淺談應用數學處理物理問題的能力

摘 要：數學和物理雖然是兩門不同的學科知識，但是二者之間卻存在著較為密切的聯系，很多時候，數學知識以及方法都是解決物理問題的重要工具，由此可見，加強學生應用數學的能力則顯得尤為必要。可是部分物理教師在實際的教學過程中也時常發現一個問題，即學生極度缺乏利用數學知識解題的主動性和靈活性，而這其實也是不利于提高學生物理知識學習能力的。鑒于此，本文主要對“應用數學處理物理問題的能力”這一主題進行淺談。

關鍵詞：應用數學；處理物理問題；能力；進行淺談

一、 引言

物理作為一門基礎自然科學，它主要是以研究物質的基本結構、運動與相互作用等內容為主。通過對這幾年各省市的高考物理試進行分析，可知對于學生的應用數學知識的能力提出了較高要求，主要就包括對幾何圖形、函數圖像等內容的分析，由此也可以看出數學和物理之間的緊密聯系。本文對此進行淺析，旨在加強學生應用數學知識處理物理問題的能力，進而再從根本上提高學生的物理知識學習能力。

二、 培養學生應用數學處理物理問題能力的必要性

1. 物理問題的處理依賴于數學知識

嚴格意義上講，物理這一學科知識的發展其實也是建立在數學這一學科之上的，由此可見，相關物理問題的處理必須要依賴于數學知識。

比如：在物理電學相關內容教學中，電容、電量、電流和電壓等知識點之間的關系，既需要通過相應的物理理論來理解，也需要學會運用數學知識去測量和計算。又比如：法拉第電磁感應定律，對于其揭示的電動勢正比于單位時間內線圈所切割的磁力線數量，就需要通過數學知識來理解。

培養學生應用數學知識處理物理問題的能力，不但能夠鍛煉學生活學活用的能力，而且還能夠讓他們加深對物理，以及數學學科的認識。總而言之，忽略應用數學知識，而只是單純的去解決物理問題其實是非常困難的。

2. 能夠有效地提高學生思維能力

隨著時代的發展和變化，現代社會對于復合型人才的需求也變得越來越高了，所以對于學生培養也更加傾向于素質化的教育理念。因此，教師在實際的教學過程中也是更加注重實現各學科的協同發展，進而避免學生出現各種偏科的問題或者現象，并將書本上所學的知識真正意義上轉換為是自己的。

而在高中物理課堂知識教學過程中，盡量的將應用數學的理念灌輸到學生的腦海中，他們在解決一些棘手物理問題的時候，也會更加注重自身數學思維能力的調動，久而久之，其思維等各方面的能力都將會得到有效的提升，并實現更加全面的發展，而中學也將會培養出更多適應社會發展的人才。

三、 培養學生應用數學處理物理問題能力的有效途徑

1. 教會學生基本的數學知識

應用于高中物理知識教學中的數學知識，常見的就是圖像法、幾何法、極值法等等。其中，圖像法在高中物理解題中的應用則十分廣泛，主要是因為它不但能夠形象地表達物理規律，而且也能夠直觀地敘述物理過程，因此也成為了解決物理問題的一種重要方法。

比如：兩輛完全相同的汽車，沿水平直路一前一后勻速行駛，速度均為v0，如果前車突然以恒定的加速度剎車，在它剛停住時，后車以前車剎車時的加速度開始剎車，且已知前車在剎車過程中所行駛的距離為s，如果要保證兩輛車在上述情況中不相撞，那么兩車在勻速行駛時保持的距離至少應為多少？

想要解決這一問題，就需要根據已知條件畫出顯影的圖像，比如：前車剎車后做勻減速運動的速度圖像等等；后車做勻速運動的圖像等等。

2. 借助生活場景展開相應教學

其實，生活中很多的問題以及現象都和物理知識有著極為密切的聯系。為了讓學生能夠深入體會到數學知識在解決物理問題過程中的有效作用，那么教師在實際教學的時候，則可以設置一些生活化的場景。

比如：一輛汽車在十字路口等候綠燈，當綠燈亮時汽車以3 m/s的加速度開始行駛，恰在這時一輛自行車以6 m/s的速度駛來，從后邊趕過汽車，請問：汽車從路口開動后，在追上自行車之前經過多長時間相距最遠？此時距離是多少？什么時候汽車能夠追上自行車，而此時汽車的速度又是多少？

這一問題解決的關鍵在于數學中等量關系的運用，所以在明白數學等量相關知識的基礎上進行探討，此問題必定也將迎刃而解。

3. 通過實驗教學提高學生的數學應用能力

不管是物理，還是數學都是非常枯燥的學科知識，為此，教師想要有效應用數學知識去處理相應的物理問題，就需要注重趣味性教學方法的運用。

以“研究彈簧的伸長與彈力的關系”這一物理實驗為例，為了確保實驗活動有效開展并獲得良好的成效，那么就要經常將得到的數據在F-x坐標系中表示出來，而這實際也就運用到了相應的數學知識，尤其是在描點、畫線過程中，圖像的數學解析式法更是起到了指導性的作用。又比如：F=kx這個公式中，我們已知的F與x關系，其實也就是數學中的直線方法，從而也就使得學生在實驗過程中對于數據進行連線時，其實已經早就知道這些點連成線后的形狀了。

又比如：“油膜法測分子大小”這一實驗中，將分子做為一個球模型，則會使得分子成為一個實體，并且也將變得更加簡單化和直觀化，同時，學生也更容易把分子這個微觀實物與我們所熟悉的宏觀物體進行對比，從而也為教師之后進行更加深入的實驗教學奠定有效基礎。

四、 結語

一直以來，數學都是研究物理學的重要工具，通過各種有效的數學方法，很多的高中物理難題也將得到有效的解決。比如：函數圖象、三角函數、二次函數等知識，就是解決物理問題常用的辦法。所以，在現階段大力倡導高中物理教師在實際教學過程中，盡可能的將物理和數學知識進行有效融合則顯得尤為必要和迫切，也對提高學生的綜合能力起到了推波助瀾作用。

參考文獻：

[1]張金馥.淺談培養學生應用數學知識解決物理問題的能力[J].學周刊，2015.09.

[2]王棟，徐澤.淺談物理教學中學生運用數學能力的培養[J].民營科技，2016.05.

[3]江玉哲.淺談學生如何運用數學知識處理高中物理問題[J].新課程學習：上，2017.02.

[4]胡群.培養學生應用數學知識解決物理問題的能力[J].教學與管理，2016.03.

[5]陳芹模.淺談在物理教學中培養學生提出問題的能力[J].高中數理化，2015.01.

[6]靳朗，王繼群.物理高考真題中應用數學能力處理物理問題的重要性淺析[J].中學物理：高中版，2016.08.

作者簡介：

曹鏃，福建省石獅市，廈門外國語學校石獅分校。endprint