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

摘 要：結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，分析物理教學(xué)和數(shù)學(xué)教學(xué)課程協(xié)調(diào)安排的重要性，闡述如何在高中物理教案編寫、課堂設(shè)計(jì)中融合數(shù)學(xué)理念和知識(shí)。同時(shí)，結(jié)合新課改的要求，從尊重、相信學(xué)生主體的角度出發(fā)，鼓勵(lì)學(xué)生積極參與使用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問(wèn)題，讓學(xué)生感受到物理學(xué)習(xí)的樂(lè)趣并提升學(xué)生的綜合素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：數(shù)學(xué)知識(shí)；高中物理；應(yīng)用

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(huì)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(jī)，更能體會(huì)到經(jīng)過(guò)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(shí)驗(yàn)、物理思想和數(shù)學(xué)方法等多個(gè)方面，內(nèi)容涵蓋有物理現(xiàn)象、概念、物理量及定律等。無(wú)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(wèn)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(jiàn)的極值問(wèn)題解法探究》、周丹丹的《運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決高中物理問(wèn)題的教學(xué)研究》等大量文章，對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)在高中物理教學(xué)中的作用進(jìn)行了研討并提供了實(shí)踐，可以說(shuō)眾多高中物理教學(xué)工作者都認(rèn)識(shí)到了數(shù)學(xué)知識(shí)在高中物理教學(xué)中的重要性，那么如何將數(shù)學(xué)知識(shí)較好地融入高中物理的教與學(xué)中是大家共同面對(duì)的難題。本文正是從這個(gè)角度，探討如何將數(shù)學(xué)知識(shí)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(shí)，注重把物理教學(xué)與數(shù)學(xué)教學(xué)融會(huì)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(guò)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(shí)有效銜接，形成知識(shí)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(yùn)用主要有力的合成與分解、運(yùn)動(dòng)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(shí)，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(shí)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(shí)同步

問(wèn)題。

2.注重?cái)?shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的聯(lián)系和鋪墊。要在高中物理解題中運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)，就需要先在物理教學(xué)中對(duì)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(shí)發(fā)現(xiàn)，需要在四邊形法則之下對(duì)其進(jìn)行討論，所以向量、標(biāo)量的區(qū)分，就是一個(gè)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(wèn)題，而在數(shù)學(xué)已經(jīng)擁有了這方面的了解，通過(guò)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(duì)物理學(xué)習(xí)的興趣之門

數(shù)學(xué)知識(shí)在高中物理解題中的應(yīng)用，主要是通過(guò)對(duì)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(duì)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(jiǎn)化地將復(fù)雜問(wèn)題通過(guò)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(wàn)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(huì)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(shí)的學(xué)習(xí)滯后會(huì)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(duì)物理教學(xué)影響很大。同時(shí)，物理學(xué)科教學(xué)滯后也會(huì)對(duì)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(shí)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(duì)性地解決物理

問(wèn)題。

2.鼓勵(lì)學(xué)生使用數(shù)學(xué)方法解決物理問(wèn)題。通過(guò)大量的物理習(xí)題的練習(xí)，我們知道，數(shù)學(xué)知識(shí)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(shí)踐中，教師可以通過(guò)以某個(gè)學(xué)生使用數(shù)學(xué)方法解題的良好個(gè)例為切入點(diǎn)，鼓勵(lì)該學(xué)生向同學(xué)們講解解題思路，通過(guò)讓學(xué)生現(xiàn)身說(shuō)法的方式，鼓勵(lì)學(xué)生多動(dòng)腦筋，開動(dòng)思想的機(jī)器，在快樂(lè)學(xué)習(xí)的同時(shí)，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(shí)踐中，注重鼓勵(lì)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(shí)別總結(jié)同類型題，以期達(dá)到萬(wàn)變不離其宗的效果。極限法在物理上運(yùn)用比較多，如用極限法求瞬時(shí)速度等。教學(xué)中，我們常使用函數(shù)法解決物理上追擊問(wèn)題、帶電粒子在有界磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)求解粒子飛出磁場(chǎng)的位置坐標(biāo)等問(wèn)題。此外，用微元法可簡(jiǎn)化復(fù)雜物理過(guò)程，用熟悉的規(guī)律迅速解決問(wèn)題。如推導(dǎo)重力、電場(chǎng)力做功與路徑無(wú)關(guān)等。通過(guò)不斷總結(jié)提煉，讓學(xué)生自己體會(huì)，學(xué)會(huì)融會(huì)貫通，培養(yǎng)學(xué)生從被動(dòng)的建立聯(lián)系到自發(fā)的主動(dòng)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(shí)的。并且多年高考已經(jīng)證明，數(shù)學(xué)的靈活運(yùn)用是高考的熱點(diǎn)問(wèn)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(duì)于學(xué)生個(gè)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(jì)的協(xié)調(diào)上，從教師教案編寫、課程設(shè)計(jì)的梳理上，從如何鼓勵(lì)引導(dǎo)學(xué)生培養(yǎng)數(shù)學(xué)方法解決物理問(wèn)題的習(xí)慣上提出了一些建議，但在現(xiàn)實(shí)的高中物理教學(xué)中，如何鼓勵(lì)學(xué)生通過(guò)一種新的思路打開對(duì)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(huì)對(duì)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。

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作者簡(jiǎn)介：趙潔：深圳西鄉(xiāng)中學(xué)，高級(jí)教師。

編輯 馬曉榮