高中物理教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)思想方法的教學(xué)策略研究

◎陳明東

高中物理教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)思想方法的教學(xué)策略研究

◎陳明東

數(shù)學(xué)是解決自然科學(xué)問題的工具性學(xué)科，物理學(xué)的發(fā)展與數(shù)學(xué)理論、數(shù)學(xué)思想的發(fā)展緊密相連，在物理學(xué)習(xí)中運(yùn)用數(shù)學(xué)思想方法不僅有利于實(shí)現(xiàn)概念的簡(jiǎn)化，還可以提高學(xué)生的物理思維能力，因此在新課程背景下，如何在高中物理教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)思想方法成為了教育教學(xué)改革的重點(diǎn)。本文從在高中物理教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)思想方法的重要性出發(fā)，對(duì)數(shù)學(xué)思想方法在高中物理教學(xué)中的滲透策略以及應(yīng)遵循的原則進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。

高中物理；數(shù)學(xué)思想；滲透；教學(xué)策略

引言：數(shù)學(xué)作為一門工具性學(xué)科，其思想方法應(yīng)貫穿于整個(gè)物理的學(xué)習(xí)和研究之中。進(jìn)入到高中階段，物理知識(shí)的難度有了很大的提升，因此，教師可以利用數(shù)學(xué)知識(shí)的遷移，引導(dǎo)學(xué)生從數(shù)學(xué)的角度對(duì)物理問題進(jìn)行分析，從而實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)化題目，拓展思路的目的。從常見的物理習(xí)題中，我們發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)思想方法在高中物理教學(xué)中的運(yùn)用非常廣泛，如利用函數(shù)求極值、利用坐標(biāo)圖分析物體運(yùn)動(dòng)變化等，而這些思想方法的運(yùn)用對(duì)于學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)具有重要意義。

一、在高中物理教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)思想方法的重要性

在物理教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)思想方法就是根據(jù)物理研究對(duì)象的特點(diǎn)，運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)加以描述、計(jì)算、推導(dǎo)，進(jìn)而做出物理分析和判斷的過程。基于數(shù)學(xué)與物理之間的學(xué)科聯(lián)系，在高中物理教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)思想方法，首先，有利于實(shí)現(xiàn)物理知識(shí)的簡(jiǎn)化。在高中物理教學(xué)中有大量抽象嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奈锢砀拍詈臀锢硪?guī)律，學(xué)生在理解中往往會(huì)遇到困難，而這時(shí)數(shù)學(xué)知識(shí)就成了學(xué)生理解抽象知識(shí)的重要工具，如利用方程函數(shù)思想探究物體間的相互作用；利用求導(dǎo)的方法表示自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律等，而通過這樣的知識(shí)轉(zhuǎn)化，學(xué)生就會(huì)將物理新內(nèi)容與已學(xué)的數(shù)學(xué)知識(shí)建立聯(lián)系，從而降低理論難度，深化知識(shí)理解；其次，有利于培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維和創(chuàng)新思維。在傳統(tǒng)教學(xué)中，學(xué)科之間是相互獨(dú)立的，而學(xué)生在物理學(xué)習(xí)中只能沿著教師教授的思路進(jìn)行重復(fù)探索，而在物理中滲透數(shù)學(xué)思想方法，可以讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)知識(shí)之間的共同性，并能夠自主探究、運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解答物理問題，從而拓寬學(xué)生的學(xué)習(xí)思路，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性和創(chuàng)造性。

二、高中物理教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)思想方法的教學(xué)策略

1．不斷提高數(shù)學(xué)修養(yǎng)，重視學(xué)科之間的聯(lián)系 高中物理教師的數(shù)學(xué)修養(yǎng)是數(shù)學(xué)思想方法能否在教學(xué)中有效滲透的關(guān)鍵，因此高中物理教師應(yīng)該從提高自身的綜合素質(zhì)出發(fā)，不斷提高數(shù)學(xué)修養(yǎng)，以發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)知識(shí)與物理知識(shí)之間的聯(lián)系，進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生在問題分析中合理運(yùn)用數(shù)學(xué)思想方法。在提高數(shù)學(xué)修養(yǎng)的過程中，物理教師一方面要從高中階段學(xué)生所學(xué)習(xí)的數(shù)學(xué)知識(shí)入手，通過閱讀書籍、研究教學(xué)大綱、分析數(shù)學(xué)題目等手段，理解高中階段數(shù)學(xué)思想的深度，以便于在研究中完成學(xué)科交叉；另一方面教師還應(yīng)該從學(xué)生的基本數(shù)學(xué)能力入手，根據(jù)學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)思想方法的掌握程度來(lái)循序漸進(jìn)地滲透數(shù)學(xué)思想，進(jìn)而達(dá)到因材施教的目的。

2．在物理教學(xué)環(huán)節(jié)中，注重?cái)?shù)學(xué)思想方法的滲透 常規(guī)的物理課堂教學(xué)是學(xué)生實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)思想方法滲透的主要環(huán)節(jié)，在課堂教學(xué)中，教師首先要引導(dǎo)學(xué)生對(duì)物理原型進(jìn)行深入分析，以明確物理研究對(duì)象，進(jìn)而在頭腦中搜索與之相關(guān)的數(shù)學(xué)模型，例如在利用變阻器的移動(dòng)求電壓表讀數(shù)最大值的問題中，學(xué)生可以通過分析題目，發(fā)現(xiàn)物理原型與數(shù)學(xué)中求極值的知識(shí)相關(guān)聯(lián)；然后，對(duì)物理原型進(jìn)行簡(jiǎn)化，即根據(jù)題目中給出的數(shù)據(jù)以及數(shù)學(xué)知識(shí)的運(yùn)用，將其轉(zhuǎn)化成簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)表達(dá)式，如學(xué)生在分析出求極值這一數(shù)學(xué)思想方法后，可以根據(jù)電流、電阻的數(shù)據(jù)以及個(gè)變量之間的關(guān)系確定數(shù)學(xué)關(guān)系式，并建立數(shù)學(xué)模型；最后利用數(shù)學(xué)運(yùn)算，求解物理問題，并進(jìn)行結(jié)果檢驗(yàn)。這樣的教學(xué)過程就是利用數(shù)學(xué)知識(shí)分析物理問題的過程，而學(xué)生在解答問題時(shí)，可以在教師的指導(dǎo)下，另辟蹊徑找到分析問題、解答問題的最佳方法，而這樣的教學(xué)滲透不僅可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，還可以讓學(xué)生在長(zhǎng)期的訓(xùn)練中養(yǎng)成運(yùn)用數(shù)學(xué)思想方法分析物理問題的習(xí)慣，進(jìn)而提高其自主探究能力。

3．善于歸納與總結(jié)，給予學(xué)生充分的獨(dú)立思考空間 在完成一個(gè)階段的學(xué)習(xí)后，教師應(yīng)該有計(jì)劃地對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行歸納和總結(jié)，并利用任務(wù)布置、作業(yè)設(shè)計(jì)等形式，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行分析判斷，以了解學(xué)生在物理學(xué)習(xí)中對(duì)數(shù)學(xué)思想方法的理解和運(yùn)用。在歸納與總結(jié)中，教師首先要確定教學(xué)主導(dǎo)地位，即在物理知識(shí)的歸納中，要以數(shù)學(xué)思想方法的滲透為導(dǎo)向，為學(xué)生設(shè)計(jì)有針對(duì)性的題目，例如教師可以以極值的思想方法為引導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)電阻問題、電功率、磁場(chǎng)中的機(jī)械功率等問題進(jìn)行總結(jié)，以達(dá)到舉一反三的學(xué)習(xí)效果；其次，教師在歸納和總結(jié)的過程中，還應(yīng)該為學(xué)生創(chuàng)造充分的自主學(xué)習(xí)空間，如在矢量分析中，教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主討論，并對(duì)向量在矢量運(yùn)算中的作用進(jìn)行探究，從而深化學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)思想方法以及物理知識(shí)的理解，進(jìn)而讓學(xué)生在物理歸納和總結(jié)中，發(fā)現(xiàn)更多運(yùn)用數(shù)學(xué)思想方法的空間，進(jìn)而不斷拓寬知識(shí)視野。

三、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在高中物理教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)思想方法對(duì)于學(xué)生的綜合發(fā)展具有重要意義，但是教師在引導(dǎo)學(xué)生解決物理問題的過程中，要想達(dá)到靈活運(yùn)用數(shù)學(xué)思想，并排出數(shù)學(xué)思想方法對(duì)物理學(xué)習(xí)的干擾就應(yīng)該堅(jiān)持以下幾點(diǎn)原則：

一、主次分明，即在物理教學(xué)中，數(shù)學(xué)思想方法只是一種輔助教學(xué)工具，因此，教師教學(xué)活動(dòng)應(yīng)該圍繞著物理問題展開，切勿本末倒置；二、簡(jiǎn)潔明了，即在物理問題中運(yùn)用數(shù)學(xué)思想方法的目的是為了實(shí)現(xiàn)抽象物理問題的簡(jiǎn)化，因此，教師在引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)思想方法時(shí)，應(yīng)該保證數(shù)學(xué)模型的簡(jiǎn)潔，以避免數(shù)學(xué)知識(shí)的盲目、過度使用；三、循序漸進(jìn)，即在運(yùn)用數(shù)學(xué)思想方法時(shí)要進(jìn)行從淺到深、從易到難的漸進(jìn)式訓(xùn)練，以保證教學(xué)內(nèi)容符合學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律。在高中物理教學(xué)中，教師只有在遵循以上三點(diǎn)原則的基礎(chǔ)上，合理運(yùn)用教學(xué)策略，并從具體的物理問題入手，探究物理知識(shí)與數(shù)學(xué)知識(shí)之間的本質(zhì)聯(lián)系，才能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)學(xué)思想方法的滲透，進(jìn)而保證教學(xué)效果。

［1］徐國(guó)華．?dāng)?shù)學(xué)是物理最自然的語(yǔ)言——談數(shù)學(xué)思想方法在高中物理中的應(yīng)用［J］．華夏教師，2014，03：52－53．

［2］何勇．?dāng)?shù)學(xué)思想在高中物理課改中的滲透［J］．烏魯木齊成人教育學(xué)院學(xué)報(bào)，2009，01：89－91．

［3］戚亞軍．高中物理試題中數(shù)學(xué)思想研究［J］．學(xué)周刊，2015，33：151．

（作者單位：廣東省徐聞縣徐聞中學(xué) 524100）