高中物理教學(xué)中數(shù)學(xué)思想方法的分類及滲透

韋微

摘 要：數(shù)學(xué)和物理的聯(lián)系非常密切，在物理的學(xué)習(xí)中滲透數(shù)學(xué)知識(shí)和思維可以幫助學(xué)生更好地學(xué)習(xí)物理。高中物理的學(xué)習(xí)難度較大，而且物理知識(shí)也相對比較枯燥。教師需要不斷創(chuàng)新教學(xué)方式，在教學(xué)中融入數(shù)學(xué)知識(shí)和方法，提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。將物理知識(shí)和數(shù)學(xué)知識(shí)相結(jié)合可以使學(xué)生加深對物理知識(shí)的理解，幫助學(xué)生更好地提高物理成績。文章通過分析和研究高中物理教學(xué)中數(shù)學(xué)思想方法的分類及滲透策略，為廣大物理教師提供一些幫助和指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：高中物理;數(shù)學(xué)思想;策略

中圖分類號：G633.7?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A?文章編號：2095-624X（2020）23-0037-02

在物理的學(xué)習(xí)中融入數(shù)學(xué)思想可以讓學(xué)生的思維得到發(fā)展和鍛煉，學(xué)生可以從不同的角度鞏固知識(shí)。數(shù)學(xué)和物理都是實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，將數(shù)學(xué)思想和方法運(yùn)用于物理中可以簡化物理中抽象、復(fù)雜的概念，加強(qiáng)數(shù)學(xué)和物理之間的聯(lián)系，幫助學(xué)生提高學(xué)習(xí)能力。

一、高中物理教學(xué)中數(shù)學(xué)思想的分類

1.函數(shù)與方程思想

函數(shù)與方程的思想是通過函數(shù)這種表達(dá)形式，把各個(gè)量之間的關(guān)系表現(xiàn)出來，并且運(yùn)用函數(shù)方程來解決問題。函數(shù)與方程思想是數(shù)學(xué)思想中的一種，可以幫助人們在解決問題時(shí)理清關(guān)系量之間的關(guān)系。在解決物理問題的過程中應(yīng)用函數(shù)與方程思想，有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，有利于提高學(xué)生對知識(shí)的理解能力。在高中物理的教學(xué)中，教師廣泛應(yīng)用著函數(shù)與方程的思想。比如，對物理一般規(guī)律進(jìn)行認(rèn)識(shí);比如，引導(dǎo)學(xué)生對物理公式的推導(dǎo)等。在物理的教學(xué)中，教師可以用函數(shù)來表示量與量之間的關(guān)系，這樣可以使物理問題更加具體化[1]。學(xué)生在了解和學(xué)習(xí)了具體的物理問題后，可以通過建立數(shù)學(xué)模型來解決問題，這樣就提高了學(xué)生的解題效率和正確率。

2.數(shù)形結(jié)合的思想

在數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)中，數(shù)形結(jié)合思想可以幫助學(xué)生更直觀地發(fā)現(xiàn)變量之間的關(guān)系。數(shù)形結(jié)合思想在物理教學(xué)中同樣重要，教師可以利用它將一些抽象或者復(fù)雜的物理問題通過畫圖像的方式表達(dá)出來。整個(gè)高中物理教材中有很多不同類型的圖像，按照圖形的不同可以分成直線型、正弦曲線型和其他型。高中物理中的重要圖像有運(yùn)動(dòng)學(xué)中的振動(dòng)圖像、波動(dòng)圖像，還有電學(xué)中的電流圖像、電壓圖像，伏安法測電阻中用到的圖像等。用圖像來解決問題在物理考試中占的比例很高，這就要求學(xué)生在日常學(xué)習(xí)中重視關(guān)于物理圖像的理解和應(yīng)用。數(shù)形結(jié)合的思想可以幫助學(xué)生更加迅速地解決問題，從而提高學(xué)生的做題速度和做題效率。

3.歸納推理思想

歸納推理思想是由某類事物的部分對象具有一定的特征，推出這一類事物的全部對象都具有這些特征的推理或者由個(gè)別事實(shí)概括出一般結(jié)論的推理[2]。在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中，學(xué)生要把握規(guī)律本質(zhì)，發(fā)展歸納推理思想。在物理的學(xué)習(xí)中，學(xué)生也要通過應(yīng)用歸納推理的思想來分析和解決問題。比如在教學(xué)勻速直線運(yùn)動(dòng)的問題時(shí)，學(xué)生可以對幾個(gè)經(jīng)典案例進(jìn)行分析和歸納。歸納推理可以幫助學(xué)生靈活地解決問題。應(yīng)用歸納推理思想可以培養(yǎng)學(xué)生的綜合學(xué)習(xí)能力，幫助學(xué)生形成一般推理能力。

4.分類的思想

分類討論思想就是將關(guān)系量按照一定的規(guī)律進(jìn)行分類，再對分類的各個(gè)對象分別進(jìn)行探究。分類在很多學(xué)科中都得到了具體的體現(xiàn)。在物理學(xué)科中，分類思想把物理知識(shí)分成電學(xué)、力學(xué)、熱學(xué)等，學(xué)生通過系統(tǒng)的學(xué)習(xí)可以把知識(shí)都串聯(lián)在一起。高中物理知識(shí)比較多，而且難度比較大，很多學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中容易跟不上進(jìn)度。這個(gè)時(shí)候就需要教師通過分類的思想，對物理知識(shí)進(jìn)行分類，幫助學(xué)生理清知識(shí)脈絡(luò)，讓學(xué)生明確每個(gè)知識(shí)點(diǎn)對應(yīng)的位置。在物理學(xué)習(xí)中運(yùn)用分類的思想，學(xué)生可以進(jìn)行細(xì)化學(xué)習(xí)，有助于學(xué)生提高物理學(xué)習(xí)能力。

5.轉(zhuǎn)化的思想

轉(zhuǎn)化是指在面對比較復(fù)雜和難以解決的問題時(shí)，通過應(yīng)用自己所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，得出正確答案的思想。轉(zhuǎn)化這種數(shù)學(xué)思想已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在物理的學(xué)習(xí)中。利用轉(zhuǎn)化思想需要學(xué)生進(jìn)行大膽的猜想，通過不斷地嘗試，發(fā)現(xiàn)量與量之間的關(guān)系，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為以前學(xué)習(xí)過的知識(shí)。轉(zhuǎn)化思想可以培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力，可以幫助學(xué)生養(yǎng)成獨(dú)有的思維方式。很多物理問題看似很難解決，在應(yīng)用轉(zhuǎn)化思想后就可以很快地解決。學(xué)生通過轉(zhuǎn)化可以發(fā)現(xiàn)問題的一般規(guī)律，從而可以運(yùn)用學(xué)過的知識(shí)進(jìn)行分析和解答。轉(zhuǎn)化思想的運(yùn)用不僅可以幫助學(xué)生進(jìn)行物理學(xué)習(xí)，對其他學(xué)科的學(xué)習(xí)也大有幫助。

二、高中物理教學(xué)中數(shù)學(xué)思想滲透策略

1.創(chuàng)新教學(xué)模式

傳統(tǒng)的物理教學(xué)模式比較單一，教師在講臺(tái)上對學(xué)生進(jìn)行單方面的教授，學(xué)生機(jī)械地跟著教師的思維走。教師說用哪種方法解決問題就用哪種方法解決問題，學(xué)生沒有形成自己的思維方式。而且高中物理的知識(shí)比較難懂而且枯燥無味，學(xué)生很容易對物理產(chǎn)生厭倦的心理。這就需要教師不斷地對教學(xué)方式進(jìn)行創(chuàng)新和改變。除了用傳統(tǒng)的物理思想解決問題，教師還要把數(shù)學(xué)思想融入日常教學(xué)中[3]。比如，在計(jì)算物理受力的大小和方向時(shí)，教師可以讓學(xué)生通過應(yīng)用三角函數(shù)進(jìn)行解答。三角函數(shù)在高中數(shù)學(xué)教材中是重點(diǎn)學(xué)習(xí)的內(nèi)容，學(xué)生通過應(yīng)用三角函數(shù)的知識(shí)解答物理問題，可以找到物體受力方向的角度函數(shù)。教師要積極開發(fā)學(xué)生的大腦，發(fā)散學(xué)生的思維，不要讓學(xué)生的思維固化。數(shù)學(xué)思維和數(shù)學(xué)知識(shí)可以幫助學(xué)生更好地解決物理難題。數(shù)學(xué)和物理本來就是相輔相成、相互融合的。物理教師在日常教學(xué)和備課時(shí)要注意多發(fā)現(xiàn)和搜集一些數(shù)學(xué)和物理相結(jié)合的問題，并且應(yīng)用到課堂教學(xué)中，要讓學(xué)生明白數(shù)學(xué)和物理之間的關(guān)系，讓學(xué)生了解到數(shù)學(xué)知識(shí)和數(shù)學(xué)思維可以幫助自己提高物理成績和物理學(xué)習(xí)能力。

2.用數(shù)學(xué)思想來解決物理問題

在物理課堂教學(xué)中，教師要明確學(xué)生的主體地位，在教授過程中要根據(jù)學(xué)生的具體情況來把握教學(xué)進(jìn)度[4]。教師在教學(xué)時(shí)，要適當(dāng)?shù)貏?chuàng)設(shè)物理場景，讓學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)的思想去解答。例如，在學(xué)習(xí)傳感器及其工作原理時(shí)，教師可以通過分組的方式讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，創(chuàng)設(shè)一個(gè)物理場景。實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生在小盒子的側(cè)面放置一個(gè)燈泡，在盒子外部設(shè)置開關(guān)，把磁鐵放到盒子的上面，燈泡隨之發(fā)亮，把磁鐵拿下來，燈泡隨之熄滅。學(xué)生通過進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)后可以通過歸納推理的思想發(fā)現(xiàn)一般規(guī)律，最后得出結(jié)論。物理知識(shí)大多都很抽象，學(xué)生對概念、公式等難以理解，時(shí)間長了，就慢慢喪失了對物理學(xué)習(xí)的興趣。教師要積極聯(lián)系生活實(shí)例，通過數(shù)學(xué)思想來創(chuàng)設(shè)物理教學(xué)情境。例如，在教授物理的拋物線運(yùn)動(dòng)時(shí)，教師可以通過拋小球的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生畫出小球的運(yùn)動(dòng)軌跡。在這里，教師就可以引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用函數(shù)與方程的思想來解決問題。通過物理實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以更直觀地了解所學(xué)的知識(shí)，在物理實(shí)驗(yàn)中結(jié)合數(shù)學(xué)思想既方便學(xué)生研究和解決問題，又加深了學(xué)生對物理知識(shí)的理解。

3.通過數(shù)學(xué)思想的運(yùn)用提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力

每次結(jié)束一個(gè)單元或者一個(gè)知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)后，教師都要注重引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行歸納和總結(jié)。在歸納總結(jié)的過程中，學(xué)生可以加深理解，鞏固所學(xué)的知識(shí)。在這一過程中，教師要讓學(xué)生養(yǎng)成自覺歸納總結(jié)的習(xí)慣，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。數(shù)學(xué)思想的應(yīng)用不是一蹴而就的，需要學(xué)生長時(shí)間的學(xué)習(xí)和實(shí)踐[5]。這需要教師對學(xué)生進(jìn)行有意識(shí)的培養(yǎng)，需要不斷深化物理問題。教師要明確數(shù)學(xué)思想對解決物理問題的重要性，只有這樣，才能讓學(xué)生明確數(shù)學(xué)思想的重要性。教師要鼓勵(lì)學(xué)生用不同的方法解答問題，發(fā)散學(xué)生的思維。不管是函數(shù)與方程思想還是數(shù)形結(jié)合、分類或是轉(zhuǎn)化的思想，都需要學(xué)生進(jìn)一步去發(fā)掘和應(yīng)用。數(shù)學(xué)思想的運(yùn)用可以幫助學(xué)生提高物理學(xué)習(xí)能力，幫助學(xué)生提高學(xué)習(xí)理科的思維能力。

4.發(fā)揮教師的價(jià)值引領(lǐng)作用

由于高中生的個(gè)人主體意識(shí)還有待加強(qiáng)，這就需要教師在課堂中不斷引導(dǎo)。因此物理教師要明確物理和數(shù)學(xué)之間的關(guān)系，不斷吸收先進(jìn)的教學(xué)思想和教學(xué)方式，在課下及時(shí)與其他物理教師和數(shù)學(xué)教師進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。物理教師要時(shí)常翻看數(shù)學(xué)教材，并了解學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)情況和學(xué)習(xí)進(jìn)度。物理教師必須提高自己對數(shù)學(xué)的重視程度，這樣才能潛移默化地影響學(xué)生。在日常的課堂教學(xué)中，教師要重視和發(fā)揮自身的價(jià)值引領(lǐng)作用，幫助學(xué)生更好地學(xué)習(xí)物理知識(shí)。

結(jié) 語

物理這門學(xué)科有著較強(qiáng)的邏輯性和實(shí)踐性，且物理知識(shí)存在抽象、分散不均等各種問題，因此高中物理的學(xué)習(xí)對學(xué)生來說有一定的難度。教師要充分了解學(xué)生的個(gè)性和學(xué)習(xí)情況，結(jié)合實(shí)際情況開展教學(xué)，積極拓展學(xué)生的思維能力。教師在高中物理的教學(xué)中將數(shù)學(xué)思想進(jìn)行滲透，潛移默化地影響學(xué)生通過轉(zhuǎn)化、分類、函數(shù)方程、數(shù)形結(jié)合等數(shù)學(xué)思想解決物理難題，能夠幫助學(xué)生更好地學(xué)習(xí)和理解物理知識(shí)，從而為以后的學(xué)習(xí)和發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

[參考文獻(xiàn)]

[1]劉蘇敏.高中物理教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)思想方法的教學(xué)策略[EB/J].新教育時(shí)代電子雜志（教師版）， 2016（19）：18.

[2]儲(chǔ)欣萍.數(shù)學(xué)思想方法在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用[J]. 數(shù)理化學(xué)習(xí)（教育理論），2019（3）：31-32.

[3]華城林.高中物理教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)思想方法的教學(xué)策略[J].當(dāng)代旅游，2018（2）：255.

[4]喬建鋒.高中物理中數(shù)學(xué)思想與方法教學(xué)的研究[J].新天地：開拓教育新天地，2011（10）：158.

[5]宋雪菡.高中物理解題中數(shù)學(xué)思想的應(yīng)用實(shí)踐[J].數(shù)理化解題研究，2017（6）.

作者簡介：韋 微（1982— ），女，壯族，廣西都安人，中學(xué)一級教師，本科，研究方向：基礎(chǔ)教育。