探析數學知識在高中物理教學中的有效應用

物理是一門以實驗為基礎，以理解為關鍵，以精確為核心，以運用為目的的科學， 隨著課程的不斷深入，物理知識從簡單的物理現(xiàn)象的觀察、理解到理論、公式的融會貫通，物理實驗也會相應的由簡單到復雜，通過實驗的方式對抽象的概念進行理解，從而探尋這些物理現(xiàn)象的本質，才能最終達到能夠使用數據對物理現(xiàn)象進行精確解釋和運用。而在這個過程中僅僅是記憶概念、公式是遠遠不夠的。所以在物理的學習中加入數學理論和方法，能夠充分理解物理知識和物理現(xiàn)象，并能夠結合掌握的數學知識對物理現(xiàn)象進行精確的計算和推理，從而提高物理教學的有效性。

一、高中物理教學目前存在的一些問題

高中的物理學已經具備了可量度化計算的能力，因為它從初中表面和感性的認識，開始向理性化、公式化過渡?，F(xiàn)在很多的老師在教學中使用強行記憶的方法，我們都明白的一點是在物理學中把概念簡潔化，是一種可行的方法，不同的理解方法不同的思想所概括出來得概念內容也不同。所以老師應該在教學活動中，讓我們學生能夠對物理概念進行準確記憶，提高對物理學習的興趣，這是物理老師的職責也是義務。但是，目前的物理教學中依然存在著很多問題。

（一）物理教學中，教師的整體能力水平不高。高中物理是一門比較難學的學科，從而就要求從事物理教學的老師具備較高的專業(yè)能力和知識水平，同時也需要具備深厚的教學經驗。然后越來越多的學校在擴大招收物理老師的同時，只注重數量而不注重質量，導致很多的物理老師并不能滿足教學的需求。所以，在物理老師的選拔過程中，對專業(yè)知識的掌握應該作為衡量物理教師的關鍵指標。

（二）新技術的出現(xiàn)，能夠使物理知識進行更加直觀的演示。然而，很多學校依然處在缺少設備的傳統(tǒng)教學模式中，盡管偶爾會進行演示，但是由于設備的問題，實驗無法展示，學生也難以理解。老師往往用傳統(tǒng)老師講學生聽的模式，學生對于老師的講解，似懂非懂，缺少相應的實驗課程，直接導致后果就是教學成果低效。

二、數學教學和物理教學之間的關系

高中物理同數學有著密切的聯(lián)系，物理知識在高中數學教材中有著體現(xiàn)，打開數學教材，很明顯的發(fā)現(xiàn)從正文到習題，再到閱讀材料，很多地方都存在著物理知識。同樣物理學的發(fā)展也離不開數學這個工具的完美配合，不管是物理學科中對于概念或者規(guī)律的表述，還是需要借助數學去解決的實際的物理問題。

三、數學知識如何有效地在物理教學中運用

（一）把數學的解題方法和物理的思維相互結合

高中的物理是一種理性認識，對于解題能力的要求也相應的提高，這個時候就需要將數學方法和物理思維相互結合起來，巧妙地解決問題。在一道物理題當中，其中至關重要的是物理思維的體現(xiàn)，物理思維是高中物理中的重中之重，可以將問題簡化，將問題的本質暴露出來。物理問題的解答，理解是前提，計算是過程，數據是結論，在理解的前提下，數學思維很重要，掌握一定的數學計算方法和技巧，能夠是學生能夠在最短的時間內做出問題的解答，得出結論。比如：老師應用數形結合法來解決磁場方面的問題，節(jié)省了時間而且正確率也比較高，往往會得到出人意料的效果。

交點，交點即兩圖線相交的點，表示這個點對應的這一組物理量同時適合所描述的兩個不同對象。如相同時刻兩列波的干涉圖線交點表示此時刻兩列波在此處具有相同的相位，a-t圖像中兩圖線的交點表示此時刻加速度大小相同，方向相同等。除了這些特定圖像可歸納出共性的特征，一些函數圖像交點還有獨有的含義，可以借此拓展解題思路。

（二）轉化的思想方法。不管是是初中還是高中數學，很多時候需要將未知問題轉化為已學的或已知的方法來解決新問題，這就是轉化的思想方法。如求不規(guī)則幾何圖形的面積就可以轉化成幾個規(guī)則幾何圖形來求解。在高中物理學習中，轉化是問題解決的一種重要策略，物理解題關鍵的就是在審清題意的基礎上通過思維的轉化建立起正確的、我們熟知的物理模型，進而迅速、簡捷的解題。很多同學在解題的過程中，一遇到稍復雜的物理問題或新的物理情景時，往往受思維定勢的影響，思維不能由此及彼的迅速轉換而使思路狹窄、方法單一，甚至使問題成為難解之題。如果將問題轉化一下，就能迅速、簡捷地解決問題。如：把實際問題轉化為理想模型；將一般轉化為特殊；由動轉化為靜；化無限為有限；將宏觀轉化為微元；將物理量轉化為圖形；將不對稱轉化為對稱等等。

四、如何提高學習高中物理的質量

首先，學生在上課的時候一定要做到認真仔細的聽講，不要自己做自己的事情，課堂中要和老師保持一致，緊跟老師的思路，有可能老師所講的解題思路與自己的理解有所不同。在錯過老師的講解后，你的學習就完全需要自己去學習，自己去學習的效果往往沒有老師的講解有效。除了要在課堂上認真聽講外，還要學習老師解題的思路和方法，遇到問題及時提問，直到明白掌握解題的方法，以防在以后遇到類似的問題時無從下手。還有很重要的一點就是要做好課堂筆記，記錄也是一個學習的好方法，可以把老師講的重點難點記錄下來，方便自己以后復習和掌握。

其次，學生要明白課后復習的重要性，養(yǎng)成自主解決問題的能力。新學的知識點，一定要去復習整個題目的引入分析、概括和結論，而且要學會把以前的知識和新學的知識相結合，在對比思考中明白知識網內在互相聯(lián)系的關系，這對以后學習中對知識全面的概括起著重要作用。經過一些課后練習，加強和鞏固知識點，進一步加深對新知識的記憶和理解。

總之，在學習中，學生要根據老師講解的運用數學知識解決物理問題的有效途徑，把數學知識、數學思維方法遷移到學習物理上來。強化數理知識的結合，做好高中數學與物理教學之間合理有效的運用，利用多渠道的有效途徑，促進數學知識的遷移，降低學習物理的難度以外，也可以增強學生解決問題的能力。

（作者單位：河南省實驗中學）