數(shù)學(xué)知識(shí)在高中物理解題中運(yùn)用的幾點(diǎn)思考

鄒澤明

(四川遂寧安居育才中學(xué)校 四川遂寧 629000)

一、高中物理的學(xué)科要點(diǎn)

高中物理的內(nèi)容開展主要基于初中內(nèi)容的內(nèi)容，但與初中物理有著一定的區(qū)別，這可以從以下幾點(diǎn)出發(fā)：第一、知識(shí)深度，重視理解。高中物理，要加深對(duì)重要物理知識(shí)的理解，有些將由定性討論進(jìn)入定量計(jì)算，如力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系、動(dòng)能概念、電磁感應(yīng)、核能等。第二、知識(shí)廣度，擴(kuò)大范圍。高中物理，要擴(kuò)大物理知識(shí)的范圍，學(xué)習(xí)很多初中未學(xué)過的新內(nèi)容，如力的合成與分解、牛頓萬有引力定律、動(dòng)量定理、動(dòng)量守恒定律、光的本性等。第三、知識(shí)應(yīng)用，提高能力。

高中不僅僅要學(xué)習(xí)物理知識(shí)，更重要的是要提高學(xué)習(xí)物理知識(shí)和應(yīng)用物理知識(shí)的能力。高中階段，學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)主要是培養(yǎng)自學(xué)能力和物理解題能力，并學(xué)會(huì)一些常用的物理研究的方法。[1]

二、數(shù)學(xué)知識(shí)運(yùn)用于高中物理的重要性

（一）加強(qiáng)了學(xué)科之間的融合

高中階段的學(xué)科與學(xué)科之間都具有一定的聯(lián)系和知識(shí)的交匯，高中物理中包含了大量的數(shù)學(xué)學(xué)科內(nèi)容，比如函數(shù)和圖形等等都具有數(shù)學(xué)知識(shí)的內(nèi)容和思想。教師將數(shù)學(xué)知識(shí)運(yùn)用于高中物理中有利于降低物理學(xué)科的教學(xué)難度，因?yàn)閿?shù)學(xué)知識(shí)從小學(xué)開始就被學(xué)生學(xué)習(xí)和應(yīng)用，學(xué)生利用熟知的內(nèi)容去學(xué)習(xí)另一門學(xué)科能有效加強(qiáng)學(xué)生對(duì)于學(xué)科的學(xué)習(xí)積極性。

（二）豐富物理學(xué)科教學(xué)手段

物理學(xué)科具有極強(qiáng)的嚴(yán)密性和邏輯性，任何過程都是需要仔細(xì)推理的，任何教學(xué)都是需要嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?，它的教學(xué)不像語文或英語學(xué)科那樣具有一定的趣味性。因此，數(shù)學(xué)知識(shí)被運(yùn)用于高中物理中能為教師的教學(xué)工作開展增添一些手段，比如在面對(duì)物理問題時(shí)，教師可以利用圖形去取代全文字的表述，這樣能加強(qiáng)學(xué)生的記憶，促進(jìn)學(xué)生的理解，豐富教學(xué)的內(nèi)容和手段。

（三）優(yōu)化物理學(xué)科的特點(diǎn)

數(shù)字知識(shí)與高中物理的融合能給物理內(nèi)容和知識(shí)的呈現(xiàn)帶來新的表現(xiàn)方式，從而使學(xué)生能夠在數(shù)學(xué)知識(shí)的視角下深刻體現(xiàn)出物理學(xué)科的抽象化，從而深化物理學(xué)科特點(diǎn)。[2]

三、數(shù)學(xué)知識(shí)在高中物理解題中運(yùn)用的關(guān)鍵策略

（一）從函數(shù)出發(fā)

學(xué)生在小學(xué)階段認(rèn)識(shí)函數(shù)、在初中階段深化函數(shù)、在高中階段探究函數(shù)，經(jīng)過各個(gè)階段的學(xué)習(xí)，函數(shù)逐漸完善化和具體化，反比例函數(shù)、正弦函數(shù)和余弦函數(shù)等知識(shí)被大范圍應(yīng)用于數(shù)學(xué)學(xué)科中?；诖?，教師可以有效轉(zhuǎn)換教學(xué)思路，將函數(shù)的知識(shí)和要點(diǎn)運(yùn)用于高中物理的解題中。以教科版高中物理必修二第一章第二節(jié)《研究拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律》為例，題目為：一條渡船正在渡河，河寬為260m，船在靜水中的速度為36km/h，水的流速是18km/h，為了讓船能垂直于河岸渡河，船應(yīng)該怎樣運(yùn)動(dòng)？此問題落腳點(diǎn)是船的行駛角度問題，求出船渡海的時(shí)間后，根據(jù)余弦定理，cosα=河水相對(duì)于河岸的速度/船相對(duì)于靜水的速度=5/10=1/2，即可得到α=60°。在這個(gè)過程中，我們利用余弦定理能輕松解決問題。

（二）從圖形出發(fā)

物理學(xué)科的教學(xué)中大量應(yīng)用了圖形，包括解題在內(nèi)，圖形的應(yīng)用能幫助學(xué)生直觀了解所給信息之間的關(guān)聯(lián)性，幫助學(xué)生創(chuàng)造解題思路。以科教版高中物理必修一第一章第5節(jié)《直線運(yùn)動(dòng)速度隨時(shí)間變化的圖》為例，在教學(xué)開展和解題過程中，教師都可以充分利用圖形，比如根據(jù)題目中給出的v-t圖像，推斷出各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方式、加速度等隱含信息，從而進(jìn)一步完成解答。

（三）從幾何出發(fā)

幾何主要包括三角形、長(zhǎng)方形、正方形或立體圖形等，我們利用幾何開展高中物理的解題能加強(qiáng)知識(shí)的表現(xiàn)效果，從而拓寬解決問題的思路。以教科版高中物理必修二第二章《研究圓周運(yùn)動(dòng)》為例，教師在開展教學(xué)時(shí)，比如判斷物體經(jīng)過的弧長(zhǎng)由什么決定？根據(jù)公式物體經(jīng)過的弧長(zhǎng)=半徑×轉(zhuǎn)過的角度，由于一個(gè)圓內(nèi)半徑全部相等，可以得出物體經(jīng)過的弧長(zhǎng)由物體轉(zhuǎn)過的角度直接決定，且之間的關(guān)系為正比例函數(shù)。[3]

四、總結(jié)

數(shù)學(xué)知識(shí)被應(yīng)用于學(xué)習(xí)和生活中，我們可以利用數(shù)學(xué)知識(shí)去解決生活問題，也可以利用數(shù)學(xué)知識(shí)去滲透其它學(xué)科，促進(jìn)其它學(xué)科學(xué)習(xí)的開展和進(jìn)步。高中物理學(xué)科中有效利用數(shù)學(xué)知識(shí)解題能幫助學(xué)生轉(zhuǎn)換思路，從物理視角和數(shù)學(xué)視角的雙重滲透下去準(zhǔn)確快速得到答案，從而在高效學(xué)習(xí)物理的同時(shí)保證數(shù)學(xué)內(nèi)容的加強(qiáng)和鞏固。