高中數(shù)學與物理的滲透式教學策略探究

摘?要：高中物理與數(shù)學這兩門學科之間存在密切的聯(lián)系，教師在開展教學的時候，應充分發(fā)揮數(shù)學學科的工具性和物理學科的特點，引導學生開展跨學科探究活動，運用物理和數(shù)學知識進行實際問題的分析和解決，最終提升學生的探究能力和學習效果。文章以高中數(shù)學與物理課堂教學作為研究切入點，對知識的互相滲透和策略進行了詳細的研究。

關(guān)鍵詞：高中物理;數(shù)學;滲透;策略

數(shù)學是一門基礎性學科，數(shù)學思想不僅能夠研究數(shù)學問題，同時也是研究物理問題、解決物理問題的重要工具。因此，教師在開展高中數(shù)學或物理課堂教學的時候，可以將知識互相滲透，有效地融入數(shù)學思想和數(shù)學思維，幫助學生更好地掌握數(shù)學內(nèi)涵，將物理概念、物理規(guī)律清晰地表達出來，不斷加深學生對物理知識的理解，進而全面提升課堂教學效果。對此，在普通高中物理課程標準中也明確提出了，教師在開展物理教學的時候，需要融入一定的數(shù)學能力，以培養(yǎng)學生的跨學科知識運用能力。

一、 高中數(shù)學與物理的滲透式教學必要性分析

基于高中數(shù)學與物理學科的特點，以及課程標準的要求，教師在開展數(shù)學與物理課堂教學的時候，全面加強知識的滲透，具有極強的必然性。具體來說就，集中體現(xiàn)在以下幾個方面：

第一，增強學科聯(lián)系性，體現(xiàn)數(shù)學工具性與物理的科學性。面對當前社會發(fā)展的需求，傳統(tǒng)單一的知識結(jié)構(gòu)已經(jīng)無法滿足社會發(fā)展的需求。基于此，教師在進行人才培養(yǎng)的時候，必須要改變傳統(tǒng)的人才培養(yǎng)模式，注重學科之間的聯(lián)系，真正實現(xiàn)各個學科知識的融會貫通，不斷提升學生的知識綜合運用能力。而數(shù)學作為一門基礎性學科，與物理這一學科之間存在密切的聯(lián)系，實現(xiàn)兩者之間的有效滲透，更能夠促進學生的發(fā)展。

第二，有助于降低學生的學習難度。高中數(shù)學與物理兩個學科之間存在密切的聯(lián)系，數(shù)學是學生開展物理學習的基礎，物理思想、方法同樣影響著數(shù)學規(guī)律的探索。因為，數(shù)學的邏輯推導、數(shù)學的規(guī)定等，是學生進行物理定律學習的基礎。在具體的學習中，通過數(shù)學知識與物理知識的融合，更有利于增強學生的學習能力，將知識融會貫通，降低學生的學習難度，提高知識的應用能力。

第三，物理實驗可以驗證數(shù)學思想和規(guī)律。物理定律在發(fā)現(xiàn)的時候，基本上都是通過實驗的形式進行的，通過實驗能夠驗證數(shù)學方法的科學性。因此，數(shù)學教學中融入物理知識，更有利于轉(zhuǎn)變數(shù)學知識的抽象性，給學生更好的呈現(xiàn)數(shù)學規(guī)律。

第四，物理知識是提升學生學習能力的必然要求。物理定律原本是一種科學的抽象，唯有通過數(shù)學語言這一載體，才能將其變成具體的公式。例如，針對高中物理學習中遇到的電阻定律、歐姆定律、楞次定律等，學生在學習的時候，僅僅是了解和掌握具體的定律，但是只有融入一定的數(shù)學思想，學生即可在掌握具體物理規(guī)律的同時，明確其推導方法，并將其應用到日常的實踐中。

二、 高中數(shù)學與物理教學滲透路徑分析

（一）數(shù)學思想在高中物理基礎知識教學中的滲透

在高中物理教學中，基于物理學科特點的制約，物理基礎知識教學是物理課堂教學的重中之重，也是提升學生物理核心素養(yǎng)的關(guān)鍵。但是在具體的物理基礎知識學習中，由于其具備極強的抽象性，學生的理解能力有限，針對一部分物理規(guī)律學習中存在較大的難度。面對這一現(xiàn)狀，教師開展教學的時候，應有效融入數(shù)學思想，將其簡單、明白地表現(xiàn)出來。如此一來，不僅增加了學生的物理學習興趣，也促使在熟悉的數(shù)學思想中，積極主動參與到物理課堂學習中。具體來說，在高中物理課堂教學中，最為常見的數(shù)學思想滲透方式有以下幾種：

第一，微元思想的滲透。數(shù)學微元思想在物理教學中尤為常見，這一數(shù)學思想主要是對某一物體或者過程進行細分。基于此，在對高中物理統(tǒng)一運動規(guī)律進行學習的時候，就可以結(jié)合數(shù)學微元思想，引導學生從中任意抽取一個小的單元進行計算。

第二，數(shù)學函數(shù)思想的滲透。函數(shù)思想是最為常見的一種數(shù)學思想，也在物理教學中尤為常見。具體來說，在高中物理教學中，可借助數(shù)學函數(shù)思想中的斜率對物體運動規(guī)律進行體驗，可結(jié)合正弦函數(shù)和余弦函數(shù)等，對力的分解和合成，以及交變電流進行表示;還可以借助拋物線的函數(shù)思想，對物體的勻變速運動進行表示。

第三，數(shù)學極限思想的滲透。數(shù)學極限思想的本質(zhì)就是無限接近，在講述自由落體運動的時候，教師就可以將數(shù)學極限思想滲透到教學中，引導學生對相關(guān)知識進行探究學習。

第四，數(shù)形結(jié)合思想的滲透。數(shù)形結(jié)合思想是高中數(shù)學中最為常見的思想。學生在對物理學習的過程中，也可以借助數(shù)形結(jié)合思想，對物理概念、物理規(guī)律以及概念和規(guī)律之間的變化進行描述，進而不斷加深物理規(guī)律的理解。例如，在位移這一物理概念教學中，教師就借助了數(shù)形結(jié)合思想，引導學生在數(shù)學思想的幫助下，對位移知識形成深刻的理解。

第五，轉(zhuǎn)化與歸化思想滲透。轉(zhuǎn)化與歸化這一數(shù)學思想就是引導學生對未知的問題進行轉(zhuǎn)化，使其成為學生已有知識的范圍之內(nèi)，引導學生對其進行有效解決。針對這一數(shù)學思想，就可將其滲透到物理教學中，引導學生結(jié)合這一數(shù)學思想，將不理解、不成熟、不規(guī)范的問題進行轉(zhuǎn)化，進而加深物理知識的理解。

（二）數(shù)學思想在物理解題中的滲透

在高中物理教學中，解題是物理教學中最為重要的組成部分，同時也是制約學生物理學習成績的重要因素。但是在傳統(tǒng)的高中物理教學中，學生在面對抽象的物理問題的時候，常常出現(xiàn)不知道如何下手的現(xiàn)狀。要徹底改變和解決這一問題，教師在開展教學的時候，就可以滲透數(shù)學思想，引導學生結(jié)合數(shù)學思想這一手段，降低數(shù)學解題的難度，明確具體的解決思路，進而快速找到物理問題的解決技巧。例如，在“曲線運動”這一部分物理題目解決的過程中，針對部分學生常常面臨沒有解題思路的現(xiàn)狀，教師可充分借助數(shù)形結(jié)合思想，借助圖形的方式，將題目中的已知量體現(xiàn)出來。如此一來，學生在數(shù)學圖像的直觀展示中，就可以對已知量、未知量直觀的關(guān)系進行明確的感知，進而借助物理知識，對其進行解決。

（三）物理實驗在數(shù)學概念教學中的滲透

在高中物理教學中，由于物理這一學科是建立在實驗基礎上的自然學科，物理實驗教學不僅對于物理課堂教學有著重要的意義，同時也能夠滲透到數(shù)學教學中，幫助學生理解其中的數(shù)學規(guī)律，增強學生的學習能力。然而，在具體的數(shù)學教學中，常常出現(xiàn)學生無法理解數(shù)學數(shù)字規(guī)律背后的深層含義，進而制約了數(shù)學課堂教學的效果。面對這一現(xiàn)狀，教師在開展數(shù)學教學的時候，就可借助物理實驗的方法，引導學生充分利用物理實驗中的現(xiàn)象和數(shù)據(jù)對數(shù)學知識進行思考，進而更好地解決數(shù)學教學中面臨的問題，最終達到預期的數(shù)學教學目的。例如，在“等比數(shù)列”的教學中，教師可以引入打點計時器測速度的物理實驗，引導學生借助打點計時器對加速度進行測量，并將相同時間走過的路程在紙帶上清晰地標出，讓學生觀察紙帶，并將每一段路程的平均速度計算出來，看其中有什么規(guī)律。學生根據(jù)物理學的知識，很容易得出，相鄰兩段路程的平均速度之間具有這樣的關(guān)系：v0=av1，即相同時間內(nèi)，后一段紙帶的速度是前一段的a倍，這樣，學生就很容易理解等比數(shù)列的規(guī)律，同時，運用物理的方法，可以更容易推導出等比數(shù)列前n項和的公式，達到事半功倍的效果。

（四）物理知識在解數(shù)學問題中的滲透

新課程改革背景下，教師在開展高中數(shù)學教學的時候，應注重知識跨學科應用能力的培養(yǎng)，真正實現(xiàn)學以致用的目的。但是在具體的教學中，物理知識與數(shù)學問題的融合，對于學生來說也是難點所在。面對這一現(xiàn)狀，教師在培養(yǎng)學生跨學科知識應用能力的時候，就可結(jié)合物理學科的特點，引導學生借助物理知識，對日常生活中遇到的問題進行解決，最終提升學生的知識應用能力，真正提升學生的核心素養(yǎng)。例如，在有關(guān)數(shù)學動點的問題中，就可以將物理學中的動態(tài)平衡問題滲透到其中，教師在指導學生運用物理原理和方法進行數(shù)學問題的分析求解。在這種情況下，學生就可以借助所學的物理知識，對其進行解決，最終達到預期的教學目標。同時，物理知識也可以作為數(shù)學試題的背景，開闊學生的視野，增強學生的學習能力，豐富學生的學習體驗。例：已知z1、z2、z3，為3個不為零的復數(shù)，并且滿足|z1|=|z2|=|z3|，z1+z2+z3=0，那么，判斷z1、z2、z3對應點所組成三角形的形狀？本題用數(shù)學的方法并沒有太好的思路，并且非常復雜，如果將物理知識融入其中，通過力學矢量來解決數(shù)學復數(shù)問題，即能夠強化物理與數(shù)學之間的聯(lián)系，也能夠增強學生的知識綜合應用能力。將復數(shù)看作是力，根據(jù)題意可知力的大小相等，合力為0，則三力之間的夾角應該一樣大，即120°，因此組成的三角形為等邊三角形。數(shù)學與物理聯(lián)系緊密，尤其是兩者都具有矢量，在特殊的情況下，二者往往沒有明顯的界線，在進行數(shù)學與物理知識融合的過程中，更能夠巧解問題，理解其中的規(guī)律，促進學生學習的深入。

三、 結(jié)束語

綜上所述，高中數(shù)學和物理是高中階段重要的課程，也是極容易導致學生望而生畏的課程。面對學生學習中存在的難度，教師在開展教學的時候，應該將物理和數(shù)學知識進行互相滲透，培養(yǎng)學生的跨學科知識應用能力，增強學生對知識本質(zhì)的理解，從而提高學生的學習興趣，增強學生的學習效率。

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作者簡介：

張君瑜，甘肅省白銀市，景泰縣第二中學。