數形結合思想在高中物理學習中的運用探析

白明照

摘 要：高中物理是初中物理的進一步延伸，在高中物理教學中，需引導學生對豐富多彩物理現象進行探究，需要對更為深刻的物理知識進行學習，讓學生掌握科學的學習方法。數形結合思想方法的應用可以對學生的物理學習提供幫助，對教師的物理教學提供保障，其本身是高中物理教學中的基本思想之一。可見，文章對數形結合思想方法在高中物理教學中應用的探討，具有重要的現實意義。

關鍵詞：數形結合思想；高中物理；物理學習；運用

1引言

物理是高中階段的一門重要學科，但高中階段的物理知識與初中階段的物理知識相比，有很大的改變，許多學生會發現高中的物理知識變得難學起來，知識比較抽象，學生的學習效果并不理想。當前高中物理教學中存在著很多問題，每一位物理教師都應該從“新課標”出發，制訂切實可行的方案，解決物理課堂教學中存在的問題，從而提高教學效率。

2高中物理教學的現狀

2.1教學方式比較單一

在高中物理課堂教學中，教師講學生聽的模式仍然是主要的教學模式，這樣單一陳舊的教學方式不但無法提高課堂教學效率，還會降低學生對物理的興趣，有的學生由于長期不能理解物理知識，甚至會對物理學習產生厭倦情緒。而且，教師將大部分時間放在課堂學習上，很少讓學生進行課堂練習，學習難題得不到解決，知識得不到鞏固，會影響學生的學習信心，長期如此對學生學習物理非常不利。

2.2學習主動意識差

學生是教學的主體，只有充分發揮學生的主觀能動性，才能使學生主動去學習，去發現學習中的問題，并解決問題。高中學生理解意識差，在學習物理時，不能全面的觀察每一個細節和重點，缺乏主觀能動的能力，所以如果沒有充分激發學生的主觀能動性，學生便不會主動解決一些問題，個性培養效果也不好。

3數形結合的概念

“數形結合”要求把物理問題中的運算、數量關系等以幾何圖形及圖像的形式表現出來，進而幫助同學們進行思考和解題的過程，通過“數形結合”這一數學思維方式，學生可以直觀地用眼睛去看、用手指去數和感知，從而達到理論與實踐相結合的效果。數與形是物理教學中最原始理論，也是開展研究的基礎，數與形在一定條件下可以相互轉化。在數學和物理學中很多關系可以轉換為圖形，反之亦然，繼而將抽象的文字轉換為直觀的圖形，起到化難為易的作用，在考試或者平時練習的時候大大提高解題的速度，并可以用此來驗證結果的正確性。在高中數學與物理解題過程中，數形結合在選擇題、填空題，以及計算題中都會有所涉及。在數學結合的運用過程中，主要有三種解題思路：數的形化、形的數解和數形互變。

3.1數的形化

數的形化即將抽象的數量問題，利用某種對應關系轉化為直觀的形的問題，將數量問題轉化為圖形之間的關系主要可以通過三個途徑：充分利用所學的平面幾何知識、立體幾何知識及解析幾何的知識，對數量關系進行分析和求解。

3.2以形變數

當圖形問題需要定量的結果時，或者圖形關系較復雜時，可以將錯綜復雜的圖形關系轉化為代數關系，但是需注意觀察圖形的特征，找準關鍵點，已經圖形的線與線，面與面之間等存在的幾何關系，分析題干中的隱含條件和已知條件，確保由形向數轉化的準確性。

3.3數形互變

數形互變的實質就是數變形和形變數的有機結合，在解決一個問題中往往需要這兩種方法同時使用，以確保結果的準確性，在運用過程中做到見形思數，見數變形。

4數形結合思想在高中物理學習中的運用

數形結合在高中物理中具有及其廣泛的運用，將物理知識與數學知識結合考查，是最近幾年高考中常見題型，多數出在物理的壓軸題。包括：平拋運動，天體運動等都涉及到數形結合的思想。在高中物理教學中，為鞏固學生的現有知識，幫助學生掌握規律，需要利用典型的課堂習題，通過習題的計算，還能夠對學生解決問題能力與邏輯思維能力予以培養，能夠讓教師對教學效果進行檢查。教師在設計例題時，需要確保問題具有針對性與明確性，例題需要對教學重點、教學難點、教學目標予以圍繞。同樣，還需要重視對比，對比的主要內容為同一知識點的多個方面或是不同的知識點。依照例題類型進行劃分，可以將其分為填空題、選擇題、計算題與作圖題。以填空題為例，結合數形結合思想方法，在教學“質點、參考系與坐標系”這一課內容時，可以設計例題為：現已知物體沿直線運動，為了對物體位置與位置變化進行定量描述，需要將此直線設為X軸，需要在直線上規定出（ ）（ ）與（ ），完成直線坐標系的建立工作。如例題中圖所示，如果有一個物體運動至A點，那么此時該物體位置坐標xA為（ ），如果這一物體運動至B點，那么此時該物體的位置坐標xB為（ ）。針對此例題站靠計算，同學可以調動記憶，完成正確答案的填寫工作，即在建立直線坐標系中，需要將原點、單位長度、正方向規定在直線上，在A點時的位置坐標是3m，在B點時的位置坐標是-2m，通過例題，不僅對同學基本概念的掌握情況進行了考察，還讓同學對物體位置與位置變化的描述能力得到鍛煉，讓已學知識得到了鞏固。

5結束語

數形結合使抽象的問題具體化，在解決數形問題時，抓住數與形兩者之間的關聯性，使我們養成良好的數形思維、將動態思維與靜態思維相結合的習慣，將繁瑣的代數關系轉化為直觀的圖形關系，將復雜的函數關系直觀化。進而提高解題速度和考試成績。物理學源于生活，在高中物理學習中不僅要完成老師布置的作文，更重要的是培養解決實際問題的技能，將抽象的物理模型化為直觀的圖形問題，然后分析問題、提出方案，最終運用數學方法解決問題，以此提升自身綜合能力。

參考文獻

[1]李運海.運用幾何畫板數形結合促進中學物理教學的研究[D].江西師范大學，2015.

[2]李滌非.數形結合思想方法在高中物理教學中的應用研究[D].蘇州大學，2015.