高中物理教學中數學思想方法的分類及滲透策略

袁媛

本文系2020年度濮陽市基礎教育教學研究項目“核心素養下高中物理教學中滲透數學思想方法的研究”階段性研究成果，課題編號：PJCJY2020083

摘要：在高中物理教學體系中，數學思想方法不僅是物理學理論的重要發展工具，同時也直接關系到課程教學的總體質量，而通過對高中物理教學與數學思想方法進行融合，能夠進一步就物理課程理念進行貫徹，有助于在提高學生物理探究意識的同時培養學生的物理學科素養。對此，通過分析高中物理教學與數學思想的基本聯系，探究高中物理教學體系中數學思想方法的主要分類，在結合教學實際的基礎上指出數學思想方法的融合滲透策略，進而有效改善高中物理教學水平并促進高中學生物理素養的進一步增強。

關鍵詞：高中物理教學；數學思想方法；聯系；分類；滲透

中圖分類號：G633.7文獻標識碼：A文章編號：1992-7711（2021）01-0012

物理學科雖然與數學學科均作為兩個相互獨立的學科存在，但由于二者均需要就學生的邏輯思維進行培養，因此通常具有共通的教學思維和教學模式。但是基于傳統高中物理教學，很多教師對物理教學本身的數學特性了解不足，即將物理教學失利的原因歸為物理學科本身，這不僅導致學生的數學應用能力很難發揮，同時也限制了對于學生系統物理思維的培養。對此，教師需要進一步就高中物理教學與數學思想方法的融合價值進行明確，在探索符合物理學科特點教學模式的基礎上確保數學思想方法的有效滲透。

一、高中物理教學和數學思想的聯系

首先，諾貝爾獎獲得者楊振寧指出，可將數學與物理之間的關系比作生長于同一根莖上的葉子，換言之，雖然物理學與數學分別就運動形式和空間形式進行研究，但二者具有共同的研究目的，即均旨在探索和分析自然界的基本規律。在此基礎上，通過高中物理教學與數學思想方法進行融合，能夠賦予物理教學全新的教學內容，并在擴充物理課程教學容量的基礎上全面提高物理教學的教學質量。其次，《高中物理課程標準》指出，物理教學應著手于就學生的觀察、提問、實驗、比較、推理、表達能力進行培養，而其中最為重要的一點便是學生應具備采用精確數學關系表達物理現象的能力。因此，將數學思想滲透于高中物理教學的過程中，高中物理教學的教學目標更加明確，能夠自然而然地增強學生的物理綜合素養。再次，愛因斯坦曾說，數學的符號組成了這個世界，言外之意，作為百科之父的數學既是物理學的理論基礎，又是物理學的研究工具。因此，數學思想方法使得傳統物理教學的難題迎刃而解，能夠在引導學生以數學知識解釋物理問題的過程中啟發學生的物理思維意識，并最終達到改善物理課程教學效率的目的。

二、高中物理教學中數學思想方法的分類

1.函數與方程思想

在數學思想方法中，函數與方程是一種較為常見的表達形式，而通過運用函數與方程思想來解釋物理問題，能夠清楚地展現物理關系量間的關系，在幫助學生正確推導物理問題的過程中形成嚴謹的物理科學態度，最終確保其解題能力和探究能力的有效提高。

2.數形結合思想

對于物理概念來說，其本身具有一定的抽象性特點，因此運用數學思想方法中常見的數形結合思想不失為一種較為有效的教學創新手段，其中，通過借助波動圖像、振動圖像、電流圖像等圖像形式展示復雜物理問題，能夠幫助學生快速理解并解決物理難題，最終提高學生的學習效率。

3.歸納推理思想

所謂歸納推理思想，其指的是基于研究對象一部分特征推導整個物理規律的研究方法，例如，圍繞勻速直線運動相關問題，以經典案例為依托，在總結規律的過程中形成完整的知識體系，是歸納推理思想的基本應用策略。

4.分類整理思想

在物理學科中，電學、力學、熱學共同組成了物理知識體系，而由于高中物理知識相對較多，對學生的能力要求較高，因此可借助分類整理思想引導學生進行知識體系構建，進而不僅能夠幫助學生全方位了解物理問題，同時也能確保學生形成系統的物理思維。

5.轉化猜想思想

基于物理學科中的量與量關系問題，轉化猜想思想是一種非常有效的探究手段。其中，通過就現有問題進行轉化，借助已學知識進行研究，能夠減少學生對于物理學習的抵觸心理，有助于在幫助學生形成正確思維習慣的過程中啟發學生的探究意識。

三、高中物理教學中數學思想方法的具體滲透策略

1.融合物理模型與數學模型

在物理教學中，物理模型的應用通常較為常見，而幾乎所有的物理模型均具有較強的數學特性，因此，教師可就物理模型轉化為數學模型，并要求學生以數學問題為依托詮釋物理現象，這樣不僅便于學生接受物理知識，而且也能大幅提高物理課堂的教學效率。

2.融合物理知識與數學知識

從實際來看，物理知識與數學知識具有較強的互通性，因此就二者進行融合同樣具有一定的可行性。例如，針對拋物線運動相關知識，可結合物理實驗與數學學科中的拋物線知識展開課堂教學，這樣可以拉近學生與物理知識間的距離，同時也能調動學生的課堂積極性。

四、結束語

總而言之，物理學科是一門具有較強邏輯性和實踐性的學科，而針對以往物理教學存在的知識抽象、課堂枯燥問題，運用數學思想方法進行滲透，不僅能夠提高學生的思維能力，同時也能改善課堂教學水平。因此，在物理教學中應進一步加強轉化猜想思想、數形結合思想在內的數學思想方法的應用，增強學生對物理知識的理解，促進高中物理教學質量的進一步提高。

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（作者單位：河南省濮陽市第一高級中學457000）