培養高中生運用數學知識解決物理問題能力的實踐研究

國慧

【摘要】在學習高中物理時，不僅僅要學習各章節的基礎知識點，還應理解各物理定量之間的關系，然后通過實驗的方法去獲得相關的驗證。高中生學習物理難在不懂得用數學知識去解決物理問題，當前許多高中生這方面的能力還是有所不足，本文通過學習高中物理如何運用數字知識去解決作一個淺述，以達到使高中生在學習物理時更加容易，從而提高高中物理的知識水平。

【關鍵詞】數學知識;高中物理;實踐研究

引言：數學知識在高中物理當中的應用還是非常重要的，無論是物理的觀測實驗還是理論探討，它都涉及到數學知識的運用，所以，在高中物理學習過程當中，要培養學生將數學知識運用到物理學習當中的能力，而且要將這樣的培養當作一個課題來深入研究并加以重視，這樣才能真正地讓學生養成這樣的習慣，對學生提高物理的水平有非常大的幫助。

一、數學知識在物理學習中的意義

（一）數學能夠幫助物理進行數量分析

數學方法是解決物理問題的一種工具，在很大程度上幫助高中生能夠解決物理中的難題，首先它能幫助物理進行數量分析以及計算，只有數學知識的運用才能使物理學有一個完整的物理學體系。物理學一開始只是以對現象的定性進行描述，并不參與到分析以及計算中，將數學運用到物理當中去并不是當代人的發明，早在伽利略將數學與物理實驗進行融合之后，物理學就從定性描述改變成分析和計算，最終實現了現在的精密科學。[1]數學方法在物理學當中的作用還是有很多的，如在物理學當中的微觀世界的研究中，數學就擔當了很重要的角色，可想而知，如果在物理學習當中缺少數學的參與，物理是很難有前進的可能。為了證明海王星的存在，科學家利用天體力學理論然后再通過數學的推算，最終得以證明。再如電磁波的存在是以光速傳播的，都是通過數學的計算而得出來了。

（二）簡化了表達方法，加速思維進程

在高中生學習物理時，尤其是概念與概念之間，大多數是以數字符號代替的，這與用物理的表述方法有著很大的差別，這種用數字符號來表述物理概念和關系時，簡化了表達方式，從而使學生的思維不會過度地停留概念的字面表述上，使思維的進程加速，便于記憶，有些是用數字公式的方法，有步是用圖形的方法等，還有物理定律也大多數也使用數學方法，如歐姆定律就是用I=U/R來進行表達。這種用數字或符號的概念表達，有利用學生的記憶，也有利于學生的學習能力提高。沒有數學的物理學，學習的難度會更高。物理不僅僅是一個定性的描述，它還有定量的分析和計算的一個過程，在這過程當中，數學就提供了一種手段以及一個推理的工具，從而使復雜的物理現象顯露其本質出來。

二、培養學生運用數學知識解決物理問題能力的措施

（一）把物理問題轉化為數學問題

高中階段將在學習物理的過程當中遇到的問題要用數學的思維能力去解決，這種能力要求高中教師進行大力培養，幫助學生養成習慣。其中主要涉及到用數學的表述方法去解決物理學中的概念，定律等，杜絕用死記硬背的方法對物理概念進行背誦，死記硬背并不是學好物理的方法，反而會使高中生在學習物理時感覺到越來越難。在高中生學習物理時，要習慣于將物理問題用數學的知識去解釋并加以解決，使物理概念與數學知識進行相互融合，這樣才能使學生在了解公式來源時有一個清晰的了解，并且很容易能夠記住。許多物理的概念都是通過大量的物理實驗才得出來的，最后才有了科學的理論論證，在高中進行物理實驗的時候，要有意識地培養學生用數學的知識通過分析與思考，最終用數學知識來得出物理的定律，這樣做的目的有兩個，一個是使學生能夠對物理定律有更深的了解，另處就是讓學生真正了解，解決物理問題的方法，數學是一個工具同時也是一種方法，只有利用好這個工具，就能夠將高中物理知識學的很輕松。[2]另外，學校要加強這方面的培訓，努力使每一位學生都能夠充分地利用數學的解題能力去學習物理知識。當養成了這種習慣，不僅對當下學習物理有益，對學生未來的發展也有非常大的幫助。

（二）用數學知識去分析物理問題

這里主要涉及到用數學知識去對物理問題進行計算和分析，從而進行推理和論證。在高中階段，用數學知識去解決物理問題對部分學生來說有一些困難，產生學習困難的原因主要有對物理的概念沒有真正理，導致思路不對，還有的就是利用數學運算時技巧性不強，生硬搬套，公式亂用，最后弄巧成拙，反而給學習增加更多的負擔，所以高中教師在對學生進行物理教學時要強調一個概念，高中物理在運用數學解決問題時，它只是一個解題的工具，在數學應用到物理當中去的時候，要嚴格按照物理概念來進行，它也一定要受到物理定律的約束，物理學畢竟不是數學，要真正了解它們兩者之間的關系，才能夠將數學作為一種工具去幫助高中生學好高中物理知識。另外在運用數學知識去解物理題目時，有時物理定律并不適用物理題的條件，要靈活地選擇恰當的方法，明確題義，從而理清物理問題的關鍵點，然后再用數學知識去解決。在用數學知識答題結束時，還要用物理的定義去進行相關的驗證和討論。

結束語：物理學它在高中學科中并不是獨立存在的，也就是說它并不是一個物理學的定性描述，而是要通過數學進行計算分析的定量科學，高中生要將數學知識應用到物理問題當中去有著極其重要的意義，首先提供了計算的方法，其次是簡化的表達方法，使學生的思維能力加速，在培養學生運用數學知識去解決物理能力方面，首先要讓學生養成將物理問題轉化成數學問題的能力，其次是培養學生將數學知識進行物理計算的能力，這樣才能取得很好的學習效果。

參考文獻：

[1]趙文萍.培養高中生運用數學知識解決物理問題能力的實踐[D].內蒙古師范大學.

[2]李艷.高中物理總復習中培養學生解決實際問題能力的實踐研究[D].內蒙古師范大學.