物理中數(shù)學(xué)思維的運(yùn)用

時(shí)澤宇

[摘要]物理和數(shù)學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維的重要學(xué)科，是引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的科研精和理性思想的基礎(chǔ)課程，兩者的關(guān)系是相輔想成的，在物理學(xué)中運(yùn)用數(shù)學(xué)思維能夠有效的提高學(xué)生物理學(xué)習(xí)效率，幫助學(xué)生養(yǎng)成良好的解題思路。本文結(jié)合具體的數(shù)學(xué)思維方法，結(jié)合相關(guān)的教學(xué)案例，指出數(shù)學(xué)思維在物理課程中的運(yùn)用途徑，并在此基礎(chǔ)提出了加強(qiáng)物理數(shù)學(xué)思維運(yùn)用的對(duì)策。

[關(guān)鍵詞]物理教學(xué) 數(shù)學(xué)思維 教學(xué)應(yīng)用

物理是一門理論和實(shí)踐相結(jié)合的課程，其中蘊(yùn)含著大量豐富的概念和定義，在一定程度上加大了學(xué)生學(xué)習(xí)的難度，很多學(xué)生在學(xué)習(xí)物理的過程中，不得其法，難以有效提高物理學(xué)習(xí)效率。數(shù)學(xué)思維模式在物理學(xué)習(xí)中的提出和運(yùn)用，有效的解決了這一問題，能將復(fù)雜的、抽象的理論知識(shí)用數(shù)學(xué)的形式表達(dá)出來，如圖形、不等式、替換法等，能夠有效的提高學(xué)生的解題思路，培養(yǎng)學(xué)生良好的物理學(xué)習(xí)習(xí)慣。

一、樹立正確的的數(shù)學(xué)思維理念，培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)語言表達(dá)能力

數(shù)學(xué)思維在學(xué)生物理學(xué)習(xí)中發(fā)揮著不可替代的作用，數(shù)學(xué)思維是指運(yùn)用數(shù)學(xué)的定義、理論和各種特殊的符號(hào)，對(duì)物理學(xué)知識(shí)進(jìn)行綜合性的表達(dá)，從而揭露物理學(xué)的本質(zhì)，方便學(xué)生度物理知識(shí)的學(xué)習(xí)和了解，因此加強(qiáng)數(shù)學(xué)思維在物理教學(xué)中的運(yùn)用，是提高學(xué)生物理學(xué)習(xí)能力的前提和基礎(chǔ)。數(shù)學(xué)思維模式在物理理論知識(shí)學(xué)習(xí)中的作用主要表達(dá)在以下幾個(gè)方面：

首先，數(shù)學(xué)思維能夠簡化物理概念。物理涉及的內(nèi)容十分廣泛，是對(duì)所有物質(zhì)、能量和時(shí)空的科學(xué)研究，因而具有一定的抽象性，教師在教學(xué)新的物理知識(shí)時(shí)，會(huì)通過各種小實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生進(jìn)行觀察和交流，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)某一物理現(xiàn)象歸納，加深學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的理解。在教學(xué)過程中，教師要有意識(shí)的培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)語言表達(dá)能力，將抽象的理論知識(shí)用簡潔的數(shù)學(xué)語言進(jìn)行闡述，如在學(xué)習(xí)勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以通過公式列出線速度和周期之間的關(guān)系，即線速度（V）=弧長（s）/周期（t），方便學(xué)生記憶和理解，同時(shí)還能根據(jù)其基本公式推動(dòng)出向心力加速度a和線速度及周期之間的關(guān)系，即向心力加速度a=V2/r=（2π/t）2r，利用數(shù)學(xué)中類比思想，提高學(xué)生的物理學(xué)習(xí)效率。

其次，發(fā)揮數(shù)學(xué)思維圖形結(jié)合理念在物理知識(shí)中的表達(dá)。圖形表達(dá)法是數(shù)學(xué)思維模式的重要組成部分，在物理學(xué)習(xí)中利用圖象表達(dá)法，能夠更加直觀的將物理理論知識(shí)呈現(xiàn)在學(xué)生面前，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解。一方面圖象表達(dá)法具有簡潔的特征，如在學(xué)習(xí)物體運(yùn)動(dòng)過程時(shí)，涉及到物體運(yùn)動(dòng)的軌跡、過程等，為了能夠進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的想象力，需要借助各種圖象、直線，將其運(yùn)動(dòng)的路線清楚的的展示出來，方便學(xué)生學(xué)習(xí)；另一方便圖象表達(dá)法還能夠幫助學(xué)生理清物理知識(shí)結(jié)構(gòu)框架，提高學(xué)習(xí)效率，物理知識(shí)所要學(xué)習(xí)的內(nèi)容十分多，每一知識(shí)點(diǎn)方面又分為無數(shù)個(gè)知識(shí)點(diǎn)，將這些知識(shí)運(yùn)用樹狀圖標(biāo)注出來，幫助學(xué)生記憶。

此外，數(shù)學(xué)思維能夠?qū)ξ锢砉竭M(jìn)行推導(dǎo)。在物理學(xué)習(xí)中，學(xué)生很容易遇到各種問題，如知識(shí)概念混淆、基礎(chǔ)理論知識(shí)記不住，解題能力相對(duì)薄弱等，使得學(xué)生失去學(xué)習(xí)的物理的興趣，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)效率較低，而數(shù)學(xué)思維中可以通過類比、推理等方式，讓學(xué)生學(xué)會(huì)物理解題思路，如在進(jìn)行電路學(xué)習(xí)時(shí)，可以依據(jù)歐姆定律的基本概念進(jìn)行深入的學(xué)習(xí)。

最后，依據(jù)物理學(xué)習(xí)的內(nèi)容選擇不同的數(shù)學(xué)思維模式。物理涉及到物質(zhì)能量轉(zhuǎn)化、運(yùn)動(dòng)軌跡變化及時(shí)間和空間的轉(zhuǎn)變，根據(jù)不同的學(xué)習(xí)內(nèi)容，需要選擇合適的數(shù)學(xué)思維模式，如利用不等式求解鏡像問題、利用圖象求解位移問題等，充分發(fā)揮數(shù)學(xué)思維在學(xué)生物理學(xué)習(xí)中的積極作用，從而提高學(xué)生的物理學(xué)習(xí)能力，引導(dǎo)學(xué)生樹立科學(xué)觀念。

二、利用數(shù)學(xué)思維培養(yǎng)正確的解題思路，提高學(xué)生物理解題效率

物理學(xué)習(xí)不僅在于讓學(xué)生掌握理論知識(shí)，更重要的是能讓學(xué)生將物理知識(shí)靈活的運(yùn)用到問題的解決中，實(shí)現(xiàn)物理學(xué)習(xí)的價(jià)值和意義。隨著新課程改革的不斷深入，要求物理這一門課程要培養(yǎng)學(xué)生的觀察和實(shí)驗(yàn)精神，提高學(xué)生的科研能力，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展，為此學(xué)生在學(xué)習(xí)物理的過程中要注意科學(xué)的運(yùn)用數(shù)學(xué)思維，從數(shù)學(xué)思維的角度深入研究和探討物理現(xiàn)象，從而提高自身的學(xué)習(xí)能力。

第一，實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐的有效結(jié)合。物理是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，在學(xué)習(xí)過程中涉及到大量的實(shí)驗(yàn)問題，尤其是在物理習(xí)題中，經(jīng)常需要學(xué)生根據(jù)給定的的條件，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過程，從實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)、實(shí)現(xiàn)理論、實(shí)驗(yàn)過程、實(shí)驗(yàn)結(jié)果等方面進(jìn)行綜合性的考察，這就要求學(xué)生回答這一問題時(shí)，要結(jié)合相關(guān)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，進(jìn)而設(shè)計(jì)出合理的實(shí)驗(yàn)流程，保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

第二，運(yùn)用數(shù)學(xué)符號(hào)和公式解答物理題目。物理習(xí)題是檢驗(yàn)學(xué)生學(xué)習(xí)成果和效率的有效方式，通過分析學(xué)生的物理習(xí)題，可以幫助其找出自身搞學(xué)習(xí)的薄弱環(huán)節(jié)，并有針對(duì)性的進(jìn)行訓(xùn)練，加深和鞏固物理知，同時(shí)物理試卷考核的內(nèi)容比較多，并有時(shí)間限制，如何在限定時(shí)間內(nèi)解答出所有的題目，是現(xiàn)階段學(xué)生需要關(guān)注的重點(diǎn)問題。為此，利用數(shù)學(xué)符合和公式，能夠簡化學(xué)生的答題過程，縮短答題時(shí)間，使得學(xué)生能夠快速、準(zhǔn)確的回答基本問題，為后面的綜合題留下足夠的解題時(shí)間。

第三，運(yùn)用數(shù)學(xué)思維找出物理問題的關(guān)鍵。很多學(xué)生在進(jìn)行物理問題解答時(shí)，容易受到不相關(guān)條件的影響，脫離正確的解題思路，使得自身的思考陷入混亂轉(zhuǎn)狀態(tài)，甚至可能將簡單的問題復(fù)雜化，不僅無法進(jìn)行正確的解答，還降低了解題效率，不利于學(xué)生的學(xué)習(xí)。對(duì)此學(xué)生要有意識(shí)的運(yùn)用數(shù)學(xué)思維找出問題的關(guān)鍵，將物理習(xí)題的語言表述轉(zhuǎn)化成直觀的圖象、公式等，避免習(xí)題中的語言陷阱，如在進(jìn)行位移距離求解時(shí)，學(xué)生可以將不同的行駛距離和方向用直線和箭頭表達(dá)出來，簡化問題，從而拓展學(xué)生的思路。

三、結(jié)論

綜上所述，數(shù)學(xué)思維在學(xué)生物理學(xué)習(xí)中發(fā)揮著重要的作用，培養(yǎng)和加強(qiáng)學(xué)生在物理學(xué)習(xí)中運(yùn)用數(shù)學(xué)思維進(jìn)行有效學(xué)習(xí)的方法，不僅能夠加強(qiáng)學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的理解和記憶，還能夠引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的物理解題思路，提高學(xué)生的物理學(xué)習(xí)能力。為此在進(jìn)行物理理論知識(shí)和實(shí)踐學(xué)習(xí)的過程中，要充分發(fā)揮數(shù)學(xué)思維的學(xué)習(xí)作用，將復(fù)雜、抽象的物理知識(shí)，用簡潔的數(shù)學(xué)語言表達(dá)出來，從根本上掌握物理知識(shí)，使得物理知識(shí)真正能夠?yàn)榧核谩?/p>