數(shù)學(xué)方法在高一物理教學(xué)中的應(yīng)用研究

姚春新

物理問題千變?nèi)f化，在形式和求解方式上都有各種各樣的不同。如今增強學(xué)生綜合素質(zhì)的呼聲越來越高，在物理問題的解決過程中充分應(yīng)用數(shù)學(xué)方法，可以加強學(xué)生的綜合能力，鍛煉學(xué)生對所學(xué)知識的靈活運用。數(shù)學(xué)知識對于物理學(xué)科不僅是運算工具，更重要的是對物理概念的理解和物理定律的推導(dǎo)，合理運用數(shù)學(xué)方法，可以在物理問題中發(fā)散抽象思維和進行科學(xué)推理，培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成正確、科學(xué)的物理學(xué)科學(xué)習(xí)習(xí)慣，提高其物理學(xué)習(xí)能力。

一、數(shù)學(xué)方法應(yīng)用在物理教學(xué)中的必要性

物理學(xué)科可以對邏輯思維能力展開多重鍛煉，正確的學(xué)習(xí)方法可以大幅度提升學(xué)生的物理學(xué)習(xí)能力。物理問題思路復(fù)雜，解題方式多樣，如果用單一的固定思維來思考和研究問題的話，很可能會在某個步驟上卡殼。所以在日常教學(xué)中，教師要訓(xùn)練學(xué)生對物理問題進行全方位的思考和分析，將物理方法和數(shù)學(xué)方法進行結(jié)合，對問題進行多個角度的剖析，長此以往就可以鍛煉學(xué)生的多層次、多角度分析問題的能力，克服其孤立思考、表面思考的缺點，加強物理學(xué)科的學(xué)習(xí)能力。數(shù)學(xué)方法在物理問題的解決中具有得天獨厚的優(yōu)勢，它可以將所有的自然現(xiàn)象和科學(xué)現(xiàn)象都抽象成數(shù)學(xué)模型，對數(shù)學(xué)模型進行合理分析，將物理的極限思想用數(shù)字和模型轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)運算思想，就能夠靈活地解決復(fù)雜的物理問題。

二、數(shù)學(xué)方法在物理教學(xué)中的具體應(yīng)用策略

1.用方程式來表達物理關(guān)系，解決物理問題。

在學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生往往會使用方程式來表達數(shù)學(xué)關(guān)系，但是對于物理卻不知從何下手。所以教師在日常教學(xué)實踐中，應(yīng)該高度重視這部分內(nèi)容，加強學(xué)生的練習(xí)和實踐，針對怎樣將物理關(guān)系式與數(shù)學(xué)方程概念有機結(jié)合的問題，進行大量訓(xùn)練，讓學(xué)生深刻理解數(shù)學(xué)方程式和物理關(guān)系式的本質(zhì)意義。物理關(guān)系式就是在數(shù)學(xué)方程式的基礎(chǔ)上賦予其實際意義，解決實際問題。所以在日常訓(xùn)練中，教師要引導(dǎo)學(xué)生積極建設(shè)物理情景，將數(shù)學(xué)公式充分融合進去，讓學(xué)生明白物理平衡式兩端的具體物理概念與意義，再將其轉(zhuǎn)換為數(shù)學(xué)形式進行靈活求解。通過多次例題分析、講解，學(xué)生就會在潛移默化中加強數(shù)理結(jié)合能力，從而培養(yǎng)其理解、掌握和運用所學(xué)知識的能力。

2用數(shù)學(xué)方式來表達物理問題，靈活運用字母和數(shù)字。

在剛開始接觸物理時，學(xué)生往往對物理符號所表達的概念不是很清楚，對于不同的物理公式和物理量所表達的含義不能快速理解，做題時就容易公式變形出錯，從而計算不出結(jié)果。在高一物理的課堂教學(xué)中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生首先學(xué)會“讀題、標(biāo)量、選公式”的思考順序，在熟悉題目的同時進行初步分析，標(biāo)出已知量和未知量，再根據(jù)題目選擇相應(yīng)的公式進行求解。教師在講解物理題目的過程中，要讓學(xué)生明白物理公式和數(shù)學(xué)知識對于解題同樣重要，對于物理量和字母之間的關(guān)系，要在熟悉題目的一開始就明確寫出，防止混淆。學(xué)生如果能夠充分掌握數(shù)學(xué)知識，就可以使用方程式將物理關(guān)系靈活地表達出來，加強其對符號的認識，避免因為犯初級錯誤而失去相應(yīng)分數(shù)。

3.等量代換物理單位，用數(shù)學(xué)單位替代物理單位。

高一學(xué)生處于剛從初中升到高中的跨越時期，對于陡然提升難度的物理學(xué)科，其接受能力普遍較差，在單位的換算方面大部分學(xué)生更是難以理解。針對這一部分學(xué)生，教師在教學(xué)課堂中就要著重傳授單位換算的計算方法和度量轉(zhuǎn)換標(biāo)準(zhǔn)，讓學(xué)生理解物理學(xué)科中的單位轉(zhuǎn)換的本質(zhì)就是數(shù)學(xué)中的等量代換思想。針對此類問題，教師要有目的地對學(xué)生進行大量鍛煉，讓學(xué)生對換算關(guān)系加深記憶，理清數(shù)學(xué)和物理單位各自的適用范圍，用分式的性質(zhì)來解決物理問題。

4.利用函數(shù)圖像表達物理意義，加快學(xué)生理解。

在數(shù)學(xué)問題中，函數(shù)圖像是一種十分直觀的表達方式，它可以將復(fù)雜、雜亂的數(shù)字用關(guān)系式結(jié)合在一起，用簡單、易懂的方式表達出來。在物理問題中，物理規(guī)律和物理量之間的關(guān)系也可以用具體的函數(shù)圖像來表達。但是目前，大部分學(xué)生對于函數(shù)圖像意義和物理量之間的關(guān)系還是沒有清晰的認知，不能將函數(shù)圖像與物理知識緊密聯(lián)系、正確對應(yīng)出來。所以在實際教學(xué)中，教師就要對此部分內(nèi)容進行明確講解，首先要讓學(xué)生掌握橫、縱坐標(biāo)所代表的物理量意義，然后再分析該圖像所蘊含的物理含義。

運用數(shù)學(xué)知識解決物理問題，就要將數(shù)學(xué)思維方式與物理思維方式進行充分融合，教師在教學(xué)過程中要多方面鍛煉學(xué)生，提高他們對于數(shù)理結(jié)合的理解和掌握程度，從而推動我國教育事業(yè)的發(fā)展。

（作者單位：福建省莆田錦江中學(xué)）