向性思維，進(jìn)一步簡化物理的定理定律，使其復(fù)雜難懂的物理公式簡單化，從而有效解決物理難題；另一方面，還應(yīng)引入數(shù)學(xué)對稱性思想，基于事物處于不斷運(yùn)動變化的本質(zhì)特性，能夠讓學(xué)生迅速找出問題答案所在，繼而簡化解題過程，并提高學(xué)生的觀察力以及對事物的敏銳感；最后，還可引入數(shù)學(xué)圖像思想，充分利用直觀圖及圖形分析來對物理現(xiàn)象及變化過程進(jìn)行表達(dá)描述，從而簡化物理知識和理論概念。此外，運(yùn)用數(shù)學(xué)圖像思想還能夠培養(yǎng)學(xué)生的畫圖分析的能力，提高作圖、識圖能力，間接地加深和鞏固學(xué)生對物理知識和定理規(guī)律的記憶。[2]使高中物理問題朝著簡單化、易理解、準(zhǔn)確性高、速度快的方向發(fā)展，有效提高教學(xué)效率。

（二）物理實驗教學(xué)中融入數(shù)學(xué)知識

物理作為實驗與理論性較強(qiáng)的基礎(chǔ)學(xué)科，實驗性教學(xué)在高中物理教學(xué)中起著十分重要的作用。所以，教師同樣可以利用數(shù)學(xué)知識來進(jìn)行物理教學(xué)，進(jìn)一步優(yōu)化物理實驗課堂，這對于提高物理實驗教學(xué)質(zhì)量與學(xué)生洞察力水平有著十分重要的意義。比如教師可以充分運(yùn)用圖像法、數(shù)學(xué)公式法等將物理實驗結(jié)果更為直觀呈現(xiàn)在學(xué)生面前，讓學(xué)生對物理現(xiàn)象進(jìn)行觀察，充分認(rèn)識到物理現(xiàn)象的變化定律。此外，在處理實驗數(shù)據(jù)時，教師還應(yīng)該善于利用數(shù)學(xué)工具來進(jìn)行處理，使其處理過程能夠更為直觀簡潔，并有效提高物理實驗數(shù)據(jù)的真確性[3]。

比如在教學(xué)“測量電源電動勢和內(nèi)阻”時，對于實驗后所得的數(shù)據(jù)，學(xué)生很難馬上從所得到的數(shù)據(jù)中來獲取準(zhǔn)確的判斷。此時，若是能夠采用數(shù)學(xué)常用的作圖分析法，通過對所得的實驗數(shù)據(jù)畫出相對應(yīng)的平面坐標(biāo)系的橫縱坐標(biāo)點，學(xué)生就能夠直觀的觀察到數(shù)據(jù)變化的大體趨勢，繼而判斷出哪個數(shù)據(jù)的誤差性較大，選擇坐標(biāo)點后，再通過制作U-I圖像就能夠得到電源電動勢及其內(nèi)阻的數(shù)值。

結(jié)束語：

數(shù)學(xué)知識、方法在高中物理教學(xué)中發(fā)揮著十分重要的作用。在實際的物理教學(xué)中，教師應(yīng)該充分意識到數(shù)學(xué)的作用，將其物理教學(xué)與數(shù)學(xué)科學(xué)合理的結(jié)合，并根據(jù)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)狀況，循序漸進(jìn)的將數(shù)學(xué)滲透到物理教學(xué)中，并不斷提高學(xué)生邏輯思維能力和自我思考、探索問題的能力。使數(shù)學(xué)方法知識能夠與物理教學(xué)活動更好的融合，創(chuàng)設(shè)出良好的物理課堂氛圍，從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理的熱情，有效提高教學(xué)質(zhì)量和效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]胡濤. 重視數(shù)學(xué)知識滲透 優(yōu)化物理課堂教學(xué)——探析數(shù)學(xué)知識在高中物理教學(xué)中的有效應(yīng)用[J]. 才智，2015，27：221.

[2]伍浩. 簡析數(shù)學(xué)知識對高中物理教學(xué)的作用及實踐[J]. 新課程（中旬），2014，03：114.

[3]張榮奎. 高中物理教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)能力的方法與實踐[D].山東師范大學(xué)，2014.