淺談高中物理教學與數(shù)學知識的融合

摘 要：高中物理是一門十分注重定量分析和邏輯推理的學科，它與數(shù)學這一基礎學科有著密不可分的聯(lián)系，許多物理問題都得借助數(shù)學知識來解答。但是在教學實踐中，高中數(shù)學與物理教學存在著各自為政，單打獨斗的現(xiàn)象，導致高中物理教學與數(shù)學知識的融合在教學實踐中卻不盡如人意?？梢哉f，巧妙地將數(shù)學知識融入物理課堂教學之中不僅有助于物理邏輯關系的推理論證，同時也對學生的解題能力有質的提升。

關鍵詞：高中物理;高中數(shù)學;知識融合

中圖分類號：G63? ? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1673-9132（2019）30-0096-01

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2019.30.088

想要在物理教學過程中有效融合數(shù)學知識，首先要認清兩者之間的關系。在明確各自相關概念的基礎上，先針對問題給出的條件用物理知識加以分析，找到數(shù)學知識的切入點，而后聯(lián)系數(shù)學知識求解問題。以“平拋運動”這一知識點為例，它屬于高中數(shù)學中的拋物線問題，所以物理教師完全可以借助這些數(shù)學知識來解答物理問題，有效提高學生的解題能力，提高教學的實效性。

一、物理教學中融合數(shù)學知識的力度

可以說，物理問題的解決離不開數(shù)學知識，但二者之間還是有本質上的區(qū)別。我們能借助到的數(shù)學知識只是一部分，并不是所有數(shù)學概念都能在物理中行得通，所以說在解決一些物理問題時，我們要結合問題實際情況來巧用數(shù)學知識，才能獲得最合理的答案。

我們借助數(shù)學知識來解決物理問題，目的在于化繁為簡，可是運用不恰當，就有可能將問題復雜化。偉大的物理學家愛迪生給予數(shù)學家阿普拉計算燈泡體積的任務，可數(shù)學天才阿普拉測量計算了半天也沒搞清楚其準確體積是多少，而愛迪生給燈泡中注滿水，再將水倒入量杯中，馬上就計算出了燈泡的體積。通過這一故事，我們可知其實很多物理問題并不復雜，若是強行用數(shù)學知識解決所有物理難題，那只能將問題復雜化。

二、高中物理實驗教學融入數(shù)學知識

物理實驗在高中物理學習和探究中具有重要的作用，同時也是高中物理教學的重要組成部分。將數(shù)學知識融入到高中物理實驗教學中，不僅有利于學生對物理實驗進行量化處理，還可以運用數(shù)學公式、圖像將物理現(xiàn)象的變化規(guī)律直觀地呈現(xiàn)出來。這樣，學生再進行物理知識的理解就容易多了。由于物理實驗實際操作過程中存在較大偶然因素和系統(tǒng)誤差，使得實驗結果與理想模型之間具有一定的差異，而通過數(shù)學中的“均值法”“逐差法”等知識，可以將多次的實驗數(shù)據(jù)進行數(shù)學分析，從而得出較為準確的實驗結果，提高實驗的準確率，這樣更具有說服力。在一些物理實驗中，教師可以引導學生根據(jù)已知量進行作圖，并將對應的數(shù)據(jù)函數(shù)圖像進行體現(xiàn)，這樣很快就能夠發(fā)現(xiàn)物理量之間的線性關系，對于一些復雜的物理量可以融合換元的數(shù)學思想，化繁為簡，將物理本質規(guī)律直觀地呈現(xiàn)，既有利于學生學習興趣的激發(fā)，也能提高學生的學習效率，促進學生的實驗能力、探究能力和創(chuàng)新能力的發(fā)展。

三、高中物理教學中融入數(shù)學思維

（一）逆向思維

數(shù)學中的逆向思維在高中物理學習過程中有著重要作用。逆向思維能夠幫助學生解決一些復雜難解的物理問題。我們通過逆向思維將物理問題解題過程的末態(tài)逆轉成初態(tài)，通過逆向分析法分析問題，其優(yōu)點是將物理問題簡單化，且利于理解掌握物理公式，提升物理解題速度。

（二）圖像思維

我們在學習物理知識時涉及大量的作圖，這就利用到了數(shù)學幾何作圖的內容。將一些抽象物理變化，用圖像來呈現(xiàn)，其有利于直觀描述物理問題中蘊含的規(guī)律，同時表現(xiàn)出物理量之間的關系。從另一角度來說，圖像思維還培養(yǎng)考查學生的作圖、識圖能力，有助于將一些有難度的物理問題條理化。比如，在“力的合成與分解”中就得借助直角三角函數(shù)、向量的加減法運算等數(shù)學知識。當然還有很多點需要我們物理教學從業(yè)者細心挖掘。

（三）比例思維

許多物理問題的解答我們還可以借助運用到數(shù)學比例法。比例法的優(yōu)點在于其可以有效規(guī)避一些與問題無關的物理量，清晰羅列出有助于答題的未知比例量，切實有效地將解題過程簡單化。同時，我們在借助數(shù)學比例法進行解題時，還能夠清晰察覺到物理公式中相關變量間的關系，明確物理公式的特定意義。

數(shù)學知識在物理教學中有著至關重要的地位。物理教學與數(shù)學知識的巧妙融合可以使物理教學變得更具科學性和邏輯性，也能讓學習者深刻感受到物理知識的奇妙，激發(fā)學生的學習興趣，更好地培養(yǎng)學生嚴謹?shù)膶W習態(tài)度，提高學習效果。當然，我們也要意識到數(shù)學學科與物理學科的差異性，可巧妙借用但不可亂用，充分認識到數(shù)學知識所發(fā)揮出的實質作用和教學價值。作為物理教師，我們有必要將好的教學學習方法引導給學生，讓學生意識到數(shù)學知識在物理學習中的作用與價值，在培養(yǎng)學生數(shù)學思維的同時，提升物理學習的效率與質量。

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[責任編輯 杜建立]

作者簡介： 馬拴科（1978.7— ），男，漢族，甘肅靈臺人，中學一級，研究方向：高中物理教育教學。