數學思維方法在高中物理教學中的應用研究

羅忠華

摘 要：高中物理教師在教學中應積極滲透數學思想，遵循現(xiàn)代化的教育原則與方式，轉變傳統(tǒng)教學思維與方式，提升學生的解題效率，全面增強學生的學習效果，為其發(fā)展奠定堅實基礎。教師應該注意培養(yǎng)學生對物理課程的興趣，在教學物理知識、分析物理問題時不能忽略學生應用數學工具的能力。

關鍵詞：數學思維;高中物理;教學應用

進入高中階段，物理知識的難度有了很大的提升，因此，教師可以利用數學知識的遷移，引導學生從數學的角度對物理問題進行分析，從而達到簡化題目、拓展思路的目的。從常見的物理習題中，我們發(fā)現(xiàn)數學思想方法在高中物理教學中的運用非常廣泛，這些思想方法的運用對于學生綜合素質的培養(yǎng)具有重要意義。

一、高中物理中的數學方法

1.物理學習中常用的數學思維方法

第一，觀察和實驗法，屬于數學方法之列。各個物理量之間的關系可以通過觀察實驗得出，譬如機械能守恒實驗等。學生逐漸產生一種創(chuàng)建模型的思維，借助數學公式將其直觀展現(xiàn)，有助于其對世界產生全新認識，同時提升其思維能力。

第二，隔離法和整體法。簡言之，分析即將事物分隔成多個小部分，而后進行思考研究以及處理，而綜合主要是指將多個具有相同特征的問題聚合整理成一個問題，而后再展開整體剖析。

2.以定量和結構為基礎的數學方法

第一，圖像法。其具體指的是用圖像表達復雜的已知條件，從而精準分析獲取答案的方式。在物理教學期間，相較于文字來說，通過圖像展示已知條件更具直觀性，很容易發(fā)現(xiàn)各個變量間的關聯(lián)。通過此方法解答題目，可以使學生的思路更加清晰，同時也使問題化繁為簡。例如，在v-t圖像中，可以用圖線與橫坐標所圍的面積表示位移的大小，用圖線的斜率表示運動的加速度;在簡諧振動曲線中，兩個相鄰振動狀態(tài)完全相同的質點間水平距離表示波長，經歷的時間表示周期，質點離開平衡位置的最大距離表示振幅等。

第二，三角幾何法。其具體指的是在解答物理空間題目的時候借助三角函數知識展開思考，進而找出答案的方式。高中物理題目的難度較大，存在較多的矢量合成及分解問題，而此類問題都與三角幾何法存在內在關聯(lián)。例如平拋運動，可以分解為水平方向勻速直線運動和豎直方向自由落體運動兩個分運動，而這兩個分運動合成的結果是運動軌跡為拋物線的平拋運動。再如斜面上物體的受力情況，可以將物體所受的力向平行于斜面和垂直于斜面方向分解，從而判斷物理的運動情況。高中階段很多物理問題，凡是涉及矢量的合成和分解的問題，都離不開三角幾何法。

第三，代數法。其具體指的是在解答物理題目期間按照題中已知信息及已經掌握的物理公式，通過算式將各個相關量的關系展示出來，進而借助方程式找出答案的方式。而物理內涵無法通過單純的數學問題進行詮釋，必須借助相應的知識來衡量結果是否正確無誤。例如，物體做自由落體運動，下落時間為非負值，物體運動時所具有的動能為非負值，勢能根據所取的零勢能面可正可負。

二、常見數學方法在高中物理中的具體運用

1.結合學生學習情況針對性滲透

教師在滲透數學思想方式之前，應重點了解學生的實際學習能力與特點，結合當前的學科教學模式，針對物理課程設計內容進行創(chuàng)新與優(yōu)化，通過數學思想方式提升物理教學工作效果，使得學生更容易接受與掌握知識。例如：教師在講解“電學”知識點的時候，可以引導學生將數學學科中比例法內容融入其中，簡化電學問題的解題步驟。在此期間，還需指導學生掌握“比例法”應用技巧，理清具體的學習與解題思路，使用方程帶入已知量，優(yōu)化整體教學工作方式與方法。

2.針對教學資源進行整合

高中物理教師在教學中滲透數學思想方法，需全面整合教學資源，加大整體管理工作力度，結合物理課程內容開展數學思想方法滲透設計工作。物理教師需指導學生自主探究教學問題，挖掘其中的數學思想內容，并總結具體的學習規(guī)律，掌握物理問題解題技巧。例如：教師在講解“受力”問題的時候，可以引導學生使用數學“三角形”知識進行分析，將其應用在受力問題的解題中，在綜合分析與了解的情況下，合理使用比例形式解決物理受力問題，提升計算的精確度與準確性。

3.實驗過程中的滲透措施

物理具備理論與實驗綜合性的特點，在實驗環(huán)節(jié)中，教師應科學滲透數學思想方式，培養(yǎng)學生的實踐操作能力，針對整體教學模式進行優(yōu)化。在設計實驗環(huán)節(jié)的時候，教師應滲透數學思想方式，為學生營造較為自由的環(huán)境與氛圍，使得學生在學習過程中總結豐富經驗，積極參與到課堂教學活動中。例如：高中物理教師在講解“內阻和電動勢”實驗課程知識的時候，可以要求學生使用數學繪圖的方式針對實驗數據進行處理，了解數據點的實際分布趨勢，并排除其中的誤差點，然后使用圖片的方式獲得實驗數據信息，充分發(fā)揮數學思想方式的應有作用。

綜上所述，在物理學習中，數學具有非常重要的作用，因此教師在物理教學中，要將數學思想方法作為工具運用起來，使得學生能夠學會運用數學方法和思想解決物理問題。教師應在物理教學中將數學方法和思想融入其中，使學生學會正確使用數學思想和方法，實現(xiàn)學習成績和思維水平的提升。

參考文獻：

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