高中物理學習中的數學建模

趙寧馨

【內容摘要】我國教育事業的發展受到越來越多人的關注，課程的改革和優化也在一步步地進行著，尤其是在高中物理的教育教學上得到了極大的進步。眾所周知，高中物理的學習不僅僅是局限于物理模型，很多情況下，構建有效的數學模型更加有利于對題目與問題的理解。因此在高中物理學習中合理有效的構建數學建模，能夠增添學生的學習熱情，培養其探索能力等綜合素養，與此同時還能讓其形成積極主動的學習態度，讓其將自己主動地參與到課程進程上，從而整體提升學生的綜合素質。本文主要講述高中物理課堂中學生學習的局限性以及探討如何在物理學習中構建數學建模。

【關鍵詞】高中物理 物理模型 數學建模

一、高中物理課堂中學生學習的局限性

對于高中的理科學生而言，物理這門學科算得上是難度較大的學科了，很多情況下，物理成績不能顯著提高、學習存在困難主要體現在以下兩個原因：首先是學習的動力不足，積極性不高，一開始接觸物理的時候，由于思考性問題較多，做題存在困難，這直接導致學習的動力不足，對物理的學習興趣也在一點一點的消磨掉了，漸漸地就變得不想去學習、做題，最終就會回避物理、出現令人頭疼的偏科現象。其次就是學習方法的問題，在我們中的大多數對于物理的學習方式都是采取機械式的識記與重復性的背誦課本，沒有靈活的學習方法，無法有效的搭建物理模型與數學模型的溝通橋梁，無法真正做到高效的學習。

二、如何在物理學習中構建數學建模

通過以上對高中物理課堂中學生學習的局限進行分析，不難發現，在高中物理課堂上利用數學模型進行題目的解求是至關重要的，那么如何才能利用數學模型解決物理科目的問題呢？在這里，我將作出以下的論述：

1.明確物理問題數學化的重要意義

很多人都會認為，物理與數學作為兩門單獨的學科，他們之間的聯系應該是無足輕重的，但是學習過物理的人肯定會否決這個說法，因為他們深切的知道，物理的學習中，數學模型的存在意義是多么的強大。要學好物理，除了要掌握物理模型外，還要掌握物理問題的數學模型，我們以物理問題運用比例關系、幾何圖形、不等式關系、函數圖像進行數學建模，進而將大部分的物理問題解決，我們都知道很多情況下，面對復雜的物理知識，真正的問題所在并不是對物理學的理解，而是運用數學模型解決問題的時候出現了紕漏，進而導致同學們對很多物理問題止步不前。與此同時很多的學生在心理上確實肯定數學對于物理來說的重要性，但是他們卻忽略了本質上而言物理學的出發點是解釋自然現象，自然現象是復雜的，物理學只能抽象出來最簡單的模型，比如理想氣體模型，伊辛模型等等，描述模型的嚴格語言是數學，但是來龍去脈還是實驗，這個與數學在物理中占同等的地位，因此物理問題數學化的重要意義是不言而喻的。

2.學會物理問題數學化的一般步驟

在明白了物理問題數學化的重要意義之后，我們要考慮的就是如何在物理知識的基礎上建立數學模型，并且將其一般化，進而用其進行解算物理題目。首先： 要想高中物理學習中的數學建模——物理問題數學化，就必須做到仔細、耐心的讀取題目，縝密、細致的分析題目、審清題目，然后再將題目所給的條件和結論進行比對，從而確定哪些是自變量哪些是因變量，在一步步的分析中就會發現各個數據之間的數量關系，這樣就為將物理問題轉化成數學問題，建立函數模型奠定了一定的基礎。

3.物理問題數學化應注意的事項

我們都知道在高中物理的學習中建立數學模型的重要性與方法后，對于物理問題數學化應注意的事項也是需要注意的：

第一點：高中物理學習中的數學建模方式不是單一的理解，同樣的它也可以以列表、畫圖、引入變量和建立直角坐標系等為媒介，將物理知識進行分類后，在講其轉化成相應的函數問題，這些手段的本質意義就是把物理學的文字語言轉化成數學學科的符號語言，這樣十分有利于對問題的分析和理解。第二點：在獲取、建立函數模型之后的進行解答，即求算出數學問題的解之后，要進行還原驗證的步驟，這樣既能夠確定答案的正確性，還能保證確立數學模型的準確性。

結束語

高中物理知識的學習不僅僅是為了高考，更是為日后的生活、成長奠定基礎，在重視基礎的同時，高中物理課堂學習中建立數學模型也是極其重要的，這樣我們學習的就不再是機械性的、重復性的知識了，與此同時我們也就不必依賴物理課本進行學習，讓自己學習的內容不再只是課本上枯燥的、遙遠的知識，高中物理學習中的數學建模方式對于學生的學習是有關鍵作用的，這樣就會在很大程度上激發自身對物理的興趣，增強對課程的有效性。

【參考文獻】

[1]朱漢國，鐘啟泉.普通高中課程標準實驗教科書·物理必修[M].北京：人民教育出版社，2015（8）：87-65.

[2]陳慶軍，高中物理學業不良界定、成因及轉化研究——基于學生發展的需要，物理教師，2015（5）：133-56.

[3]李正發. 建模思想在高中物理教學中的應用觀察[J]. 中學物理， 2015， 33（21）：5-6.

（作者單位：山東省無棣第一中學高二一班）