高中物理學習與數學的聯系與區別

齊建文

【摘要】物理和數學是兩門既有聯系又有差別的學科，無論是學生還是教師，都將其區以對待。在高中的物理教學或學習過程中，數學學習的要求是不可或缺的，這兩門課程緊密聯系，但由于高中物理和數學課程設置不緊湊等原因，導致物理的教學和學習時常遇到一些困難。面對這樣的問題，高中物理教師應該如何正確引導學生對待和處理，值得深思。合理有效的將二者結合，不只能夠促進學生對于學科間的認知，也將激發他們的學習興趣，從而促使學生全面綜合發展。

【關鍵詞】高中物理;高中數學;聯系;區別

【中圖分類號】G633.6【文獻標識碼】A【文章編號】1992-7711（2020）32-129-01

本文將圍繞這些困擾問題，從教學者和學習者兩個角度進行深入的討論剖析，得到解決的策略。

一、高中物理和數學的緊密聯系

物理學和數學是現代自然科學中的基礎學科，二者密切聯系在一起，關系深遠。物理學最早起源于哲學，最早出現在希臘文，隨著人類對于自然科學界的不斷深入探究，物理這門學科逐漸發展。回顧物理的發展過程，不難發現存在著很多例如伽利略、牛頓、麥克斯韋等眾多既在物理領域又在數學領域有杰出貢獻的偉大人物。從這點來看，一直以來物理的學習和發展始終和數學是有聯系的。在某種意義上，物理是數學的實際應用，而數學是物理的根底，二者相輔相成，缺一不可。

在高中物理和數學的教學與學習中，無論作為教師還是學生，對于二者的聯系更是深有體會。一方面，在物理和數學學習的過程中，都要求學生具備空間想象、抽象邏輯、逆向思維和分析理解等不同程度的能力;另一方面，就物理和數學的解題思路和方法而言，二者也有相似之處，例如它們需要根據題目要求進行合理的建模，然后結合圖形關系和數學公式進行數學計算，從而對題目要求進行正確的論證或驗證。從這兩點來看，也就不難理解為什么在物理中也出現數學計算公式。

二、高中物理學習和數學的區別

雖然人們常說“數學和物理不分家”，它們都被當做理科來對待，二者之間關系緊密，但它們之間也是同中有異，存在不同之處。

數學學科具有抽象、嚴謹、邏輯性等特點，而物理學科注重實驗，在解決實際物理問題時，往往需要構建物理模型，結合數學工具，對實際問題進行簡單處理。

三、高中物理學習和數學之間的實際聯系、存在問題和解決方案

仔細研究高中物理的教學，會發現數學作為學習物理的基礎，真的不容輕視。在物理的教學或學習過程中，兩者之間始終保持緊密聯系，不可分割。例如：

1.在學習矢量、標量和平行四邊形定則的知識時，如果能將其和數學上的向量聯系起來，無論是教師教學還是學生學習都會事半功倍。

2.在學習有關力和運動的合成與分解時，將其和數學上平面幾何、立體幾何與三角函數關系相結合，學生或許在解決物理問題時就會很容易的通過數學幾何關系找到物理關系，從而提高解題效率。

3.在學習物理量函數關系時，將其與數學中學過的正比例函數、一次函數、正、余弦函數、反比例函數等函數圖像結合，例如運動學中位移-時間圖像、速度-時間圖像;振動和波中y-x圖像、y-t圖像;熱學中P-T圖像、V-T圖像、P-V圖像;電學中U-I圖像、U-R圖像，學生通過數學函數圖像的意義來理解和記憶物理知識，這樣會輕松許多，也會增加他們學習的積極性。

4.在分析解決物理動態、極值或者臨界條件等問題時，將數學上計算動態、極值或者臨界條件等問題的方法借用到物理情境中也是極為必要的。

雖然物理和數學有上述的實際聯系，但在高中物理的實際教學和學習中，這些聯系并沒有被相關課程設計者重視，或者說高中的物理學習對數學的要求還是很高的。例如，在2017版的《普通高中物理課程標準》中提到的對于圖像關系斜率的理解、矢量標量的理解，或者在計算力的合成與分解問題上與數學沒有很好地鏈接。高中物理必修一中講解圖像斜率和矢量標量，通過三角函數計算力和運動的合成與分解時，數學上還沒有學，關于這些物理概念的理解學生還是很難掌握的。從而一方面導致物理教師在教學中面對學生沒有接觸的數學問題感到棘手，另一方面使得學生學習感到費勁，壓力大，學習興趣下降，嚴重的甚至讓學生開始厭煩物理。

面對這種實際問題，我們教師既然不能在教材的設置上做出改變，但我們可以從教學的順序上適當做出合理改變。具體措施方案如下：

1.高中物理教學開始階段，學生的數學基礎需要得到物理教師要注重。教師不要過于著急的進行物理知識學習，可圍繞高中物理學習需要掌握的數學基礎開始，例如向學生簡單的介紹斜率、向量、三角函數圖像等數學上基礎內容，讓學生從一開始就對“物理學習離不開數學基礎”有一個很好地認知，幫助學生從數學到物理的學習進行過渡。

2.正確把握課程標準，確保學生掌握一定的數學基礎知識后，再將物理的教學過程及時推進。讓學生在學習過程中，切身體會到學習的循序漸進，一步一個腳印，切不可眼高手低，出現目前類似的知識滯后性。

3.在教學過程中，一定要時刻貫穿“教師引導，學生自主學習”的教學理念。對于物理的學習要注重培養學生的物理科學研究思維、嚴謹負責的態度、主動獲取新知識的能力，在教學中要有耐心和責任心，適當鼓勵學生，促使學生擁有正確的學習心態和學習方法，讓學生本人自主進行討論交流，從而領會應用數學基礎知識解決實際物理問題的方法。

4.數學和物理是有聯系，但物理教師一定要注重讓學生區別對待這兩門學科。要讓學生明確，在處理物理問題時，我們是借助數學基礎進行物理建模、通過數學物理公式和數學計算得到物理規律或者結果，切莫在解決物理問題中一貫的使用數學方式，包括使用數學符號或者數學術語，否則就會感覺是在解決數學問題而不是物理問題。

四、總結

在高中的學習中，物理的學習需要借助數學工具，數學的研究意義也同時需要物理的研究才能得以彰顯。因此，作為教育者或學習者應當始終保持自己頭腦清晰，正確對待物理與數學的關系，從而在高中的物理教學和學習中取得進步。

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作者單位

（清遠市華僑中學;廣東;清遠;511500）