物理教學與數學知識的有機融合

倪娜

【摘 要】 物理與數學是高中階段學習難度相對較大的學科，同時兩門學科具有共性特征和密切聯系，所以建議教師在對學生開展物理課程教學的過程中，將兩門學科的特點結合起來，借助教學內容的互相融合來幫助學生適應高中物理學習，以使課程教學取得理想效果.本文對此問題展開系統全面的分析，并在此基礎上提出改進和優化教學活動的策略.

【關鍵詞 】 高中物理;數理融合; 學科探討

1 融合的必要性

眾所周知，高中物理知識具有較強的邏輯性和抽象性特征，數學語言也具有邏輯性、簡約性、科學性的優勢，因此如果能將高中物理教學和數學知識進行融合，對學生的學習和邏輯思維的培養及增強都會有積極的影響，也是有效解決物理問題的重要方法和模式之一.首先，數學知識是能促使物理理論知識教學強化的重要工具.高中物理教材中，部分的理論概念和規律有較強的抽象性，僅憑文字的描述難以正確理解，而通過數學知識的融合，可以使得物理理論知識的推導和學習更簡單，具體通過嚴謹的數學公式表達出，便于學生的理解和學習，強化教師的教學質量.其次，數學知識是有效解決物理問題的重要手段，于高中物理實際教學過程中，能引導學生利用理論知識解決實際的物理問題，是非常關鍵的教學內容之一，且能夠有效鞏固學生的物理知識.

2 融合的策略

2.1 高中物理教師首先要不斷加大對教材內容的分析與研究

物理學科與數學學科之間存在著密切的聯系，解決很多實際的物理問題，都需要數學知識的輔助，所以如何融合數學知識，融合哪些數學知識，都是高中物理教師需要認真思考的問題.在教學活動開展之前，教師需要特別注意認真做好對教材內容的全面分析，在分析的基礎上才能有針對性的應用.這需要教師認真做好教學反思.在融合數學知識的過程中要特別注意知識點的實用性，只有數學知識能夠幫助學生更加簡便的解決物理問題，起到充分借鑒的效果，數學知識的導入才能真正起到預期的作用，否則將數學知識融入到物理教學之中，只會加重學生的負擔，無法使此項教學活動取得理想效果.

例如 在引導學生解決圓周運動相關問題的過程中，如果教師僅僅按照物理概念對學生學習進行引導，學生很難理解相關知識點.教師在對學生進行教學引導的過程中，就可以借助對教材內容的研究，將計算物體在圓周運動過程中的弧長計算與高中數學的正比例函數結合起來，使學生能夠借助弧長=nπr/180（半徑為r的圓，圓心角為n°）這一公式來展開對問題的分析，學生才能結合自己在幾何學習過程中所學知識深入到物理學習之中，不斷加深對物理學科知識理解與認識，使教師開展的課程教學取得理想效果.

2.2 將數學知識充分融入到實驗教學之中

在高中物理教學中，為了幫助學生更好的理解和掌握教材中的知識點，教材中有大量物理實驗的內容，這些實驗是教學活動的重點和難點，也是學生普遍感覺學習難度較大的知識點.所以教師在教學過程中想要引導學生深入到實驗學習中，強化學生的理解和認知，面臨著很大問題.多數學生在觀看物理現象的過程后，會對物理問題有初步認識，但一旦結合教材中提到的公式來解決實際問題，他們立刻就會感覺無從下手.所以高中物理教師在教學過程中，要積極將數學知識融入到實驗教學之中，使學生能結合物理實驗的情景和相關圖形來全面認識教材中提到的物理實驗，并在教師的指導下制相關圖形，推導數學計算公式，幫助學生認識物理現象的本質，這一點對于提高課程教學的有效性，能夠發揮出積極的促進作用.

例如 學習熱力學第二定律，教師要充分利用數學學科的推理方法，幫助學生快速融入到對定理的推理和分析過程中，引導學生在推理過程中積極提出自己的設想，探討與這一定律有關的條件發生變化之后，在推理過程中結合實驗的驗證，幫助學生快速深入到對課程的學習之中，才能使教學活動發揮出更大價值.

2.3 在概念教學中充分融入數學知識

在高中物理課程的教學活動中，概念教學是非常重要的教學內容，對于幫助學生理解和認識物理現象能夠發揮出積極的促進作用.但是大多數學生對于概念學習心存畏懼情緒，這導致課程教學很難取得理想效果.結合這一問題，教師在教學過程中，為了使抽象的物理概念變得更加形象生動，可以充分借助數學知識的融合來提高課程教學的有效性，使學生能夠更加形象生動的認知物理概念，在理解的基礎上掌握相關知識點.

例如 在學習能量守恒定律的概念中，教師在教學過程中要積極借助數學知識，利用數學等式來幫助學生全面認識這一定律，在學生推理的過程中，教師可以引導學生積極探討永動機的話題，讓學生在分析ΔU=Q-W（1）對于數學公式的過程中，強化自己對定理的理解和應用，學生對這一概念就會產生形象生動的認知，只有教師在教學過程中加以引導，并為學生提供豐富的教學素材，才能使教學活動取得理想效果，學生在參與的過程中也會不斷提高自己的物理水平.當學生在教師的引導下借助數學知識，對物理概念有了初步認識之后，他們就會按照類似的方法展開對其他物理問題的學習，這對于提高課程教學的有效性能夠發揮出積極的促進作用，也能改變目前的高中物理教學現狀，使學生在理解的基礎上更好地應用物理知識.

2.4 將數學思想充分融入到高中物理教學之中

數學思想也是數學知識的重要內容，常見的數學思想有數形結合思想、逆向思維思想等，利用這些數學思想能夠幫助學生認真做好對物理問題的分析，對于學生將復雜的物理問題化繁為簡，也能發揮出積極的促進作用.目前高中階段物理教學活動在開展過程中非常注重對學生應用物理知識能力的培養，在新課程改革正式實行之后，課程教學的內容和使用的教材都發生了根本性的變化，所以在解決很多實際問題的過程中更加需要數學思想的充分融入.

例如 在分析物理現象的過程中，如果按照物理學科的研究方法，來展開對物理現象的分析，可能會存在很大難度，但如果學生改變方向，將數學思想中的逆向思維應用于物理現象的分析，從問題的結果出發來推導引起結果產生的相關現象或條件，這對于幫助學生找到解決問題的最佳方案能夠發揮出積極的促進作用，也能更好的簡化物理問題，便于學生理解和掌握教材中的知識點.物理應用題的過程中，在學生分析物理應用題的過程中，學生也會發現很多現實的問題，比如很多題目給出了非常多的條件，其中很多條件屬于干擾項，本身并不會對學生解決問題產生任何作用，但是卻會干擾學生正常的思維，多數學生在解決此類問題的過程中都有一種迷茫的感覺，所以在利用物理學科方法無法實現有效的分析時，高中物理教師要引導學生利用數形結合等數學思想來展開對問題的分析，這能幫助學生快速理清頭緒，巧妙的將數學學科的知識與物理學科聯系起來，這對于課程教學發揮理想效果能產生積極的推動作用，所以教師在教育過程中要特別注意應用.

3 結語

在高中物理教學活動中融合數學知識，對于不斷提高課程教學的有效性，幫助學生適應新形勢下的物理學習，能發揮出積極的推動作用，所以目前每一個高中物理教師在日常教學工作中都要深入展開對物理教材的研究，探討知識點與數學知識之間的聯系，利用好數學知識來輔助做好物理教學，幫助學生更好地融入到課程教學實踐之中，通過師生的共同努力和數學學科知識的輔助來提高物理教學活動的有效性.

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