培養(yǎng)高中生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識解決物理問題能力的實踐研究

國慧

【摘要】在學(xué)習(xí)高中物理時，不僅僅要學(xué)習(xí)各章節(jié)的基礎(chǔ)知識點，還應(yīng)理解各物理定量之間的關(guān)系，然后通過實驗的方法去獲得相關(guān)的驗證。高中生學(xué)習(xí)物理難在不懂得用數(shù)學(xué)知識去解決物理問題，當(dāng)前許多高中生這方面的能力還是有所不足，本文通過學(xué)習(xí)高中物理如何運(yùn)用數(shù)字知識去解決作一個淺述，以達(dá)到使高中生在學(xué)習(xí)物理時更加容易，從而提高高中物理的知識水平。

【關(guān)鍵詞】數(shù)學(xué)知識;高中物理;實踐研究

引言：數(shù)學(xué)知識在高中物理當(dāng)中的應(yīng)用還是非常重要的，無論是物理的觀測實驗還是理論探討，它都涉及到數(shù)學(xué)知識的運(yùn)用，所以，在高中物理學(xué)習(xí)過程當(dāng)中，要培養(yǎng)學(xué)生將數(shù)學(xué)知識運(yùn)用到物理學(xué)習(xí)當(dāng)中的能力，而且要將這樣的培養(yǎng)當(dāng)作一個課題來深入研究并加以重視，這樣才能真正地讓學(xué)生養(yǎng)成這樣的習(xí)慣，對學(xué)生提高物理的水平有非常大的幫助。

一、數(shù)學(xué)知識在物理學(xué)習(xí)中的意義

（一）數(shù)學(xué)能夠幫助物理進(jìn)行數(shù)量分析

數(shù)學(xué)方法是解決物理問題的一種工具，在很大程度上幫助高中生能夠解決物理中的難題，首先它能幫助物理進(jìn)行數(shù)量分析以及計算，只有數(shù)學(xué)知識的運(yùn)用才能使物理學(xué)有一個完整的物理學(xué)體系。物理學(xué)一開始只是以對現(xiàn)象的定性進(jìn)行描述，并不參與到分析以及計算中，將數(shù)學(xué)運(yùn)用到物理當(dāng)中去并不是當(dāng)代人的發(fā)明，早在伽利略將數(shù)學(xué)與物理實驗進(jìn)行融合之后，物理學(xué)就從定性描述改變成分析和計算，最終實現(xiàn)了現(xiàn)在的精密科學(xué)。[1]數(shù)學(xué)方法在物理學(xué)當(dāng)中的作用還是有很多的，如在物理學(xué)當(dāng)中的微觀世界的研究中，數(shù)學(xué)就擔(dān)當(dāng)了很重要的角色，可想而知，如果在物理學(xué)習(xí)當(dāng)中缺少數(shù)學(xué)的參與，物理是很難有前進(jìn)的可能。為了證明海王星的存在，科學(xué)家利用天體力學(xué)理論然后再通過數(shù)學(xué)的推算，最終得以證明。再如電磁波的存在是以光速傳播的，都是通過數(shù)學(xué)的計算而得出來了。

（二）簡化了表達(dá)方法，加速思維進(jìn)程

在高中生學(xué)習(xí)物理時，尤其是概念與概念之間，大多數(shù)是以數(shù)字符號代替的，這與用物理的表述方法有著很大的差別，這種用數(shù)字符號來表述物理概念和關(guān)系時，簡化了表達(dá)方式，從而使學(xué)生的思維不會過度地停留概念的字面表述上，使思維的進(jìn)程加速，便于記憶，有些是用數(shù)字公式的方法，有步是用圖形的方法等，還有物理定律也大多數(shù)也使用數(shù)學(xué)方法，如歐姆定律就是用I=U/R來進(jìn)行表達(dá)。這種用數(shù)字或符號的概念表達(dá)，有利用學(xué)生的記憶，也有利于學(xué)生的學(xué)習(xí)能力提高。沒有數(shù)學(xué)的物理學(xué)，學(xué)習(xí)的難度會更高。物理不僅僅是一個定性的描述，它還有定量的分析和計算的一個過程，在這過程當(dāng)中，數(shù)學(xué)就提供了一種手段以及一個推理的工具，從而使復(fù)雜的物理現(xiàn)象顯露其本質(zhì)出來。

二、培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識解決物理問題能力的措施

（一）把物理問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題

高中階段將在學(xué)習(xí)物理的過程當(dāng)中遇到的問題要用數(shù)學(xué)的思維能力去解決，這種能力要求高中教師進(jìn)行大力培養(yǎng)，幫助學(xué)生養(yǎng)成習(xí)慣。其中主要涉及到用數(shù)學(xué)的表述方法去解決物理學(xué)中的概念，定律等，杜絕用死記硬背的方法對物理概念進(jìn)行背誦，死記硬背并不是學(xué)好物理的方法，反而會使高中生在學(xué)習(xí)物理時感覺到越來越難。在高中生學(xué)習(xí)物理時，要習(xí)慣于將物理問題用數(shù)學(xué)的知識去解釋并加以解決，使物理概念與數(shù)學(xué)知識進(jìn)行相互融合，這樣才能使學(xué)生在了解公式來源時有一個清晰的了解，并且很容易能夠記住。許多物理的概念都是通過大量的物理實驗才得出來的，最后才有了科學(xué)的理論論證，在高中進(jìn)行物理實驗的時候，要有意識地培養(yǎng)學(xué)生用數(shù)學(xué)的知識通過分析與思考，最終用數(shù)學(xué)知識來得出物理的定律，這樣做的目的有兩個，一個是使學(xué)生能夠?qū)ξ锢矶捎懈畹牧私?，另處就是讓學(xué)生真正了解，解決物理問題的方法，數(shù)學(xué)是一個工具同時也是一種方法，只有利用好這個工具，就能夠?qū)⒏咧形锢碇R學(xué)的很輕松。[2]另外，學(xué)校要加強(qiáng)這方面的培訓(xùn)，努力使每一位學(xué)生都能夠充分地利用數(shù)學(xué)的解題能力去學(xué)習(xí)物理知識。當(dāng)養(yǎng)成了這種習(xí)慣，不僅對當(dāng)下學(xué)習(xí)物理有益，對學(xué)生未來的發(fā)展也有非常大的幫助。

（二）用數(shù)學(xué)知識去分析物理問題

這里主要涉及到用數(shù)學(xué)知識去對物理問題進(jìn)行計算和分析，從而進(jìn)行推理和論證。在高中階段，用數(shù)學(xué)知識去解決物理問題對部分學(xué)生來說有一些困難，產(chǎn)生學(xué)習(xí)困難的原因主要有對物理的概念沒有真正理，導(dǎo)致思路不對，還有的就是利用數(shù)學(xué)運(yùn)算時技巧性不強(qiáng)，生硬搬套，公式亂用，最后弄巧成拙，反而給學(xué)習(xí)增加更多的負(fù)擔(dān)，所以高中教師在對學(xué)生進(jìn)行物理教學(xué)時要強(qiáng)調(diào)一個概念，高中物理在運(yùn)用數(shù)學(xué)解決問題時，它只是一個解題的工具，在數(shù)學(xué)應(yīng)用到物理當(dāng)中去的時候，要嚴(yán)格按照物理概念來進(jìn)行，它也一定要受到物理定律的約束，物理學(xué)畢竟不是數(shù)學(xué)，要真正了解它們兩者之間的關(guān)系，才能夠?qū)?shù)學(xué)作為一種工具去幫助高中生學(xué)好高中物理知識。另外在運(yùn)用數(shù)學(xué)知識去解物理題目時，有時物理定律并不適用物理題的條件，要靈活地選擇恰當(dāng)?shù)姆椒?，明確題義，從而理清物理問題的關(guān)鍵點，然后再用數(shù)學(xué)知識去解決。在用數(shù)學(xué)知識答題結(jié)束時，還要用物理的定義去進(jìn)行相關(guān)的驗證和討論。

結(jié)束語：物理學(xué)它在高中學(xué)科中并不是獨立存在的，也就是說它并不是一個物理學(xué)的定性描述，而是要通過數(shù)學(xué)進(jìn)行計算分析的定量科學(xué)，高中生要將數(shù)學(xué)知識應(yīng)用到物理問題當(dāng)中去有著極其重要的意義，首先提供了計算的方法，其次是簡化的表達(dá)方法，使學(xué)生的思維能力加速，在培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識去解決物理能力方面，首先要讓學(xué)生養(yǎng)成將物理問題轉(zhuǎn)化成數(shù)學(xué)問題的能力，其次是培養(yǎng)學(xué)生將數(shù)學(xué)知識進(jìn)行物理計算的能力，這樣才能取得很好的學(xué)習(xí)效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙文萍.培養(yǎng)高中生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識解決物理問題能力的實踐[D].內(nèi)蒙古師范大學(xué).

[2]李艷.高中物理總復(fù)習(xí)中培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題能力的實踐研究[D].內(nèi)蒙古師范大學(xué).