高中物理教學中滲透數學思想方法的教學策略研究

◎陳明東

高中物理教學中滲透數學思想方法的教學策略研究

◎陳明東

數學是解決自然科學問題的工具性學科，物理學的發展與數學理論、數學思想的發展緊密相連，在物理學習中運用數學思想方法不僅有利于實現概念的簡化，還可以提高學生的物理思維能力，因此在新課程背景下，如何在高中物理教學中滲透數學思想方法成為了教育教學改革的重點。本文從在高中物理教學中滲透數學思想方法的重要性出發，對數學思想方法在高中物理教學中的滲透策略以及應遵循的原則進行簡要分析。

高中物理；數學思想；滲透；教學策略

引言：數學作為一門工具性學科，其思想方法應貫穿于整個物理的學習和研究之中。進入到高中階段，物理知識的難度有了很大的提升，因此，教師可以利用數學知識的遷移，引導學生從數學的角度對物理問題進行分析，從而實現簡化題目，拓展思路的目的。從常見的物理習題中，我們發現數學思想方法在高中物理教學中的運用非常廣泛，如利用函數求極值、利用坐標圖分析物體運動變化等，而這些思想方法的運用對于學生綜合素質的培養具有重要意義。

一、在高中物理教學中滲透數學思想方法的重要性

在物理教學中滲透數學思想方法就是根據物理研究對象的特點，運用數學知識加以描述、計算、推導，進而做出物理分析和判斷的過程。基于數學與物理之間的學科聯系，在高中物理教學中滲透數學思想方法，首先，有利于實現物理知識的簡化。在高中物理教學中有大量抽象嚴謹的物理概念和物理規律，學生在理解中往往會遇到困難，而這時數學知識就成了學生理解抽象知識的重要工具，如利用方程函數思想探究物體間的相互作用；利用求導的方法表示自由落體運動規律等，而通過這樣的知識轉化，學生就會將物理新內容與已學的數學知識建立聯系，從而降低理論難度，深化知識理解；其次，有利于培養學生的邏輯思維和創新思維。在傳統教學中，學科之間是相互獨立的，而學生在物理學習中只能沿著教師教授的思路進行重復探索，而在物理中滲透數學思想方法，可以讓學生發現知識之間的共同性，并能夠自主探究、運用數學知識解答物理問題，從而拓寬學生的學習思路，提高學生學習的自主性和創造性。

二、高中物理教學中滲透數學思想方法的教學策略

1．不斷提高數學修養，重視學科之間的聯系 高中物理教師的數學修養是數學思想方法能否在教學中有效滲透的關鍵，因此高中物理教師應該從提高自身的綜合素質出發，不斷提高數學修養，以發現數學知識與物理知識之間的聯系，進而引導學生在問題分析中合理運用數學思想方法。在提高數學修養的過程中，物理教師一方面要從高中階段學生所學習的數學知識入手，通過閱讀書籍、研究教學大綱、分析數學題目等手段，理解高中階段數學思想的深度，以便于在研究中完成學科交叉；另一方面教師還應該從學生的基本數學能力入手，根據學生對數學思想方法的掌握程度來循序漸進地滲透數學思想，進而達到因材施教的目的。

2．在物理教學環節中，注重數學思想方法的滲透 常規的物理課堂教學是學生實現數學思想方法滲透的主要環節，在課堂教學中，教師首先要引導學生對物理原型進行深入分析，以明確物理研究對象，進而在頭腦中搜索與之相關的數學模型，例如在利用變阻器的移動求電壓表讀數最大值的問題中，學生可以通過分析題目，發現物理原型與數學中求極值的知識相關聯；然后，對物理原型進行簡化，即根據題目中給出的數據以及數學知識的運用，將其轉化成簡單的數學表達式，如學生在分析出求極值這一數學思想方法后，可以根據電流、電阻的數據以及個變量之間的關系確定數學關系式，并建立數學模型；最后利用數學運算，求解物理問題，并進行結果檢驗。這樣的教學過程就是利用數學知識分析物理問題的過程，而學生在解答問題時，可以在教師的指導下，另辟蹊徑找到分析問題、解答問題的最佳方法，而這樣的教學滲透不僅可以提高學生的學習效率，還可以讓學生在長期的訓練中養成運用數學思想方法分析物理問題的習慣，進而提高其自主探究能力。

3．善于歸納與總結，給予學生充分的獨立思考空間 在完成一個階段的學習后，教師應該有計劃地對學生的學習情況進行歸納和總結，并利用任務布置、作業設計等形式，對學生的學習情況進行分析判斷，以了解學生在物理學習中對數學思想方法的理解和運用。在歸納與總結中，教師首先要確定教學主導地位，即在物理知識的歸納中，要以數學思想方法的滲透為導向，為學生設計有針對性的題目，例如教師可以以極值的思想方法為引導，引導學生對電阻問題、電功率、磁場中的機械功率等問題進行總結，以達到舉一反三的學習效果；其次，教師在歸納和總結的過程中，還應該為學生創造充分的自主學習空間，如在矢量分析中，教師應該引導學生進行自主討論，并對向量在矢量運算中的作用進行探究，從而深化學生對數學思想方法以及物理知識的理解，進而讓學生在物理歸納和總結中，發現更多運用數學思想方法的空間，進而不斷拓寬知識視野。

三、結語

綜上所述，在高中物理教學中滲透數學思想方法對于學生的綜合發展具有重要意義，但是教師在引導學生解決物理問題的過程中，要想達到靈活運用數學思想，并排出數學思想方法對物理學習的干擾就應該堅持以下幾點原則：

一、主次分明，即在物理教學中，數學思想方法只是一種輔助教學工具，因此，教師教學活動應該圍繞著物理問題展開，切勿本末倒置；二、簡潔明了，即在物理問題中運用數學思想方法的目的是為了實現抽象物理問題的簡化，因此，教師在引導學生運用數學思想方法時，應該保證數學模型的簡潔，以避免數學知識的盲目、過度使用；三、循序漸進，即在運用數學思想方法時要進行從淺到深、從易到難的漸進式訓練，以保證教學內容符合學生的認知發展規律。在高中物理教學中，教師只有在遵循以上三點原則的基礎上，合理運用教學策略，并從具體的物理問題入手，探究物理知識與數學知識之間的本質聯系，才能夠實現數學思想方法的滲透，進而保證教學效果。

［1］徐國華．數學是物理最自然的語言——談數學思想方法在高中物理中的應用［J］．華夏教師，2014，03：52－53．

［2］何勇．數學思想在高中物理課改中的滲透［J］．烏魯木齊成人教育學院學報，2009，01：89－91．

［3］戚亞軍．高中物理試題中數學思想研究［J］．學周刊，2015，33：151．

（作者單位：廣東省徐聞縣徐聞中學 524100）