高中數(shù)學與物理教學的相互滲透

洪雪佳

在新課程背景下，高中學習更注重對于學生學習能力的培養(yǎng)，特別是理科的學習要求教師必須培養(yǎng)學生的理解能力，推導能力，邏輯思維能力，并要求學生能夠理論聯(lián)系實際，理論指導實踐。但對于很多的高中生而言，物理這門功課的學習是一件很艱難的事情。學生總抱怨花了很多時間和精力在學習物理，但效果不是很明顯。物理教師也經(jīng)常抱怨學生的推導能力，代數(shù)能力及計算能力不好，認為學生在數(shù)學方面的學習上出了問題從而導致物理學不好。

毫無疑問，數(shù)學是物理學的工具。首先物理學的發(fā)展依賴于數(shù)學，數(shù)學是物理學的表述形式。其次，物理要進行大量的數(shù)學運算，數(shù)學為物理提供了計量和計算方法。同時物理學又促進數(shù)學的發(fā)展，許多數(shù)學理論是為處理物理問題而發(fā)展起來的。所以，數(shù)學與物理是密不可分的。

高中的數(shù)學與物理的學習同樣也是這么一種關系。數(shù)學不僅為物理提供了計算工具，物理的許多知識點的學習也需要數(shù)學知識的支持。例如：導數(shù)，函數(shù)等。數(shù)學部分知識的應用也離不開物理。例如：向量，導數(shù)等。數(shù)學與物理對學生的推導能力，邏輯思維能力的要求是相同的。因此，在學習方法上，也有很多的共通點。但數(shù)學教師與物理教師均沒有深刻認識到這一點，數(shù)學與物理的教學時各自為政的。他們沒有共同備課，不會一起去探索相關知識點的教學方法。

讓高中數(shù)學與物理教師認識到數(shù)學與物理的教學有著密切的聯(lián)系，是可以促進各自的教學。如何利用對方的知識為自身服務，如何把對方需要的知識點教得更深入，如何培養(yǎng)學生的理科學習能力，如何幫助學生同時掌握這兩門功課，讓數(shù)學與物理的學習相互促進，提高學生的學習興趣，掌握學習數(shù)學與物理的技巧，從而在學習方法的層次上進行指導，進而同時提高兩科的學習成績，對如何推進新課程要求下的教學具有重要的意義。

以下是筆者對于物理與數(shù)學高中課程中的一些內容的探討和建議

一、物理《交流電的產(chǎn)生》《簡諧運動》與數(shù)學《三角函數(shù)的定義》

1.探討內容

（1）物理老師在教《交流電》和《簡諧運動》這兩部分內容時，都遇到比較大的困難。一個很重要的原因是因為學生對三角函數(shù)的圖像與性質的知識掌握不好。基礎理論不好，很難在這上面建立起物理模型。

（2）數(shù)學老師提出，三角函數(shù)的圖像與性質在數(shù)學教學過程中，也是一個難點。確實有相當一部分學生掌握不好。

（3）數(shù)學與物理在這部分內容的教學時間跨度比較大，數(shù)學的三角函數(shù)圖像和性質在高一上學習，而物理的《交流電》和《簡諧運動》在高二下學習。所以在學習物理這部分內容的時候，學生對涉及的內容已經(jīng)遺忘了。

（4）數(shù)學教學中《三角函數(shù)的圖像》引入用的是簡諧運動，周期和頻率的教學也與物理無關。這時候物理上學生還沒有學習《簡諧運動》，因此這個引入對學生而言是有些困惑的。

2.建議：

數(shù)學老師向物理老師學習簡諧運動的實驗，以便更好地引入三角函數(shù)的圖像，并為簡諧運動做簡要說明，為后面物理學習打下伏筆。物理老師在無法把《簡諧運動》這節(jié)課提前的前提下，建議在教學前，與數(shù)學老師探討下，復習三角函數(shù)有關的知識，有利于物理教學，也有利于數(shù)學的教學。

二、數(shù)學《導數(shù)》與物理《質點與位移》《速度與加速度》

1.探討內容

（1）數(shù)學老師在導數(shù)的物理意義這部分內容的教學過程中，感到學生比較難理解，掌握得不好，其中一個原因是因為學生學習物理時，對位移，速度，加速度，時間這些物理量的關系沒有充分理解，知識機械的背誦公式，套用公式。學生無法將物理和數(shù)學的知識結合起來理解變化率與導數(shù)。

（2）物理老師提供兩個導數(shù)的實例，一個是感應電動勢的大小是磁通量的變化率，另一個是動量的變化率是力。

2.建議：

（1）物理老師在《質點與位移》，《加速度與速度》這兩節(jié)課中，引入變化率的概念，為以后數(shù)學學習導數(shù)時做鋪墊。在《感應電動勢》和《動量》這兩節(jié)課強化變化率的概念。

（2）建議數(shù)學老師與物理老師能共同討論這些相關內容，在上課時，能夠適時補充這些實例，是學生更好地掌握導數(shù)。

三、物理《質點與位移》《速度與加速度》與數(shù)學《一次函數(shù)》《函數(shù)的定義》

1.探討內容

（1）《質點與位移》，《速度與加速度》這兩節(jié)課內容都涉及函數(shù)與圖像的關系。學生不會借助圖像來幫助自己理解決勻速或者勻變速直線運動，因此就不會借助圖像來分析物理問題。

（2）造成學生學習困難的主要原因是：“學生對一次函數(shù)、二次函數(shù)的圖像及性質的理解不夠透徹”。因此學生從物理角度去理解函數(shù)圖像就更加困難。比如，s-t圖像與v-t圖像的形成以及s-t圖像的斜率就是速度，v-t圖像的斜率就是加速度等問題，學生都是很難很好地理解掌握，物理公式與函數(shù)無法聯(lián)系在一起。

（3）《函數(shù)》相關教學內容是數(shù)學教學中的一大難點，學生掌握得較不好。

（4）由于中考的原因，初中對函數(shù)內容要求降低，只要研究函數(shù)的圖像、定義及簡單性質。沒有研究斜率的定義及斜率與傾斜角的關系。

（5）高中教材也沒有進一步研究一次函數(shù)，二次函數(shù)等相關內容 ，從而形成初、高中教學脫節(jié)。

2.建議：

（1）物理老師在上這節(jié)課之前要與數(shù)學老師探討一下，用數(shù)學的角度復習函數(shù)的相關內容。

（2）數(shù)學老師講授函數(shù)定義，研究函數(shù)性質時，將初中的函數(shù)再復習回顧，加深學生對所學函數(shù)的理解，從而更好地掌握函數(shù)知識點，有助于學生更好地學習物理中與函數(shù)相關的知識點。

我們都知道物理是一門精確的科學，與數(shù)學有密切的關系。數(shù)學是研究物理問題的工具，更是研究物理問題時進行科學抽象和思維推理的工具，在物理的教學過程中充分、合理地運用這些工具，可有效地提高教學質量的同時，還可提高學生的科學素養(yǎng)，培養(yǎng)學生解決實際問題的能力，增強學生的創(chuàng)新意識。隨著新課程的深入，學科之間的貫穿不斷加強，數(shù)學與物理的整合也日益緊密。學好物理的同時也能加深對數(shù)學的理解。

數(shù)學的代數(shù)，三角函數(shù)，平面幾何等知識與物理有相當大的聯(lián)系。在學習物理的過程中，往往需要進行代數(shù)預算，并通過代數(shù)運算個得出一定的物理規(guī)律，這種形式在中學物理中應用最為普遍。三角函數(shù)中解三角的方法，在物理計算過程中應用是相當重要的，而正（余）弦函數(shù)在物理多領域中經(jīng)常用到。直線，雙曲線等函數(shù)圖像可以吧抽象物理問題直觀化。物理中的變化率問題可以幫助學生更好的理解數(shù)學中導數(shù)的定義。物理力的合成與數(shù)學中向量的加減法是一致的。他們學習方法有其共通的地方。

綜上所述，我們用該對學生反復強調數(shù)學與物理之間的聯(lián)系，通過這樣不斷講解，學生才能認識到數(shù)學與物理缺失是密不可分，數(shù)學作為一門基礎學科的重要性，通過物理的學習過程突出地體現(xiàn)出來，而學習物理又可以促進所學數(shù)學知識的理解。