物理中數(shù)學(xué)思維的運用

時澤宇

[摘要]物理和數(shù)學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維的重要學(xué)科，是引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的科研精和理性思想的基礎(chǔ)課程，兩者的關(guān)系是相輔想成的，在物理學(xué)中運用數(shù)學(xué)思維能夠有效的提高學(xué)生物理學(xué)習(xí)效率，幫助學(xué)生養(yǎng)成良好的解題思路。本文結(jié)合具體的數(shù)學(xué)思維方法，結(jié)合相關(guān)的教學(xué)案例，指出數(shù)學(xué)思維在物理課程中的運用途徑，并在此基礎(chǔ)提出了加強物理數(shù)學(xué)思維運用的對策。

[關(guān)鍵詞]物理教學(xué) 數(shù)學(xué)思維 教學(xué)應(yīng)用

物理是一門理論和實踐相結(jié)合的課程，其中蘊含著大量豐富的概念和定義，在一定程度上加大了學(xué)生學(xué)習(xí)的難度，很多學(xué)生在學(xué)習(xí)物理的過程中，不得其法，難以有效提高物理學(xué)習(xí)效率。數(shù)學(xué)思維模式在物理學(xué)習(xí)中的提出和運用，有效的解決了這一問題，能將復(fù)雜的、抽象的理論知識用數(shù)學(xué)的形式表達出來，如圖形、不等式、替換法等，能夠有效的提高學(xué)生的解題思路，培養(yǎng)學(xué)生良好的物理學(xué)習(xí)習(xí)慣。

一、樹立正確的的數(shù)學(xué)思維理念，培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)語言表達能力

數(shù)學(xué)思維在學(xué)生物理學(xué)習(xí)中發(fā)揮著不可替代的作用，數(shù)學(xué)思維是指運用數(shù)學(xué)的定義、理論和各種特殊的符號，對物理學(xué)知識進行綜合性的表達，從而揭露物理學(xué)的本質(zhì)，方便學(xué)生度物理知識的學(xué)習(xí)和了解，因此加強數(shù)學(xué)思維在物理教學(xué)中的運用，是提高學(xué)生物理學(xué)習(xí)能力的前提和基礎(chǔ)。數(shù)學(xué)思維模式在物理理論知識學(xué)習(xí)中的作用主要表達在以下幾個方面：

首先，數(shù)學(xué)思維能夠簡化物理概念。物理涉及的內(nèi)容十分廣泛，是對所有物質(zhì)、能量和時空的科學(xué)研究，因而具有一定的抽象性，教師在教學(xué)新的物理知識時，會通過各種小實驗讓學(xué)生進行觀察和交流，引導(dǎo)學(xué)生對某一物理現(xiàn)象歸納，加深學(xué)生對物理知識的理解。在教學(xué)過程中，教師要有意識的培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)語言表達能力，將抽象的理論知識用簡潔的數(shù)學(xué)語言進行闡述，如在學(xué)習(xí)勻速圓周運動時，可以通過公式列出線速度和周期之間的關(guān)系，即線速度（V）=弧長（s）/周期（t），方便學(xué)生記憶和理解，同時還能根據(jù)其基本公式推動出向心力加速度a和線速度及周期之間的關(guān)系，即向心力加速度a=V2/r=（2π/t）2r，利用數(shù)學(xué)中類比思想，提高學(xué)生的物理學(xué)習(xí)效率。

其次，發(fā)揮數(shù)學(xué)思維圖形結(jié)合理念在物理知識中的表達。圖形表達法是數(shù)學(xué)思維模式的重要組成部分，在物理學(xué)習(xí)中利用圖象表達法，能夠更加直觀的將物理理論知識呈現(xiàn)在學(xué)生面前，加深學(xué)生對知識的理解。一方面圖象表達法具有簡潔的特征，如在學(xué)習(xí)物體運動過程時，涉及到物體運動的軌跡、過程等，為了能夠進一步激發(fā)學(xué)生的想象力，需要借助各種圖象、直線，將其運動的路線清楚的的展示出來，方便學(xué)生學(xué)習(xí)；另一方便圖象表達法還能夠幫助學(xué)生理清物理知識結(jié)構(gòu)框架，提高學(xué)習(xí)效率，物理知識所要學(xué)習(xí)的內(nèi)容十分多，每一知識點方面又分為無數(shù)個知識點，將這些知識運用樹狀圖標注出來，幫助學(xué)生記憶。

此外，數(shù)學(xué)思維能夠?qū)ξ锢砉竭M行推導(dǎo)。在物理學(xué)習(xí)中，學(xué)生很容易遇到各種問題，如知識概念混淆、基礎(chǔ)理論知識記不住，解題能力相對薄弱等，使得學(xué)生失去學(xué)習(xí)的物理的興趣，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)效率較低，而數(shù)學(xué)思維中可以通過類比、推理等方式，讓學(xué)生學(xué)會物理解題思路，如在進行電路學(xué)習(xí)時，可以依據(jù)歐姆定律的基本概念進行深入的學(xué)習(xí)。

最后，依據(jù)物理學(xué)習(xí)的內(nèi)容選擇不同的數(shù)學(xué)思維模式。物理涉及到物質(zhì)能量轉(zhuǎn)化、運動軌跡變化及時間和空間的轉(zhuǎn)變，根據(jù)不同的學(xué)習(xí)內(nèi)容，需要選擇合適的數(shù)學(xué)思維模式，如利用不等式求解鏡像問題、利用圖象求解位移問題等，充分發(fā)揮數(shù)學(xué)思維在學(xué)生物理學(xué)習(xí)中的積極作用，從而提高學(xué)生的物理學(xué)習(xí)能力，引導(dǎo)學(xué)生樹立科學(xué)觀念。

二、利用數(shù)學(xué)思維培養(yǎng)正確的解題思路，提高學(xué)生物理解題效率

物理學(xué)習(xí)不僅在于讓學(xué)生掌握理論知識，更重要的是能讓學(xué)生將物理知識靈活的運用到問題的解決中，實現(xiàn)物理學(xué)習(xí)的價值和意義。隨著新課程改革的不斷深入，要求物理這一門課程要培養(yǎng)學(xué)生的觀察和實驗精神，提高學(xué)生的科研能力，促進學(xué)生的全面發(fā)展，為此學(xué)生在學(xué)習(xí)物理的過程中要注意科學(xué)的運用數(shù)學(xué)思維，從數(shù)學(xué)思維的角度深入研究和探討物理現(xiàn)象，從而提高自身的學(xué)習(xí)能力。

第一，實現(xiàn)理論與實踐的有效結(jié)合。物理是一門實踐性很強的課程，在學(xué)習(xí)過程中涉及到大量的實驗問題，尤其是在物理習(xí)題中，經(jīng)常需要學(xué)生根據(jù)給定的的條件，設(shè)計實驗過程，從實驗?zāi)繕恕崿F(xiàn)理論、實驗過程、實驗結(jié)果等方面進行綜合性的考察，這就要求學(xué)生回答這一問題時，要結(jié)合相關(guān)的實踐經(jīng)驗，進行經(jīng)驗總結(jié)，進而設(shè)計出合理的實驗流程，保證實驗結(jié)果的準確性。

第二，運用數(shù)學(xué)符號和公式解答物理題目。物理習(xí)題是檢驗學(xué)生學(xué)習(xí)成果和效率的有效方式，通過分析學(xué)生的物理習(xí)題，可以幫助其找出自身搞學(xué)習(xí)的薄弱環(huán)節(jié)，并有針對性的進行訓(xùn)練，加深和鞏固物理知，同時物理試卷考核的內(nèi)容比較多，并有時間限制，如何在限定時間內(nèi)解答出所有的題目，是現(xiàn)階段學(xué)生需要關(guān)注的重點問題。為此，利用數(shù)學(xué)符合和公式，能夠簡化學(xué)生的答題過程，縮短答題時間，使得學(xué)生能夠快速、準確的回答基本問題，為后面的綜合題留下足夠的解題時間。

第三，運用數(shù)學(xué)思維找出物理問題的關(guān)鍵。很多學(xué)生在進行物理問題解答時，容易受到不相關(guān)條件的影響，脫離正確的解題思路，使得自身的思考陷入混亂轉(zhuǎn)狀態(tài)，甚至可能將簡單的問題復(fù)雜化，不僅無法進行正確的解答，還降低了解題效率，不利于學(xué)生的學(xué)習(xí)。對此學(xué)生要有意識的運用數(shù)學(xué)思維找出問題的關(guān)鍵，將物理習(xí)題的語言表述轉(zhuǎn)化成直觀的圖象、公式等，避免習(xí)題中的語言陷阱，如在進行位移距離求解時，學(xué)生可以將不同的行駛距離和方向用直線和箭頭表達出來，簡化問題，從而拓展學(xué)生的思路。

三、結(jié)論

綜上所述，數(shù)學(xué)思維在學(xué)生物理學(xué)習(xí)中發(fā)揮著重要的作用，培養(yǎng)和加強學(xué)生在物理學(xué)習(xí)中運用數(shù)學(xué)思維進行有效學(xué)習(xí)的方法，不僅能夠加強學(xué)生對物理知識的理解和記憶，還能夠引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的物理解題思路，提高學(xué)生的物理學(xué)習(xí)能力。為此在進行物理理論知識和實踐學(xué)習(xí)的過程中，要充分發(fā)揮數(shù)學(xué)思維的學(xué)習(xí)作用，將復(fù)雜、抽象的物理知識，用簡潔的數(shù)學(xué)語言表達出來，從根本上掌握物理知識，使得物理知識真正能夠為己所用。