高中物理教學中整合數學思想的實踐探索

郭蘇斌

（甘肅省通渭縣第二中學，甘肅 通渭 743300）

高中物理學科具有抽象性、邏輯性、知識性、應用性等特點，學生必須具備一定的觀察能力、實驗能力、綜合分析能力和推理能力。但有的物理教師在教學過程中，更注重培養學生的思維能力，忽視了數學思想的滲透，導致學生在計算過程中出現算式不規范、數學語言缺乏等情況。在物理教學中，由于教學階段不同，所使用的數學思想和方法也不相同，教師不能急于求成；學生在學習過程中也不會僅通過一兩次的練習就能夠掌握數學思想和方法，需要通過多次練習，在循序漸進中實現質的飛躍。本文簡述高中物理教學中滲透數學思想的重要性，探討在高中物理教學中整合數學思想的具體策略。

一、高中物理教學中滲透數學思想的重要性

高中物理課程的部分內容由定性討論進入定量計算，如力和運動的關系、動能概念、電磁感應、核能等，需要學生加深對重要物理知識的理解。同時，擴大了物理知識的范圍，如力的合成與分解、牛頓萬有引力定律、動量定理、動量守恒定律、光的本性等。學生不僅要學習物理知識，更重要的是要提高應用物理知識的能力。高中階段的物理課程主要考查的是學生的自學能力和物理解題能力，并要求學生掌握常用的物理研究方法。在物理教學中，如果教師繼續采用傳統的教學模式，沒有將數學思想引入物理教學，學生容易出現物理學習較為吃力的現象，難以接受靈活性較強的學習內容，久而久之就會出現學習興趣下降、積極性降低、物理學習效率下降等一系列的問題，嚴重影響學生的學習效果。所以，教師在教學過程中，要明確向學生展示數學思想與物理學習之間的聯系，帶領學生進行分析和探討，讓學生學會將數學思想滲透到物理學習中，進而達到提高物理學習效果的目的。

二、高中物理教學中應用數學思想的應用策略

1.系統規劃學生學習內容

教師在高中物理教學中整合數學思想，要對課程內容進行分析，詳細了解高中物理教材中滲透數學思想的內容，對每一種數學思想進行探討，找出其表現形式，并總結前后內容的不同。有的物理課程沒有直接體現出數學內容，而是在應用過程中體現出來的。例如，物理教材中多次滲入“微元思想”的教學內容，但沒有詳細講解，這是因為高中階段學生的認知水平還沒有達到掌握“微元思想”教學內容的高度，需要在大學階段進修。但對于這種情況，教師不能放任不管，需要有計劃、有目的地向學生滲透這部分數學內容，可以結合教材內容，對“微元思想”的概念進行講解：“微元思想”是從研究事物的微小部分到研究事物整體的思想方法，是微積分的基礎，可以幫助學生建立高中學習與大學學習的橋梁，激發學生學習的積極性。教師要深入挖掘高中物理教材中存在的數學思想，對其進行研究，可以按章分析，針對性地安排教學內容，例如這一章、這一節物理內容體現哪些數學思想，通過哪種方式滲透，已經滲透到何種程度，都要詳細掌握，為不同階段的教學制定不同的教學目標。數學思想方法必須形成一定的系統結構，才能發揮其最大的功能。每一種數學思想包含一類數學方法，通過串聯物理知識，以此形成自身獨特的體系，起到幫助學生理解和掌握物理知識的作用。這也是將數學思想運用于物理學習最重要的意義。這種教學系統需要學生了解物理知識學習中涉及哪些數學知識，需要研究數學知識點能夠通過哪些物理學習進行滲透。因此，在教學過程中，教師必須熟悉物理教材，制訂一套完善的數學知識滲透計劃，逐步激發學生的學習興趣，提高物理課堂教學效果。

2.循序漸進，引導學生學會學習

學生在學習過程中建立數學思想時，必定經過一個由模糊到清晰、從理解到應用的過程，在這個過程中，可能需要較長時間，會遇到諸多難題，唯有不斷突破，才能夠達到最終目的。教師在物理教學中滲透數學思想時，同樣需要一個過程，從簡單到復雜、從淺層次到深層次的遞進，要積極引導學生通過長期的、反復的練習，熟練將數學思想運用于物理學習中。例如，在高中物理教學中常常出現“微元思想”的教學內容，這部分內容是大學階段學生需要掌握的，為了讓學生在物理學習中熟練運用“微元思想”，教師可以從高一開始滲透“微元思想”，以考查學生的思維能力、創新能力、應變能力。

3.反復練習，滲透數學思想

數學思想具有高度概括性和抽象性，形成一套完整的數學思想不是一朝一夕能夠實現的，需要日積月累，教師要不斷對學生進行數學思想滲透，使學生掌握學習技巧，以提高物理課堂教學效率。為了更好地實現數學思想的滲透，教師要不斷優化物理教學內容，幫助學生形成數學概念。例如：對于物理教學中的公式、概念、法則、定理等，教師要培養學生運用數學思想理解、實踐，引導學生思考解題思路，并進行總結。這種教學方法能充分展示數學學科的魅力，降低學生學習物理的難度，提高學生學習積極性，有利于提升學生理解能力、實踐能力，不斷提高物理課堂教學效率。

學習是一個漫長的過程，俗話說“活到老，學到老”，學生唯有不斷學習，才能夠在反復練習和運用中形成數學思想，這是一個螺旋式上升過程。如果學生在物理學習中的不同階段遇到同一數學思想方法，教師要加強引導，強化學生對數學思想的認知。例如，在物理學習中會出現幾何和不等式的數學內容，教師要強化學生的實踐能力，培養學生良好的學習習慣。在進行對公式的學習時，教師要幫助學生了解公式的特征，并多次滲透，使學生能夠理解數學思想在物理學習中的作用。學習是由簡單到復雜、由個別到一般、由具體到抽象、從低級到高級的過程，具有長期性和反復性。數學思想方法是數學知識的總結，是幫助學生理解物理、學習物理、研究物理、解決物理問題的關鍵。教師在物理教學中，需要幫助學生通過反復實驗，不斷提高學生的學習效果。

4.將數學思想與物理學習進行有機結合

教師在物理教學中整合數學思想要根據學生物理學習程度來決定數學思想的使用以及使用程度，通過有機結合，簡化物理學習方式，幫助學生更加靈活地解決物理問題，彌補物理學習中的不足。尤其是學生在遇到較為復雜的物理難題時，若無法應用物理思想解決，會導致學習效率低下，積極性降低。

但是，如果教師過多地將數學思想運用到物理知識中，極有可能導致物理的本質遭到掩蓋，或許其問題能夠得到解決，卻淡化了物理的本質。數學思想只是輔助學生解決物理問題的手段和工具，只有分清主次，建立正確的物理模型，才能通過相應的數學思想解決實質問題，不斷提升學生物理知識的學習效率。

三、結語

綜上所述，數學思想與物理知識的有機結合，能夠提升物理課堂效率，激發學生物理學習積極性。在教學過程中，教師要不斷培養學生的思維能力，完善教學體系，系統規劃學生學習的內容，循序漸進引導學生學會學習，在反復練習中滲透數學思想，將數學思想與物理學習進行有機結合，不斷提升學生的物理學科核心素養。