物理教學中數學思想的滲透

摘 要：物理學的發展離不開數學。縱觀物理學的發展史，從物理學的發展萌芽階段到經典物理學時期再到現代物理學階段，數學和物理如影隨形，嚴謹科學的物理實驗和嚴密的數學推理相結合的思想方法上是推動物理學發展原動力，是整個近現代物理學大廈的基石。

關鍵詞：物理教學;數學思想;滲透

物理學的發展離不開數學。縱觀物理學的發展史，從物理學的發展萌芽階段到經典物理學時期再到現代物理學階段，數學和物理如影隨形，嚴謹科學的物理實驗和嚴密的數學推理相結合的思想方法上是推動物理學發展原動力，是整個近現代物理學大廈的基石。然而，在當前中學物理教學中，把數學和物理分離的現象卻是相當普遍。表面上減輕了學生的學習負擔，促進了教學進度，而學生也是欣然接受。因為數學要求的縮減，省去了大幅的推理演繹環節。但是，從高考對物理的要求和學生知識體系建立的角度上看，卻是得不償失。因為物理學的發展是建立在數理方法這個強大思想方法上的，就像一個人失去了脊柱，還能站得起來嗎？

高考物理考試說明也明確對考生的數學能力的要求：“能夠根據具體問題列出物理量之間的關系式，進行推導和求解，并根據結果得出物理結論，必要時能運用幾何圖形、函數圖像進行表達、分析。”

為了更好地促進學生邏輯思維體系的建立，使學生認識到數學和物理學之間密不可分的聯系，同時為響應高考對學生的要求，以期在高考中取得優異的成績，本人現結合自己多年的教學經驗，談談中學物理教學中數學思想的滲透。

首先，從興趣入手，讓學生在潛移默化中認識到物理學的發展離不開數學。興趣是最好的老師，只要有了興趣，就會激發無窮無盡的動力，枯燥乏味的課本知識只會讓學生成為機械、被動的接受者，效率可想而知，更談不上去拓展、創新。我們教師在課堂教學中可以適度引入一些物理學史的常識，通過物理學家的親身經歷帶領學生體驗物理學重大發現的歷程，既激發了學生的學習熱情，又在不知不覺中強化了數學對物理的重大作用。比如歷史上關于天體的運動認識過程，可以說是歷盡了千辛萬苦，無數的科學家為此做出了巨大的付出，比較突出的有哥白尼、布魯諾、第谷、開普勒、伽利略等，其中數學天才開普勒就是充分利用了他的數學功底將第谷多年來觀測記錄的幾千個數據進行數學歸納，突破傳統觀念的束縛，終于得出了關于行星運動的比較完美的數學表述——開普勒三定律。再比如作為近代物理學的奠基人之一牛頓，在物理學上的重大貢獻幾乎涵蓋了物理學的發展始末，比如天文學方面的萬有引力定律、關于力和運動的三大運動定律、光學方面的顏色理論等等，為以后的幾個世紀的物理學發展奠定了基礎，而這些巨大成就的取得，背后則閃爍著二項式定理、微積分這些作為史上最卓越的數學成就的影子。像這些學生比較熟悉的科學家的奮斗過程，經歷的一些小故事，對于學生來講無疑是很好的一味精神調料，刺激著他們的神經，深深地吸引著他們，對于數學和物理之間的聯系也必將根深蒂固地存在于他們的腦海中。

其次，在課堂教學中引導學生利用數學知識解決物理問題，體驗成功的樂趣。如果說史上物理科學巨人的數學淵源對于學生來說有點遙遠的話，那么在我們的日常教學中物理與數學的關系也無處不在。比如高一物理運動學部分勻變速運動的規律教學中，關于速度和位移的關系2ax=v2-v20，則是由速度公式v=v0+at和位移公式x=v0t+1/2at2聯立消去時間t而得到的，處理過程其實就是數學運算中的代入法;勻變速運動的推論比如△x=aT2和初速度為零的勻變速直線運動關于在任意連續相等時間間隔內的位移之比、各連續相等時間末時刻的速度之比等相關的幾個推論的得出過程，實際上就是數學歸納法在其中的應用;力學部分涉及的矢量對應數學中的向量、力學動態分析中常用的三角形相似法、動力學綜合問題中的極值問題的求解，常用的數學方法有三角函數法、基本不等式法、圖像法、函數法、求導數等，這些都是學生熟悉的數學方法。在教學中教師可以引導學生自己動手進行推導化簡，通過親身體驗，領會數學作為工具學科的巨大作用，感受數學的魅力與物理學的奇妙之處。這樣在物理教學的同時既強化了數學知識，又在無形中拉近了物理和數學的距離，避免數學與物理的教學分離、學習分離，在思想意識上起到了良好的滲透效果。

最后，教師要適時幫助學生進行總結，形成基本的邏輯思維體系。學生是課堂活動的主體，在教師的引導下親身體驗了數學作為工具學科對物理學科的重要性，能夠使學生逐步強化物理學習中的數學意識。但是，他們的學習經歷中數學和物理一直是獨立的兩門學科，也一直是分開教學的，不可能經過一次或幾次物理公式推導中利用到數學知識就改變一直以來的印象。同時，加上學生的知識水平的深度和廣度的限制，站的高度有限，即使能領會數學對物理的巨大作用，也很難自己對經歷過的知識進行系統整合，形成一套完整的體系。這時就需要教師進行適時點撥，幫助學生進行總結、完善，從而在學生的腦海中強化“數理不分家”的學習意識。從課堂教學的角度看，這也是教師主導地位的體現。

任何物理規律的掌握及思想觀念的形成都不是一蹴而就的，都需要一個長期的過程，從概念感覺、知覺記憶再到思維想象，每一個環節都匯聚著無數的汗水與艱辛。因此，作為教師的我們，應該從身邊的一點一滴做起，將數學思想滲透到我們的日常教學中，滲透到學生的日常學習中。

參考文獻：

[1]李正清.例談物理問題的分析方法[J].中學物理，1997（9）.

（江蘇省睢寧縣李集中學）