新課程高中物理與數(shù)學(xué)銜接的現(xiàn)狀分析和應(yīng)對措施

摘 要：以高中物理難學(xué)為切入點，闡述數(shù)學(xué)方法在高中物理教學(xué)中的作用，從物理和數(shù)學(xué)的課程編排、不同特點等多方面分析高中物理與數(shù)學(xué)在銜接上存在的一些問題，并提出幾點教學(xué)應(yīng)對措施。

關(guān)鍵詞：高中物理；數(shù)學(xué)方法；銜接問題；教學(xué)措施

許多學(xué)生升入高中后，普遍感到物理難學(xué)，并且因此喪失了對物理的興趣而選擇文科，教師也感到物理難教。究其原因，除了初、高中物理教材跨度大，運用數(shù)學(xué)知識處理物理問題的能力要求提高，再者高中物理教材與所需數(shù)學(xué)知識的銜接不當，都對學(xué)生的物理學(xué)習(xí)造成了很大困難。

一、數(shù)學(xué)方法在高中物理教學(xué)中的作用

2012年《普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試福建省理科綜合考試說明·物理科》“考核目標與要求”中有兩點與數(shù)學(xué)能力有關(guān)：第4點“應(yīng)用數(shù)學(xué)處理物理問題的能力”指出：能夠根據(jù)具體問題列出物理量之間的關(guān)系，進行推導(dǎo)和求解，并根據(jù)結(jié)果得出物理結(jié)論；能運用幾何圖形、函數(shù)圖像進行分析、表達。中學(xué)物理常見的數(shù)學(xué)方法主要有：數(shù)學(xué)表達式、圖像或圖線。

1.用數(shù)學(xué)表達式來描述物理概念和規(guī)律

數(shù)學(xué)表達式方法包括：代數(shù)法、三角函數(shù)法、幾何法、極值法等，具有高度符號化、形式化、邏輯化、簡單化的特點，能夠簡潔而精準地表達物理概念和物理規(guī)律。如，用極值法理解速度和加速度的概念；用公式描述牛頓第二定律、萬有引力定律、庫侖定律等；通過公式研究勻變速直線運動的規(guī)律；用三角函數(shù)法計算合力與分力問題，以及分析一個力做功的正負問題，等等。

2.用圖像或圖線法來描述物理規(guī)律和過程

用圖像法來描述物理過程，可以使抽象的概念變得形象直觀，

可以清晰地描述其動態(tài)的變化過程，明確物理量之間的函數(shù)關(guān)

系、周期性等。圖像或圖線法在高中物理教材中也有大量的應(yīng)用。如用圖像法描述運動規(guī)律，用三角函數(shù)圖像分析振動和波、交變電流問題，用圖線法描述電場、磁場規(guī)律，用圖像法描述感應(yīng)電流和感應(yīng)電動勢，用圖像分析分子力問題，用幾何圖線描述光的反射與折射，等等。

二、高中物理與數(shù)學(xué)的銜接問題

主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

1.數(shù)學(xué)知識滯后

《普通高中物理課程標準》（實驗稿）中“內(nèi)容標準”（以下簡稱“內(nèi)容標準”）“物理1”第一個二級主題“運動的描述”第4點：“能用公式和圖像描述勻變速直線運動，體會數(shù)學(xué)在研究物理問題中的重要性”。這就要求學(xué)生會用描跡法作出勻變速直線運動的s-t、v-t圖像，理解圖像的物理意義，理解圖像中截距、斜率、交點、面積的物理意義。“內(nèi)容標準”“物理1”第二個二級主題第3點：“通過實驗，理解力的合成與分解，知道共點力的平衡條件，區(qū)分矢量和標量，用力的合成與分解分析日常生活中的問題”。要求學(xué)生掌握平行四邊形定則，會用正交分解法和直角三角形等有關(guān)知識計算合力與分力。但是不在一條直線上的矢量運算以及三角函數(shù)知識在“數(shù)學(xué)4”，解三角形在“數(shù)學(xué)5”。這些數(shù)學(xué)知識的學(xué)習(xí)都相對滯后。再如學(xué)生尚未學(xué)習(xí)極限概念，在物理上就要求理解瞬時速度。

2.學(xué)生在心理上將物理和數(shù)學(xué)嚴格分開

由于學(xué)科之間橫向聯(lián)系的失調(diào)，學(xué)生有意識地將數(shù)學(xué)知識應(yīng)用到物理中來的數(shù)理結(jié)合能力差，總是把物理和數(shù)學(xué)孤立看待，片面理解，這一特點普通中學(xué)的學(xué)生表現(xiàn)更為突出。例如：物理和數(shù)學(xué)教材中都有“小船渡河問題”的相關(guān)例題，考查“矢量（向量）”知識，而且筆者所在學(xué)校在教學(xué)安排上是數(shù)學(xué)先于物理，但是物理課上極少有學(xué)生發(fā)現(xiàn)這一例題中物理和數(shù)學(xué)之間的聯(lián)系。

3.物理公式和數(shù)學(xué)代數(shù)式的認識誤區(qū)

一個數(shù)學(xué)代數(shù)式可以表示事物間的多種相互關(guān)系，而一個物理公式總是具有特定的內(nèi)容，但是有些學(xué)生單純地從抽象的數(shù)學(xué)意義出發(fā)去理解物理問題，因而單純從數(shù)學(xué)的觀點出發(fā)將物理公式“純數(shù)學(xué)化”。如密度公式ρ=，場強定義式E=，如果從“純數(shù)學(xué)化”觀念來看，應(yīng)該是ρ與m成正比，與V成反比；E與F成正比，與q成反比。但事實是ρ與m、V無關(guān)，E與F、q無關(guān)。

4.物理和數(shù)學(xué)表述方法的不同

物理和數(shù)學(xué)教材在編寫上也是各自進行，互不過問，導(dǎo)致許多相同的數(shù)學(xué)知識在兩個學(xué)科中的表述方法不同，也給學(xué)生學(xué)習(xí)物理帶來一定的困難。如關(guān)于矢量，數(shù)學(xué)教材說“向量”，向量的長度用“模”表示，運算過程是；而物理教材說“矢量”，矢量大小不用“模”表示，運算過程也不能寫成。

三、教學(xué)應(yīng)對措施

高中物理教學(xué)成功的關(guān)鍵之一，就是同高中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)恰當銜接，這樣可減小初中物理與高中物理的跨度，激發(fā)學(xué)生物理學(xué)習(xí)的興趣。筆者從以下三個方面做了嘗試：

1.加強物理與數(shù)學(xué)學(xué)科間的聯(lián)系

高中物理教師應(yīng)熟悉相關(guān)的初中數(shù)學(xué)的教學(xué)要求，以及高中數(shù)學(xué)相關(guān)的教學(xué)進度。在備課中，應(yīng)當了解學(xué)生需要具備哪些數(shù)學(xué)知識，學(xué)生應(yīng)用已有的數(shù)學(xué)知識的習(xí)慣和方法。根據(jù)以上情況，有針對性地補充適當?shù)摹⒈匾臄?shù)學(xué)知識，選擇教學(xué)方法，進行教學(xué)設(shè)計。

2.因材施教，切不可隨意提高對數(shù)學(xué)的要求

近幾年的物理高考（特別是2010～2011年福建高考）給我們傳遞了一個信息：物理高考越來越側(cè)重對物理知識和能力的考查，對數(shù)學(xué)的要求有所降低。

因此，物理教師在進行教學(xué)時，應(yīng)該切實考慮學(xué)生的接受能力和實際的教學(xué)意義，不可隨意提高對數(shù)學(xué)的要求。對于普通中學(xué)尤其應(yīng)該這樣做。例如：

①三角函數(shù)：數(shù)學(xué)只要求正弦、余弦和正切函數(shù)，所以物理老師不要再補充余切函數(shù)，增加難度。

②《福建省普通高中新課程教學(xué)要求·物理》中指出：“合力和分力的計算只要求能應(yīng)用作圖法和直角三角形知識解決問題”，也就是對相似三角形、正弦定理、余弦定理不作要求，因此應(yīng)該避免此類習(xí)題。

③對于有著非常繁雜的數(shù)學(xué)運算過程的題目應(yīng)該盡量避免。

④魯科版物理教材“拓展一步”欄目中涉及數(shù)學(xué)方法的內(nèi)容要慎重使用，因為這部分內(nèi)容往往對數(shù)學(xué)要求很高，學(xué)生不易理解。

3.加強物理概念、規(guī)律教學(xué)

中學(xué)物理中的許多概念和規(guī)律常用數(shù)學(xué)符號、公式、圖線或圖像來表示。物理概念和規(guī)律的教學(xué)，絕不能只是孤零零地使學(xué)生知道或記住它們的文字表述或數(shù)學(xué)表達式。數(shù)學(xué)作為工具，用來解決物理問題，必然受到物理概念和規(guī)律的制約。具體要達到以下幾點要求：

①為什么要引入某個物理概念和研究物理規(guī)律？

②怎樣進行研究？即有哪些物理現(xiàn)象，運用了什么方法等。

③得到什么結(jié)論？包括概念如何定義，規(guī)律怎樣敘述，數(shù)學(xué)表達式是什么。

④概念、規(guī)律的物理意義是什么？包括概念和規(guī)律所反映的本質(zhì)屬性及其聯(lián)系、物理量單位、使用條件、適用范圍等。

⑤概念、規(guī)律的重要應(yīng)用以及注意事項等問題。

另外，通過適量的解題，也可以進一步掌握物理概念、定律及其公式的意義，協(xié)調(diào)物理與數(shù)學(xué)的關(guān)系。

總之，在高中物理教學(xué)中，要正確處理好物理與數(shù)學(xué)的銜接問題，才能使物理不再是“最難”的學(xué)科，使學(xué)生不再懼怕物理，從而提高學(xué)習(xí)物理的興趣和信心。

參考文獻：

[1]福建省教育廳高考考試說明編寫組.普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試福建省理科綜合考試說明.福建教育出版社，2010-02.

[2]許國梁.中學(xué)物理教學(xué)法（第二版）.北京：高等教育出版社，1996-03.

[3]黃李炮.高中物理與數(shù)學(xué)的銜接問題與對策.物理教學(xué)探討，2009（11）.

（作者單位 福建省漳州市第二中學(xué)）