高中物理教學培養學生應用數學能力的方法與實踐

李一鳴

摘要：在各個學科門類中，物理與數學的關系密不可分。數學作為一種訓練理性思維的學科，可以說是一切需要理性思維學科的基礎。縱觀物理學的發展歷史，我們不難發現數學與物理的密切關系。客觀的講，物理學的每一次進步都有賴于數學理論的支撐。具體到高中物理教學活動中，教師更應加強對學生應用數學能力的培養。本文從培養學生應用數學能力的重要性和培養學生應用數學能力的具體措施兩個方面進行了闡述。

關鍵詞：高中；物理教學；數學能力

一、高中物理教學中培養學生掌握數學方法的重要性

在高中物理教學中，學生能否將數學理論知識、數學方法、數學思維應用到物理學習中去，關系著學生自身是否具有靈活運用各種知識解決問題的能力，能否提高學習效率與質量，能否將所學的物理知識融會貫通。培養學生運用數學能力解決物理問題的重要性主要包括以下幾個方面：

1.有利于學生對于物理知識的掌握

物理學的發展是建立在數學理論基礎上的，因此，要想掌握好物理知識就離不開良好的數學能力。利用數學知識去測量、計算物理學中的一些數值及物理概念，既可以提高運算的效率與精確程度，又可以加深學生對物理知識的掌握。例如，在電學方面，電容、電量、電阻、電壓這些概念數值及關系都可以通過數學的方法測量和計算出來。培養學生數學應用能力對于提升學生學習能力、樹立學生學習信心有著重要的作用。例如，在學習到法拉第電磁感應定律這一知識點時，其中的電動勢正比于單位時間內線圈所切割的磁力線數量這一概念如果單純用物理理論知識來向學生闡釋的話會造成學生的概念認知模糊、理解不透徹、掌握不牢固、運用不靈活等消極影響。而如果引導學生用數學思維來理解這一概念，就能使其概念關系變得較為清晰與簡單，學生理解起來難度較低，有利于他們對物理知識的掌握。

2.有利于提高學生的思維能力和交叉學習不同學科的能力

當今社會是一個高速發展、競爭十分激烈的社會。社會主義現代化建設需要的是復合型人才，傳統的單一型人才已經不能滿足現代社會的發展需要。學生在畢業后要想在競爭激烈的社會中立足，要想有一個較好的發展前景，那么就必須在學習過程中做到各個學科均衡發展，共同進步，要具備各個學科所要求的能力，避免出現嚴重偏科的現象。學科的交叉、知識的交叉、能力的交叉已經成為了一種趨勢。學科的交叉融合體現在方方面面：計算機技術與科學研究的融合、心理學與營銷學的融合、生物學與化學的融合……具體到物理學科，則體現為物理與數學的交叉融合。所以說，教師應該在高中物理教學中有意識的培養學生的數學應用能力，促進學生的全面發展，為社會主義現代化建設培養合格人才。

3.有利于學生培養高考能力

高中教學的目標之一就是培養學生應對高考的能力，使學生順利升入大學。在高中教學中加強對學生數學思維的培養符合高考的要求，有利于提高學生高考成績。《普通高中物理課程標準》中明確標明學生需要具備“認識數學工具在物理學發展過程中的作用”的能力。所以，不管站在學生長期人生發展的角度，還是站在短期應對高考的角度，數學能力在物理學習中的重要性都是不言而喻的。

二、高中物理教學中培養學生應用數學能力的具體方法

有了對數學能力在物理教學中重要性的認識，就需要我們采用具體的方法措施來真正提高學生的數學應用能力。本文針對高中物理教學中的具體實踐，提出了以下幾點：

1.提高教師自身的數學應用能力和意識

教師是教學活動中的引導者，是學生學習和模仿的對象。要想培養學生自覺運用數學思維解決物理問題的能力，首先就要對教師自身的能力和意識提出要求。只有教師自身具備了扎實的數學應用能力，融會貫通能力，才談得上以身作則，影響學生。所以，在日常的教學工作，甚至生活當中，高中物理教師應該自覺加強自身數學知識方面的學習和培養，多參加數學培訓，多與同行交流教學心得體會。教師應該清楚的認識到，只有自身的教學水平提高了，只有自身的數學應用能力提高了，才能談得上教育學生和培養學生的應用數學解決物理問題的能力。

2.要學會在“物理語言”與“數學語言”之間轉化

物理與數學雖然是兩個相互獨立的學科，但它們之間密切的聯系早已不言而喻。如何合理準確的將“物理語言”轉化為“數學語言”關乎著物理教學的質量與效率。運用數學工具解決物理問題的基礎就是運用“數學語言”來解釋物理概念。具體到高中物理教學活動，針對一些基礎的物理公式及概念，要學會將其轉化為“數學語言”，用數學的形式表現出來，例如庫侖定律的數學表達式是F=kQ1.Q2/r2，有效的利用了數學中最基本的公式，還利用了指數函數等數學表達式，真空中兩個靜止的點電荷之間的相互作用力F，與它們的電荷量的乘積（Q1、Q2）成正比，與它們的距離的二次方（r2）成反比。將物理語言轉化為了數學語言，這樣既有利于學生對概念的理解，也有利于促進學生自覺使用數學工具結局物理問題，可以達到提高教學效率，培養學生思維能力，促進學生全面發展的目的。

3.掌握適度原則，避免因過分強調數學能力而忽略物理基礎能力

通過前面的闡述我們已經認識到了數學能力在物理學習中的重要性，但是根據唯物論的解釋，真理是有限度的，超出某一限度，真理就會變成謬誤。所以我們在物理教學中對數學能力的強調應該把握適度原則，不能過分的追求數學方法的教學。我們要時刻認識到，數學能力的培養只是在為物理知識的學習服務，引導學生掌握物理知識才是物理教學的目標。舉個例子，在求解一元二次方程式得出的時間值有正負兩種結果，如果按數學方法，這兩種結果都是正確的，但是依據物理知識，負值時必須要舍去的。數學能力在物理學中的運用是有條件的，是有限度的，在解決物理問題的過程中我們必須緊緊圍繞這物理這一中心，要讓數學能力為物理知識服務，要培養學生對物理知識與數學能力的正確認識。

三、結論

物理作為高中教學中的重要學科，教師必須具備過硬的專業素質，扎實的數學本領；學生必須認識到數學能力在物理學習中的重要性，自覺培養自身數學應用能力。只有這樣，高中物理教學才能真正實現質量與效率的雙重提高，學生才能真正實現物理知識與學習能力的雙重提高。

（作者單位：湖南省南縣一中413200）