探討如何將數(shù)學(xué)知識更好地應(yīng)用在物理教學(xué)之中

趙 潔

（廣東省深圳市西鄉(xiāng)中學(xué)，廣東 深圳）

高中物理是一門有相當(dāng)難度的學(xué)科，但如果掌握了正確的方法，并且勤奮刻苦，不斷總結(jié)提煉，我們會發(fā)現(xiàn)在高中物理的教與學(xué)中，不僅能夠取得理想的成績，更能體會到經(jīng)過辛苦努力后而發(fā)現(xiàn)上帝“秘密”的欣喜。我們知道，物理學(xué)涉及實驗、物理思想和數(shù)學(xué)方法等多個方面，內(nèi)容涵蓋有物理現(xiàn)象、概念、物理量及定律等。無論是在課程標(biāo)準(zhǔn)還是高考物理考綱中，都強(qiáng)調(diào)了要考查學(xué)生巧用數(shù)學(xué)手段解決物理問題的能力。謝雨萱的《高中數(shù)學(xué)和物理相互滲透的可行性研究》、趙子怡的《高中物理常見的極值問題解法探究》、周丹丹的《運用數(shù)學(xué)知識解決高中物理問題的教學(xué)研究》等大量文章，對數(shù)學(xué)知識在高中物理教學(xué)中的作用進(jìn)行了研討并提供了實踐，可以說眾多高中物理教學(xué)工作者都認(rèn)識到了數(shù)學(xué)知識在高中物理教學(xué)中的重要性，那么如何將數(shù)學(xué)知識較好地融入高中物理的教與學(xué)中是大家共同面對的難題。本文正是從這個角度，探討如何將數(shù)學(xué)知識更好地應(yīng)用在高中物理教學(xué)之中。

一、在物理教學(xué)和數(shù)學(xué)教學(xué)的課程安排以及教師在編寫課程教案、課堂教學(xué)時，注重把物理教學(xué)與數(shù)學(xué)教學(xué)融會貫通

1.注重物理教學(xué)與數(shù)學(xué)教學(xué)課程安排的協(xié)同性。通過與教學(xué)部門的溝通協(xié)調(diào)，注重物理教學(xué)和數(shù)學(xué)教學(xué)的同步，確保學(xué)生能夠?qū)⒏鲗W(xué)科之間的知識有效銜接，形成知識合力，避免相互拖后腿的現(xiàn)象發(fā)生。如三角函數(shù)在物理的運用主要有力的合成與分解、運動的合成與分解等。學(xué)生在高一上學(xué)期，學(xué)習(xí)力的合成與分解時，就需要用到三角函數(shù)，而數(shù)學(xué)在學(xué)習(xí)三角函數(shù)時通常安排高一下學(xué)期的后期，這就與物理教學(xué)不能夠形成有效的互補(bǔ)。教育部門應(yīng)當(dāng)統(tǒng)一協(xié)調(diào)和安排，綜合解決這類跨學(xué)科的知識同步問題。

2.注重數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識的聯(lián)系和鋪墊。要在高中物理解題中運用數(shù)學(xué)知識，就需要先在物理教學(xué)中對數(shù)學(xué)概念進(jìn)行一些滲透，比如，類似定義的名詞，如：向量既是大小、方向方面的量，又能夠遵守三角形的不變法則，當(dāng)換到物理中時發(fā)現(xiàn)，需要在四邊形法則之下對其進(jìn)行討論，所以向量、標(biāo)量的區(qū)分，就是一個顯著的示例。此外，拋物線在兩種學(xué)科中均存在，但在物理中要考慮空氣阻力問題，而在數(shù)學(xué)已經(jīng)擁有了這方面的了解，通過區(qū)分差異，在學(xué)習(xí)中可以更好地理解物理概念等。

二、注重使用數(shù)學(xué)方法打開學(xué)生對物理學(xué)習(xí)的興趣之門

數(shù)學(xué)知識在高中物理解題中的應(yīng)用，主要是通過對數(shù)學(xué)中的一些函數(shù)、方程、幾何、極值法等基本卻處于核心地位的內(nèi)容加以應(yīng)用，使其能夠在高中物理學(xué)中對規(guī)律的描述、物理概念的理解、公式的推導(dǎo)等快速、有效加以把握，從而形成一種新的解題思路，更為簡化地將復(fù)雜問題通過數(shù)學(xué)方法加以解決，提高解題效率等。

1.注重學(xué)生宏觀思想的引導(dǎo)。首先要讓學(xué)生明白，世界萬物是相互關(guān)聯(lián)的，物理學(xué)習(xí)也不例外。物理學(xué)習(xí)中經(jīng)常會出現(xiàn)物理學(xué)科與其他學(xué)科的交叉綜合，并且其他學(xué)科知識的學(xué)習(xí)滯后會造成物理學(xué)科學(xué)習(xí)障礙，特別是數(shù)學(xué)學(xué)科教學(xué)滯后對物理教學(xué)影響很大。同時，物理學(xué)科教學(xué)滯后也會對其他學(xué)科造成影響。因此，物理教師有必要引導(dǎo)學(xué)生掌握物理學(xué)習(xí)和數(shù)學(xué)知識之間的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，以利于教師和學(xué)生更好地預(yù)設(shè)、更有針對性地解決物理問題。

2.鼓勵學(xué)生使用數(shù)學(xué)方法解決物理問題。通過大量的物理習(xí)題的練習(xí)，我們知道，數(shù)學(xué)知識在高中物理解題中的應(yīng)用有具體的關(guān)聯(lián)，也有明解的方法，以及應(yīng)用的必然性。在高中物理教學(xué)實踐中，教師可以通過以某個學(xué)生使用數(shù)學(xué)方法解題的良好個例為切入點，鼓勵該學(xué)生向同學(xué)們講解解題思路，通過讓學(xué)生現(xiàn)身說法的方式，鼓勵學(xué)生多動腦筋，開動思想的機(jī)器，在快樂學(xué)習(xí)的同時，強(qiáng)化學(xué)生的主體認(rèn)同感。

3.培養(yǎng)學(xué)生在物理學(xué)習(xí)中養(yǎng)成歸納總結(jié)的能力。在物理教學(xué)實踐中，注重鼓勵學(xué)生將使用數(shù)學(xué)方法較多的同類題進(jìn)行歸類，并識別總結(jié)同類型題，以期達(dá)到萬變不離其宗的效果。極限法在物理上運用比較多，如用極限法求瞬時速度等。教學(xué)中，我們常使用函數(shù)法解決物理上追擊問題、帶電粒子在有界磁場中運動求解粒子飛出磁場的位置坐標(biāo)等問題。此外，用微元法可簡化復(fù)雜物理過程，用熟悉的規(guī)律迅速解決問題。如推導(dǎo)重力、電場力做功與路徑無關(guān)等。通過不斷總結(jié)提煉，讓學(xué)生自己體會，學(xué)會融會貫通，培養(yǎng)學(xué)生從被動的建立聯(lián)系到自發(fā)的主動建立聯(lián)系。

數(shù)學(xué)是物理學(xué)的基本工具,如果拋開數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)和方法應(yīng)用，想學(xué)好高中物理是不太現(xiàn)實的。并且多年高考已經(jīng)證明，數(shù)學(xué)的靈活運用是高考的熱點問題，也是高考考查的基本能力之一，是學(xué)生應(yīng)該養(yǎng)成的嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S邏輯的基礎(chǔ)，對于學(xué)生個人的發(fā)展也是有很大的益處。本文從物理教學(xué)和數(shù)學(xué)教學(xué)安排設(shè)計的協(xié)調(diào)上，從教師教案編寫、課程設(shè)計的梳理上，從如何鼓勵引導(dǎo)學(xué)生培養(yǎng)數(shù)學(xué)方法解決物理問題的習(xí)慣上提出了一些建議，但在現(xiàn)實的高中物理教學(xué)中，如何鼓勵學(xué)生通過一種新的思路打開對物理學(xué)習(xí)的興趣之門，并使學(xué)生從中能夠領(lǐng)略并學(xué)會對多種新思維的理解、分析、掌握與應(yīng)用等，還存在著很多難題，這需要廣大高中物理同行共同探索。