數(shù)學(xué)知識(shí)對(duì)高中物理學(xué)習(xí)的影響探究

申海平

摘要：在高中階段，學(xué)生物理成績始終是老師和學(xué)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(xué)模式、教學(xué)方法到教學(xué)手段等一系列的理論和實(shí)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(shí)施，更加重了學(xué)生避選物理心態(tài)。關(guān)于如何提高高中生物理成績，眾說紛紜，學(xué)生的個(gè)人認(rèn)知水平、數(shù)學(xué)的掌握程度、對(duì)物理學(xué)科的興趣、以及教師的指導(dǎo)等都會(huì)影響學(xué)習(xí)效果。通過與一線教師和學(xué)生的交流，發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)知識(shí)的運(yùn)用對(duì)物理成績具有重要的影響。數(shù)學(xué)知識(shí)與物理概念相互穿插交織，數(shù)學(xué)知識(shí)的掌握對(duì)提高學(xué)生物理成績有很重要的影響。如果數(shù)學(xué)知識(shí)的掌握與物理概念和規(guī)律的銜接和運(yùn)用出現(xiàn)脫節(jié)，即使學(xué)生能夠明白物理概念，卻也難以用合適的數(shù)學(xué)手段解決具體的問題。

關(guān)鍵詞：數(shù)學(xué);高中物理;教學(xué)

隨著物理知識(shí)從定性介紹的初中物理轉(zhuǎn)向定量表述和計(jì)算的高中物理，物理學(xué)習(xí)對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的依賴出現(xiàn)質(zhì)變并逐漸增強(qiáng)，必要的數(shù)學(xué)工具的支持是學(xué)好物理的重要條件之一。如果學(xué)生缺乏相應(yīng)的數(shù)學(xué)知識(shí)或?qū)?shù)學(xué)知識(shí)掌握不牢固，不能應(yīng)用到物理學(xué)習(xí)中，對(duì)物理知識(shí)的學(xué)習(xí)將會(huì)產(chǎn)生障礙。而在高中物理范疇內(nèi)通過對(duì)數(shù)學(xué)思想與方法的整合、數(shù)學(xué)模型構(gòu)建與探討，會(huì)有助于培養(yǎng)學(xué)生在遇到物理問題時(shí)具備良好的建模能力，有助于把處理物理問題和數(shù)學(xué)思想有機(jī)統(tǒng)一，有助于提升物理思維，有助于建立學(xué)生學(xué)習(xí)物理的信心。然而，把數(shù)學(xué)知識(shí)與思想應(yīng)用到物理學(xué)習(xí)中對(duì)學(xué)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(dǎo)，在教學(xué)中主動(dòng)培養(yǎng)學(xué)生知識(shí)遷移的意識(shí)和能力。對(duì)于數(shù)學(xué)知識(shí)影響物理學(xué)習(xí)成績的主要原因，提出了以下應(yīng)對(duì)策略。

一、正確理解數(shù)理關(guān)系，養(yǎng)成良好的數(shù)學(xué)習(xí)慣

在我們平時(shí)求解較為復(fù)雜的物理問題時(shí)，正確的步驟是：物理問題→建立物理模型→找到相應(yīng)數(shù)學(xué)模型→確定初始條件→運(yùn)用數(shù)學(xué)方法和思維解答→回歸物理情境→解答完畢。?學(xué)生在求解物理問題時(shí)，會(huì)因?yàn)槠渲械哪硞€(gè)環(huán)節(jié)出問題導(dǎo)致得到錯(cuò)誤的答案，甚至有些學(xué)生在第一步物理問題的理解就出現(xiàn)了偏差。所以在平時(shí)的課堂教學(xué)中，不妨引導(dǎo)學(xué)生在理解物理規(guī)律和概念的同時(shí)，要把文字表述與數(shù)學(xué)表達(dá)二者結(jié)合起來，并畫出圖像，圖文結(jié)合，記住概念不如用圖像和符號(hào)再現(xiàn)概念。要讓學(xué)生從一開始就養(yǎng)成用文字描述和數(shù)學(xué)表達(dá)兩種方式表述物理概念和規(guī)律的習(xí)慣。指引學(xué)生理清正確的解題思路和方法步驟，當(dāng)出錯(cuò)時(shí)，檢查問題的時(shí)候知道自己錯(cuò)在哪里，這樣會(huì)大大提高做題的效率和訓(xùn)練知識(shí)點(diǎn)的目的性。

帶領(lǐng)學(xué)生正確的認(rèn)清數(shù)學(xué)和物理的關(guān)系。既不能否定和忽略數(shù)學(xué)對(duì)物理的重大影響，也不能過分夸大數(shù)學(xué)的作用，導(dǎo)致物理習(xí)題純數(shù)學(xué)化而帶來錯(cuò)誤，擺正數(shù)理關(guān)系，注意數(shù)學(xué)知識(shí)在物理中運(yùn)用的一些特殊性和局限性，運(yùn)用好數(shù)學(xué)這個(gè)工具，分清物理和數(shù)學(xué)之前語言的轉(zhuǎn)化，教學(xué)過程中要注意轉(zhuǎn)化能力的漸進(jìn)性。逐步提高學(xué)生的數(shù)理結(jié)合能力，這樣能幫助學(xué)生有效緩解畏學(xué)心理，增強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣、提高學(xué)習(xí)信心。

二、合理運(yùn)用數(shù)學(xué)工具快速求解物理問題

教師不僅要帶領(lǐng)學(xué)生正確認(rèn)識(shí)數(shù)理關(guān)系，還應(yīng)該教會(huì)學(xué)生如何更聰明更快捷的使用數(shù)學(xué)工具。在應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決具體問題時(shí)，要先分析物理現(xiàn)象和物理過程，再分析產(chǎn)生現(xiàn)象的原因，最后運(yùn)用數(shù)學(xué)公式描述和求解。解決問題的過程中，將物理問題轉(zhuǎn)化成為數(shù)學(xué)形式是很關(guān)鍵的，所以學(xué)生要弄清楚題目條件和物理規(guī)律之間的適用關(guān)系，弄清它的來龍去脈，不能將物理概念和規(guī)律死記硬背，忽略了將物理規(guī)律數(shù)學(xué)化后再解決問題的途徑。教師應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生在平時(shí)做題時(shí)養(yǎng)成良好的解題習(xí)慣，當(dāng)遇到一個(gè)物理題時(shí)，要先從整體考量整個(gè)過程，物理現(xiàn)象是如何發(fā)生的，隨后再逐步考慮有幾個(gè)分過程，哪里是重點(diǎn)考察內(nèi)容，對(duì)每個(gè)分過程要逐一分析。在分析的過程中應(yīng)當(dāng)找出臨界點(diǎn)和臨界狀態(tài)，之后通過這些臨界狀態(tài)和物理過程合理的選取數(shù)學(xué)知識(shí)，如函數(shù)法、圖像法、微元法等列出方程式或畫出圖像，得出最后的結(jié)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(shù)學(xué)結(jié)合，有的只會(huì)對(duì)公式死記硬背不會(huì)解題，或者純數(shù)學(xué)化就忽略了實(shí)際情況。有的偏重物理概念的表述，不會(huì)轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)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(huì)應(yīng)用物理知識(shí)等多種原因造成的。學(xué)生們要想快速求解物理問題，必須會(huì)合理運(yùn)用數(shù)學(xué)工具，所以教師在教學(xué)過程中要注重培養(yǎng)學(xué)生利用數(shù)學(xué)方法對(duì)物理問題的分析、轉(zhuǎn)化及計(jì)算的能力。有一箭雙雕的作用不僅可以可以幫助學(xué)生更好的學(xué)習(xí)物理，還可以讓學(xué)生深入理解數(shù)學(xué)工具的實(shí)質(zhì)并靈活應(yīng)用于物理乃至其他自然學(xué)科。

數(shù)學(xué)作為研宄物理學(xué)的一種重要語言和工具，不僅為物理學(xué)提供了描述物理概念和規(guī)律的語言和表達(dá)式，而且為分析和解決具體物理問題提供了計(jì)算工具。因此，作為教師，在物理教學(xué)中要做到：培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用意識(shí);教學(xué)中加強(qiáng)學(xué)科知識(shí)的滲透;在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)運(yùn)用能力。作為學(xué)生，在物理學(xué)習(xí)中要做到：養(yǎng)成學(xué)習(xí)習(xí)慣，提高學(xué)習(xí)能力;夯實(shí)數(shù)學(xué)知識(shí)，奠定物理基礎(chǔ);防止出現(xiàn)“純數(shù)學(xué)化”錯(cuò)誤。