數學對高中物理教學的意義

武忠偉

摘要：物理與數學之間具有千絲萬縷的聯系。在高中物理教學中滲入數學知識方法，不僅能夠提高學生邏輯思考能力，使其充分體驗數學對于物理學習所起到引導性作用，還能夠讓學生加深對物理的理解和學習興致。基于此，本文主要從數學對于高中物理教學所產生的積極意義入手，進一步探討高中物理教學中數學知識方法的運用，繼而推動物理教學與數學的有機結合。

關鍵詞：數學 高中物理 教學 意義

【分類號】G633.7

在物理學漫長的發展進程中，不僅僅是純粹的依靠實踐經驗所搭建起來的，而是在與數學的融合中不斷向前發展，數學是物理學發展的推動力。無論是物理基本理論知識亦或是實際的物理計算等都與數學存在著緊密聯系，尤其是在高中物理教學中，數學更是發揮著重要作用。所以，教師應該有針對性開展物理教學，將數學科學合理的融入到物理教學中，指導學生善于利用數學思想方法來解決物理問題并提高自身思考能力，從而簡化物理知識的抽象難懂并快速解決物理難題，提高物理教學質量。

一、數學對高中物理教學的積極意義

數學作為一門邏輯性較強且抽象化的學科，其知識語言具有簡潔性和系統性的特征。所以，數學對于高中物理教學有其積極意義，是幫助學生解決物理問題的重要手段和工具。

（一）數學邏輯思維和分析方法有效解決物理問題

較之初中物理知識，高中物理知識更具抽象化和概念化，許多學生很難從文字意義上去深入了解和記憶物理知識，而數學知識具有較強的邏輯性思維及分析方法，能夠有效指導學生解決物理難題。比如在解決物理難題時，往往需要綜合分析方法、邏輯思維能力以及分析方法等，從題目入手開始進行反論證的分析方法，接著深入剖析問題并層層推理，直到所分析出的過程能夠證實問題中的相關定理及已知條件，接著再通過綜合分析法，以反論證方法來推理整個分析過程，最終得出問題答案。[1]不僅能夠加快解題速度，還能夠使物理問題的解答過程簡單化。

（二）數學知識有效解決物理難題

高中物理知識和規律具有復雜抽象化的特征，若想在實際生活中找到相對應的模型作為教學參考，具有難度性。而數學知識能夠充分的表達物理教學中相關規律和定義概念，繼而幫助學生更好的掌握和理解高中物理知識的內容及其概念，并解決物理難題。

例如：運用三角函數方法去解決物理難題：一兒童玩具船靜止在水平地面上，一個兒童用與水平面成53°角的恒力拉著船沿水平面運動，已知拉力F=4.0 N，玩具船的質量m=0.5 kg，經過時間t=2.0 s，船移動的距離x=4.2 m，這時兒童松開手，船又滑行了一段距離后停下（取g=10 m/s2，sin 53°=0.8，cos 53°=0.6）.如圖所示，如果拉力與水平面之間夾角不定，使船能在地面上運動的最小拉力是多少？

二、數學在高中物理教學中的應用實踐

（一）引入數學思想方法，活躍課堂教學

在進行高中物理教學時，教師應該積極引入數學思想方法來提高學生對物理學習的興趣，使其物理課堂更加活躍，富有趣味性，并不斷優化物理教材內容，以開發學生的發散思維能力及邏輯思維創造能力，有效實現高中物理教學質量。

一方面，應先引入數學逆向性思維，進一步簡化物理的定理定律，使其復雜難懂的物理公式簡單化，從而有效解決物理難題；另一方面，還應引入數學對稱性思想，基于事物處于不斷運動變化的本質特性，能夠讓學生迅速找出問題答案所在，繼而簡化解題過程，并提高學生的觀察力以及對事物的敏銳感；最后，還可引入數學圖像思想，充分利用直觀圖及圖形分析來對物理現象及變化過程進行表達描述，從而簡化物理知識和理論概念。此外，運用數學圖像思想還能夠培養學生的畫圖分析的能力，提高作圖、識圖能力，間接地加深和鞏固學生對物理知識和定理規律的記憶。[2]使高中物理問題朝著簡單化、易理解、準確性高、速度快的方向發展，有效提高教學效率。

（二）物理實驗教學中融入數學知識

物理作為實驗與理論性較強的基礎學科，實驗性教學在高中物理教學中起著十分重要的作用。所以，教師同樣可以利用數學知識來進行物理教學，進一步優化物理實驗課堂，這對于提高物理實驗教學質量與學生洞察力水平有著十分重要的意義。比如教師可以充分運用圖像法、數學公式法等將物理實驗結果更為直觀呈現在學生面前，讓學生對物理現象進行觀察，充分認識到物理現象的變化定律。此外，在處理實驗數據時，教師還應該善于利用數學工具來進行處理，使其處理過程能夠更為直觀簡潔，并有效提高物理實驗數據的真確性[3]。

比如在教學“測量電源電動勢和內阻”時，對于實驗后所得的數據，學生很難馬上從所得到的數據中來獲取準確的判斷。此時，若是能夠采用數學常用的作圖分析法，通過對所得的實驗數據畫出相對應的平面坐標系的橫縱坐標點，學生就能夠直觀的觀察到數據變化的大體趨勢，繼而判斷出哪個數據的誤差性較大，選擇坐標點后，再通過制作U-I圖像就能夠得到電源電動勢及其內阻的數值。

結束語：

數學知識、方法在高中物理教學中發揮著十分重要的作用。在實際的物理教學中，教師應該充分意識到數學的作用，將其物理教學與數學科學合理的結合，并根據學生的物理學習狀況，循序漸進的將數學滲透到物理教學中，并不斷提高學生邏輯思維能力和自我思考、探索問題的能力。使數學方法知識能夠與物理教學活動更好的融合，創設出良好的物理課堂氛圍，從而提高學生學習物理的熱情，有效提高教學質量和效率。

參考文獻：

[1]胡濤. 重視數學知識滲透 優化物理課堂教學——探析數學知識在高中物理教學中的有效應用[J]. 才智，2015，27：221.

[2]伍浩. 簡析數學知識對高中物理教學的作用及實踐[J]. 新課程（中旬），2014，03：114.

[3]張榮奎. 高中物理教學培養學生應用數學能力的方法與實踐[D].山東師范大學，2014.