高中物理教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)能力的方法與實(shí)踐

李一鳴

摘要：在各個(gè)學(xué)科門類中，物理與數(shù)學(xué)的關(guān)系密不可分。數(shù)學(xué)作為一種訓(xùn)練理性思維的學(xué)科，可以說是一切需要理性思維學(xué)科的基礎(chǔ)。縱觀物理學(xué)的發(fā)展歷史，我們不難發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)與物理的密切關(guān)系。客觀的講，物理學(xué)的每一次進(jìn)步都有賴于數(shù)學(xué)理論的支撐。具體到高中物理教學(xué)活動(dòng)中，教師更應(yīng)加強(qiáng)對學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)能力的培養(yǎng)。本文從培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)能力的重要性和培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)能力的具體措施兩個(gè)方面進(jìn)行了闡述。

關(guān)鍵詞：高中；物理教學(xué)；數(shù)學(xué)能力

一、高中物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生掌握數(shù)學(xué)方法的重要性

在高中物理教學(xué)中，學(xué)生能否將數(shù)學(xué)理論知識(shí)、數(shù)學(xué)方法、數(shù)學(xué)思維應(yīng)用到物理學(xué)習(xí)中去，關(guān)系著學(xué)生自身是否具有靈活運(yùn)用各種知識(shí)解決問題的能力，能否提高學(xué)習(xí)效率與質(zhì)量，能否將所學(xué)的物理知識(shí)融會(huì)貫通。培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)能力解決物理問題的重要性主要包括以下幾個(gè)方面：

1.有利于學(xué)生對于物理知識(shí)的掌握

物理學(xué)的發(fā)展是建立在數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ)上的，因此，要想掌握好物理知識(shí)就離不開良好的數(shù)學(xué)能力。利用數(shù)學(xué)知識(shí)去測量、計(jì)算物理學(xué)中的一些數(shù)值及物理概念，既可以提高運(yùn)算的效率與精確程度，又可以加深學(xué)生對物理知識(shí)的掌握。例如，在電學(xué)方面，電容、電量、電阻、電壓這些概念數(shù)值及關(guān)系都可以通過數(shù)學(xué)的方法測量和計(jì)算出來。培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)應(yīng)用能力對于提升學(xué)生學(xué)習(xí)能力、樹立學(xué)生學(xué)習(xí)信心有著重要的作用。例如，在學(xué)習(xí)到法拉第電磁感應(yīng)定律這一知識(shí)點(diǎn)時(shí)，其中的電動(dòng)勢正比于單位時(shí)間內(nèi)線圈所切割的磁力線數(shù)量這一概念如果單純用物理理論知識(shí)來向?qū)W生闡釋的話會(huì)造成學(xué)生的概念認(rèn)知模糊、理解不透徹、掌握不牢固、運(yùn)用不靈活等消極影響。而如果引導(dǎo)學(xué)生用數(shù)學(xué)思維來理解這一概念，就能使其概念關(guān)系變得較為清晰與簡單，學(xué)生理解起來難度較低，有利于他們對物理知識(shí)的掌握。

2.有利于提高學(xué)生的思維能力和交叉學(xué)習(xí)不同學(xué)科的能力

當(dāng)今社會(huì)是一個(gè)高速發(fā)展、競爭十分激烈的社會(huì)。社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)需要的是復(fù)合型人才，傳統(tǒng)的單一型人才已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展需要。學(xué)生在畢業(yè)后要想在競爭激烈的社會(huì)中立足，要想有一個(gè)較好的發(fā)展前景，那么就必須在學(xué)習(xí)過程中做到各個(gè)學(xué)科均衡發(fā)展，共同進(jìn)步，要具備各個(gè)學(xué)科所要求的能力，避免出現(xiàn)嚴(yán)重偏科的現(xiàn)象。學(xué)科的交叉、知識(shí)的交叉、能力的交叉已經(jīng)成為了一種趨勢。學(xué)科的交叉融合體現(xiàn)在方方面面：計(jì)算機(jī)技術(shù)與科學(xué)研究的融合、心理學(xué)與營銷學(xué)的融合、生物學(xué)與化學(xué)的融合……具體到物理學(xué)科，則體現(xiàn)為物理與數(shù)學(xué)的交叉融合。所以說，教師應(yīng)該在高中物理教學(xué)中有意識(shí)的培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用能力，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展，為社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)培養(yǎng)合格人才。

3.有利于學(xué)生培養(yǎng)高考能力

高中教學(xué)的目標(biāo)之一就是培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)對高考的能力，使學(xué)生順利升入大學(xué)。在高中教學(xué)中加強(qiáng)對學(xué)生數(shù)學(xué)思維的培養(yǎng)符合高考的要求，有利于提高學(xué)生高考成績。《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》中明確標(biāo)明學(xué)生需要具備“認(rèn)識(shí)數(shù)學(xué)工具在物理學(xué)發(fā)展過程中的作用”的能力。所以，不管站在學(xué)生長期人生發(fā)展的角度，還是站在短期應(yīng)對高考的角度，數(shù)學(xué)能力在物理學(xué)習(xí)中的重要性都是不言而喻的。

二、高中物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)能力的具體方法

有了對數(shù)學(xué)能力在物理教學(xué)中重要性的認(rèn)識(shí)，就需要我們采用具體的方法措施來真正提高學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用能力。本文針對高中物理教學(xué)中的具體實(shí)踐，提出了以下幾點(diǎn)：

1.提高教師自身的數(shù)學(xué)應(yīng)用能力和意識(shí)

教師是教學(xué)活動(dòng)中的引導(dǎo)者，是學(xué)生學(xué)習(xí)和模仿的對象。要想培養(yǎng)學(xué)生自覺運(yùn)用數(shù)學(xué)思維解決物理問題的能力，首先就要對教師自身的能力和意識(shí)提出要求。只有教師自身具備了扎實(shí)的數(shù)學(xué)應(yīng)用能力，融會(huì)貫通能力，才談得上以身作則，影響學(xué)生。所以，在日常的教學(xué)工作，甚至生活當(dāng)中，高中物理教師應(yīng)該自覺加強(qiáng)自身數(shù)學(xué)知識(shí)方面的學(xué)習(xí)和培養(yǎng)，多參加數(shù)學(xué)培訓(xùn)，多與同行交流教學(xué)心得體會(huì)。教師應(yīng)該清楚的認(rèn)識(shí)到，只有自身的教學(xué)水平提高了，只有自身的數(shù)學(xué)應(yīng)用能力提高了，才能談得上教育學(xué)生和培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用數(shù)學(xué)解決物理問題的能力。

2.要學(xué)會(huì)在“物理語言”與“數(shù)學(xué)語言”之間轉(zhuǎn)化

物理與數(shù)學(xué)雖然是兩個(gè)相互獨(dú)立的學(xué)科，但它們之間密切的聯(lián)系早已不言而喻。如何合理準(zhǔn)確的將“物理語言”轉(zhuǎn)化為“數(shù)學(xué)語言”關(guān)乎著物理教學(xué)的質(zhì)量與效率。運(yùn)用數(shù)學(xué)工具解決物理問題的基礎(chǔ)就是運(yùn)用“數(shù)學(xué)語言”來解釋物理概念。具體到高中物理教學(xué)活動(dòng)，針對一些基礎(chǔ)的物理公式及概念，要學(xué)會(huì)將其轉(zhuǎn)化為“數(shù)學(xué)語言”，用數(shù)學(xué)的形式表現(xiàn)出來，例如庫侖定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式是F=kQ1.Q2/r2，有效的利用了數(shù)學(xué)中最基本的公式，還利用了指數(shù)函數(shù)等數(shù)學(xué)表達(dá)式，真空中兩個(gè)靜止的點(diǎn)電荷之間的相互作用力F，與它們的電荷量的乘積（Q1、Q2）成正比，與它們的距離的二次方（r2）成反比。將物理語言轉(zhuǎn)化為了數(shù)學(xué)語言，這樣既有利于學(xué)生對概念的理解，也有利于促進(jìn)學(xué)生自覺使用數(shù)學(xué)工具結(jié)局物理問題，可以達(dá)到提高教學(xué)效率，培養(yǎng)學(xué)生思維能力，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展的目的。

3.掌握適度原則，避免因過分強(qiáng)調(diào)數(shù)學(xué)能力而忽略物理基礎(chǔ)能力

通過前面的闡述我們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到了數(shù)學(xué)能力在物理學(xué)習(xí)中的重要性，但是根據(jù)唯物論的解釋，真理是有限度的，超出某一限度，真理就會(huì)變成謬誤。所以我們在物理教學(xué)中對數(shù)學(xué)能力的強(qiáng)調(diào)應(yīng)該把握適度原則，不能過分的追求數(shù)學(xué)方法的教學(xué)。我們要時(shí)刻認(rèn)識(shí)到，數(shù)學(xué)能力的培養(yǎng)只是在為物理知識(shí)的學(xué)習(xí)服務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生掌握物理知識(shí)才是物理教學(xué)的目標(biāo)。舉個(gè)例子，在求解一元二次方程式得出的時(shí)間值有正負(fù)兩種結(jié)果，如果按數(shù)學(xué)方法，這兩種結(jié)果都是正確的，但是依據(jù)物理知識(shí)，負(fù)值時(shí)必須要舍去的。數(shù)學(xué)能力在物理學(xué)中的運(yùn)用是有條件的，是有限度的，在解決物理問題的過程中我們必須緊緊圍繞這物理這一中心，要讓數(shù)學(xué)能力為物理知識(shí)服務(wù)，要培養(yǎng)學(xué)生對物理知識(shí)與數(shù)學(xué)能力的正確認(rèn)識(shí)。

三、結(jié)論

物理作為高中教學(xué)中的重要學(xué)科，教師必須具備過硬的專業(yè)素質(zhì)，扎實(shí)的數(shù)學(xué)本領(lǐng)；學(xué)生必須認(rèn)識(shí)到數(shù)學(xué)能力在物理學(xué)習(xí)中的重要性，自覺培養(yǎng)自身數(shù)學(xué)應(yīng)用能力。只有這樣，高中物理教學(xué)才能真正實(shí)現(xiàn)質(zhì)量與效率的雙重提高，學(xué)生才能真正實(shí)現(xiàn)物理知識(shí)與學(xué)習(xí)能力的雙重提高。

（作者單位：湖南省南縣一中413200）