數學知識對高中物理學習的影響探究

申海平

摘要：在高中階段，學生物理成績始終是老師和學生心里的痛，隨著教育改革的深入，教育專家和一線教師開展了從教學模式、教學方法到教學手段等一系列的理論和實踐研究，然而效果并不明顯，而且隨著高考制度的改革，“3+3”選科模式的實施，更加重了學生避選物理心態。關于如何提高高中生物理成績，眾說紛紜，學生的個人認知水平、數學的掌握程度、對物理學科的興趣、以及教師的指導等都會影響學習效果。通過與一線教師和學生的交流，發現數學知識的運用對物理成績具有重要的影響。數學知識與物理概念相互穿插交織，數學知識的掌握對提高學生物理成績有很重要的影響。如果數學知識的掌握與物理概念和規律的銜接和運用出現脫節，即使學生能夠明白物理概念，卻也難以用合適的數學手段解決具體的問題。

關鍵詞：數學;高中物理;教學

隨著物理知識從定性介紹的初中物理轉向定量表述和計算的高中物理，物理學習對數學知識的依賴出現質變并逐漸增強，必要的數學工具的支持是學好物理的重要條件之一。如果學生缺乏相應的數學知識或對數學知識掌握不牢固，不能應用到物理學習中，對物理知識的學習將會產生障礙。而在高中物理范疇內通過對數學思想與方法的整合、數學模型構建與探討，會有助于培養學生在遇到物理問題時具備良好的建模能力，有助于把處理物理問題和數學思想有機統一，有助于提升物理思維，有助于建立學生學習物理的信心。然而，把數學知識與思想應用到物理學習中對學生來說并不是一件簡單的事，需要教師正確的、有目的的引導，在教學中主動培養學生知識遷移的意識和能力。對于數學知識影響物理學習成績的主要原因，提出了以下應對策略。

一、正確理解數理關系，養成良好的數學習慣

在我們平時求解較為復雜的物理問題時，正確的步驟是：物理問題→建立物理模型→找到相應數學模型→確定初始條件→運用數學方法和思維解答→回歸物理情境→解答完畢。?學生在求解物理問題時，會因為其中的某個環節出問題導致得到錯誤的答案，甚至有些學生在第一步物理問題的理解就出現了偏差。所以在平時的課堂教學中，不妨引導學生在理解物理規律和概念的同時，要把文字表述與數學表達二者結合起來，并畫出圖像，圖文結合，記住概念不如用圖像和符號再現概念。要讓學生從一開始就養成用文字描述和數學表達兩種方式表述物理概念和規律的習慣。指引學生理清正確的解題思路和方法步驟，當出錯時，檢查問題的時候知道自己錯在哪里，這樣會大大提高做題的效率和訓練知識點的目的性。

帶領學生正確的認清數學和物理的關系。既不能否定和忽略數學對物理的重大影響，也不能過分夸大數學的作用，導致物理習題純數學化而帶來錯誤，擺正數理關系，注意數學知識在物理中運用的一些特殊性和局限性，運用好數學這個工具，分清物理和數學之前語言的轉化，教學過程中要注意轉化能力的漸進性。逐步提高學生的數理結合能力，這樣能幫助學生有效緩解畏學心理，增強學習興趣、提高學習信心。

二、合理運用數學工具快速求解物理問題

教師不僅要帶領學生正確認識數理關系，還應該教會學生如何更聰明更快捷的使用數學工具。在應用數學知識解決具體問題時，要先分析物理現象和物理過程，再分析產生現象的原因，最后運用數學公式描述和求解。解決問題的過程中，將物理問題轉化成為數學形式是很關鍵的，所以學生要弄清楚題目條件和物理規律之間的適用關系，弄清它的來龍去脈，不能將物理概念和規律死記硬背，忽略了將物理規律數學化后再解決問題的途徑。教師應當引導學生在平時做題時養成良好的解題習慣，當遇到一個物理題時，要先從整體考量整個過程，物理現象是如何發生的，隨后再逐步考慮有幾個分過程，哪里是重點考察內容，對每個分過程要逐一分析。在分析的過程中應當找出臨界點和臨界狀態，之后通過這些臨界狀態和物理過程合理的選取數學知識，如函數法、圖像法、微元法等列出方程式或畫出圖像，得出最后的結果。分析思路很清晰，但是高中生往往不能把握住物理情景的分析以及如何與數學結合，有的只會對公式死記硬背不會解題，或者純數學化就忽略了實際情況。有的偏重物理概念的表述，不會轉化為數學方法解題。造成兩種問題的原因是由于不理解物理公式的意義或適用條件、粗心馬虎、做題少或者不會應用物理知識等多種原因造成的。學生們要想快速求解物理問題，必須會合理運用數學工具，所以教師在教學過程中要注重培養學生利用數學方法對物理問題的分析、轉化及計算的能力。有一箭雙雕的作用不僅可以可以幫助學生更好的學習物理，還可以讓學生深入理解數學工具的實質并靈活應用于物理乃至其他自然學科。

數學作為研宄物理學的一種重要語言和工具，不僅為物理學提供了描述物理概念和規律的語言和表達式，而且為分析和解決具體物理問題提供了計算工具。因此，作為教師，在物理教學中要做到：培養學生的數學應用意識;教學中加強學科知識的滲透;在教學中培養學生的數學運用能力。作為學生，在物理學習中要做到：養成學習習慣，提高學習能力;夯實數學知識，奠定物理基礎;防止出現“純數學化”錯誤。