中學物理教學中數學素養開發與應用的研究

摘 要：隨著素質教育理念在我國教育系統的不斷深入，各個學科教師在日常教學當中應指導學生對學到的各科知識進行融會貫通。中學數學與中學物理是中學階段的重點及難點科目，兩者之間有千絲萬縷的關系，如果將兩者有機的結合起來將大力提升教學效率。本文簡要闡述了在中學物理教學當中有機地融入數學思維營造高效中學物理課堂的重要性和應用策略，期望為以后中學物理教師在教學中融合物理與數學提供科學的理論依據和參考。

關鍵詞：中學物理;數學素養;應用

前言：

傳統的中學教學理念中各個學科之間獨立存在、界限比較分明，在素質教育的影響下，這種傳統的教育理念正在逐步發生轉變，不同學科之間的相互滲透有助于提高學生的學習效率，利用學科互補還可以避免學生出現偏科的問題。中學數學作為一門基礎工具學科，數學中的許多解題思維適用于解決中學物理問題。中學物理教師應轉變傳統的教育理念，注重在物理教學當中根據所教授的實際內容合理的滲透相關的數學知識，讓數學成為學生學習中學物理，掌握物理知識的有效工具。

1.中學物理與中學數學的相關性

中學數學與中學物理都是中學階段的必修課程，都比較考驗學生的邏輯思維能力，兩者都屬于理科課程。初中學生在學習數學與物理過程中都需要學習許多相關公式和定理等，學習這兩門課程時學生都需要對學到的知識多記憶、多分析、多理解及多運用。并且，有很多中學物理當中的定理推論都需要依靠數學的運算法則來解決。中學物理與中學數學均是對固有問題的論證，在解題方法方面都應做到隨機應變，許多數學和物理問題都需要學生結合圖形與知識進行解題。

2.中學數學素養滲透到中學物理教學當中的主要作用

中學物理教師要適應新課改注重學生的全面發展，應該在日常教學當中學會合理滲透數學知識到物理教學當中，將物理學科與數學學科融會貫通，為學生提供更多的解決物理問題的思路和方法，提高學生物理學習效率[1]。在物理教學當中運用數學知識營造高效課堂，打破了物理學科與數學學科之間的界限，加強了物理與數學學科之間的深層聯系。并且學生學會運用所學到的數學知識解決遇到的物理新問題，可以改變學生各個學科分離單獨存在的知識結構，構造一個各個學科相互融會貫通的較為完善的整體知識結構，幫助學生應對更多的難題。中學物理對于一部分剛接觸物理知識的初中生來說很多知識比較抽象、難以理解，在學習上存在一定的難度，引入學生較為熟悉的數學知識幫助學生更好的理解物理知識可以達到事半功倍的作用。學生在接受知識時往往是由易到難，需要一個過渡過程，如果忽略了這個規律教學效果會大打折扣。利用中學知識解決中學物理問題，就是幫助學生調整學習物理知識的難度。

3.中學數學素養在中學物理教學中的應用策略

物理學家在解決物理難題時經常會運用數學思維進行解答，因此數學是解決物理難題的一種必備的高效的思維工具。中學物理教師應提高自身教學水平，對物理教材提前做好深度解讀，合理引入相關數學知識，引導學生做好物理與數學的融會貫通，相互運用。

3.1中學物理基礎知識教學時滲透數學思維

中學物理課程是一門理論知識比較多，并且存在一定的理解難度的課程。大量的物理理論知識的學習，要求學生具有較強的記憶能力對其做到牢記。在學生牢記物理理論知識的基礎上，想要達到合理運用學到的理論知識解決問題還需要學生深度理解所牢記的理論知識[2]。因此，初中學生在學習物理知識時牢記與理解大量的理論知識成為了許多學生學習物理時遇到的一大難題。同時，大部分初中物理理論知識比較抽象，這也極大的增加了學生的學習難度，降低了學生的物理學習效率。初中物理教師在為學生講解物理理論知識時，可以代入相關的數學知識，將抽象的理論知識具象化。譬如，初中物理教師在向學生講解“電阻”相關的知識時，因為“電阻”這一概念比較抽象，學生無法實際看到其具體變化，因此理解過程比較困難。這時中學物理教師可以適時引入學生比較熟悉的數學知識當中的“曲線圖”，指導學生繪制橫縱坐標分別為電壓和電流的曲線圖，通過曲線圖當中的實際變化，幫助學生理解電阻的具體含義。

3.2中學物理實驗操作教學時滲透數學思維

中學物理課程為提高學生對物理知識的理解與運用能力，有許多理論知識相關的實驗操作課程[3]。中學物理實驗主要是為了鍛煉學生的實操能力，檢驗課堂理論知識學習效果，幫助學生強化記憶到的物理知識。在初中物理實驗操作過程中，學生都會遇到實驗失敗的情況，找到實驗過程中的問題部分才能解決實驗失敗的問題。中學物理教師應指導學生在實驗操作中適當的融入數學思維，運用數學知識幫助增大物理實驗操作的成功率。譬如，中學物理教師在指導學生進行“電阻”相關的實驗時，做好每次實驗操作過程中每一環節實驗數據的記錄，當實驗結果不理想時，根據記錄的實驗數據整理成表格，從實驗數據中找尋實驗操作出現失誤的部分，然后針對問題部分進行改進。

3.3中學物理實際問題解決時滲透數學思維

中學物理知識的學習不僅僅是為了理論知識與實驗操作的掌握，最終是為了應用物理知識幫助解決實際問題。物理屬于一門應用型學科，在應用物理知識解決實際問題時很多學生找不到思路與方法，教師可以指導學生從數學思維入手，換一個角度解決物理實際問題。譬如，在遇到動態平衡相關的實際問題時，教師可以指導學生從數學知識當中的“相似法”尋求具體的解決方法。

4.結語

綜上所述，中學物理教師在物理課堂當中要根據實際情況合理滲透數學思維，在物理課堂中開發利用數學知識構建高效物理課堂方法并非一成不變的。初中物理教師應在自身豐富教學經驗的基礎上，考慮班級內學生的知識掌握水平，幫助學生調整物理學習難度，提高學生的學習能力。

參考文獻

[1] 楊天奇，朱琳，付偉，齊海燕.中學物理教學中數學思想運用[J].科技視界，2019（32）：175-176.

[2] 汪俊，葉玉琴.例析數學知識在中學物理極值問題中的應用[J].湖南中學物理，2019，34（08）：88-90.

[3] 安豐亮. 數理邏輯思維對中學物理的學習影響與研究[D].陜西理工大學，2019.

作者簡介：高迎新，1970年4月出生，女，漢，河南濮陽，本科，中學物理素養與數學素養的結合。