高中物理教學(xué)中如何滲入數(shù)學(xué)思想

吳家春

（江西省吉安市白鷺洲中學(xué) 江西吉安 343000）

引言

高中物理和數(shù)學(xué)的關(guān)系就如同政治和歷史的關(guān)系，兩個關(guān)系是相輔相成的，好的物理思維可以輔助數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)，好的數(shù)學(xué)思維也可以幫助物理知識的總結(jié)，本文中，我以物理學(xué)科為例，探討如何在高中物理教學(xué)中滲入數(shù)學(xué)思想。[1]

一、將數(shù)學(xué)概念引入到物理學(xué)習(xí)中

物理中有關(guān)量的問題分為標量和矢量，但是這些東西并不是單獨放在一個章節(jié)去講解的，只是會一概而過，但是作為具有自主學(xué)習(xí)能力的高中生而言不應(yīng)該抱怨老師上課不到位，應(yīng)該從其他學(xué)科進行遷移，比如在高中物理的力的分解章節(jié)中，就可以將數(shù)學(xué)中的向量知識融入進去，在一個力的分解過程中，分力的大小與合力的關(guān)系，是可以用數(shù)學(xué)計算去證明的，這樣就可以通過數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)來解答物理的知識，這就是數(shù)學(xué)思想在物理學(xué)習(xí)中滲入的一個體現(xiàn)。除此之外在高中物理的軌跡運動的章節(jié)中，一般是以電荷運動為主或者是磁場粒子運動為主，然而這個運動分為初速度和沒有初速度的兩個模型，具有初速度也分為有夾角的初速度和沒有夾角的初速度，很多同學(xué)喜歡用傳統(tǒng)的方式一步一步演算，雖然可以得到答案，但是卻占用了太多的時間，所以學(xué)生可以參考數(shù)學(xué)上的軌跡運動方程或者是參數(shù)方程來解決，這樣就可以很有效的解決問題，同時在高中的課本安排上，參數(shù)方程學(xué)習(xí)的時間段也和磁場的學(xué)習(xí)時間段大致吻合。[2]

二、以數(shù)學(xué)思想總結(jié)出物理結(jié)論

當(dāng)學(xué)生充分觀察實驗現(xiàn)象后，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生探索物理規(guī)律。教師應(yīng)根據(jù)學(xué)生的實際情況和具體的教學(xué)內(nèi)容實例，選擇合適的方法處理實驗結(jié)果，使學(xué)生了解研究對象與現(xiàn)象之間的本質(zhì)關(guān)系和必然關(guān)系，從而歸納物理規(guī)律。

1.做好實驗歸納

實驗歸納是直接從實驗結(jié)果中分析、總結(jié)、歸納物理規(guī)律的方法。這一結(jié)論是通過對日常生活經(jīng)驗或?qū)嶒灛F(xiàn)象的分析得出的，有大量的實驗過程和實驗數(shù)據(jù)，得出了相應(yīng)的實驗思路。對這些物理現(xiàn)象進行系統(tǒng)的分析，可以使學(xué)生更清楚地理解整個實驗想象，從而了解實驗思想是受條件限制的，不能直接做實驗，可以將示意圖法與信息技術(shù)相結(jié)合來展示給學(xué)生。

2.用數(shù)學(xué)工具分析物理理論

在物理結(jié)論的總結(jié)前段，需要對實驗數(shù)據(jù)進行詳細的分析，這樣才可以有效的得出變量之間的關(guān)系，尤其是物理上的變量，有的時候是單向影響的，這個就需要借鑒數(shù)學(xué)思想去處理數(shù)據(jù)，但是又不拘泥于數(shù)學(xué)思想，比如電阻和電壓的關(guān)系，不能通過電壓數(shù)據(jù)驗證電阻的變化值（定值電阻不受電壓電流影響），然后由于實驗過程中，可能出現(xiàn)誤差，所以在需要有效的利用數(shù)學(xué)上的數(shù)據(jù)篩選的理論去進行選擇，即線性回歸方程，可以去掉無用值，這些都是數(shù)學(xué)工具在物理中的使用體現(xiàn)，其使用的過程就是思想滲入的過程。

三、輔助物理知識點的理解

1.圖像識別不足

很多學(xué)生對于物理圖像的分析能力不足，圖像的相關(guān)點都是死記硬背，這是最大的一個障礙，其實物理中的圖像可以用數(shù)學(xué)思想來解釋的，比如速度—時間圖像，其每一點的切線就是代表著加速度，正負代表方向，閉合區(qū)間的面積就是位移，很多學(xué)生竟然將位移分為好幾個速度區(qū)間去求解，這是很大的誤區(qū)，除此之外，比如電流和電壓的圖像，其切線斜率就是代表著電阻的倒數(shù)，胡可定律中的切線斜率就是彈性系數(shù)，這些都是通過數(shù)學(xué)重點的導(dǎo)數(shù)思想去解釋的，只要運用到物理中，其實對于物理的學(xué)習(xí)是十分有用的。

2.理解應(yīng)用，形成物理思維

一個完整有效的思想方法，有利于提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣和能力，它意味著學(xué)生愿意學(xué)習(xí)和思考，只有學(xué)生更好的投入到當(dāng)前的物理學(xué)習(xí)過程中，那么學(xué)生的學(xué)習(xí)效率才會更高。在長期的物理教學(xué)中，學(xué)生對于物理的厭倦肯定是存在的，老師創(chuàng)新的將數(shù)學(xué)思想融入進去，一方面可以最大限度的提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，另一個方面也可以契合素質(zhì)教育理念，避免“灌輸式”的教學(xué)模式，可以在跨學(xué)科的知識運用中，指導(dǎo)學(xué)生如何去吃透知識，如何去正確使用所學(xué)知識，明白學(xué)了是為什么，學(xué)科可以怎么樣。也就是說，讓學(xué)生自己思考“為什么”。然后老師結(jié)合實際向?qū)W生講解，然后老師根據(jù)內(nèi)容布置相應(yīng)的作業(yè)，讓學(xué)生獨立完成。

總的來說，高中物理應(yīng)用于生活與物理知識的結(jié)合，教師在談?wù)撘粋€新的知識點時，應(yīng)該結(jié)合生活中的大量實例，讓學(xué)生感受到物理的魅力，這也是學(xué)生們非常感興趣的事情，高中物理成績好的學(xué)生將會感受到物理的作用和物理思想的重要性。總之，身體思維的訓(xùn)練是一個復(fù)雜而長期的過程，形成有效的物理思維，有利于培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，使學(xué)生在學(xué)習(xí)物理的過程中享受更多。[3]