高中物理教學(xué)中數(shù)學(xué)思想方法的分類及滲透策略

袁媛

本文系2020年度濮陽市基礎(chǔ)教育教學(xué)研究項目“核心素養(yǎng)下高中物理教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)思想方法的研究”階段性研究成果，課題編號：PJCJY2020083

摘要：在高中物理教學(xué)體系中，數(shù)學(xué)思想方法不僅是物理學(xué)理論的重要發(fā)展工具，同時也直接關(guān)系到課程教學(xué)的總體質(zhì)量，而通過對高中物理教學(xué)與數(shù)學(xué)思想方法進行融合，能夠進一步就物理課程理念進行貫徹，有助于在提高學(xué)生物理探究意識的同時培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科素養(yǎng)。對此，通過分析高中物理教學(xué)與數(shù)學(xué)思想的基本聯(lián)系，探究高中物理教學(xué)體系中數(shù)學(xué)思想方法的主要分類，在結(jié)合教學(xué)實際的基礎(chǔ)上指出數(shù)學(xué)思想方法的融合滲透策略，進而有效改善高中物理教學(xué)水平并促進高中學(xué)生物理素養(yǎng)的進一步增強。

關(guān)鍵詞：高中物理教學(xué)；數(shù)學(xué)思想方法；聯(lián)系；分類；滲透

中圖分類號：G633.7文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1992-7711（2021）01-0012

物理學(xué)科雖然與數(shù)學(xué)學(xué)科均作為兩個相互獨立的學(xué)科存在，但由于二者均需要就學(xué)生的邏輯思維進行培養(yǎng)，因此通常具有共通的教學(xué)思維和教學(xué)模式。但是基于傳統(tǒng)高中物理教學(xué)，很多教師對物理教學(xué)本身的數(shù)學(xué)特性了解不足，即將物理教學(xué)失利的原因歸為物理學(xué)科本身，這不僅導(dǎo)致學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用能力很難發(fā)揮，同時也限制了對于學(xué)生系統(tǒng)物理思維的培養(yǎng)。對此，教師需要進一步就高中物理教學(xué)與數(shù)學(xué)思想方法的融合價值進行明確，在探索符合物理學(xué)科特點教學(xué)模式的基礎(chǔ)上確保數(shù)學(xué)思想方法的有效滲透。

一、高中物理教學(xué)和數(shù)學(xué)思想的聯(lián)系

首先，諾貝爾獎獲得者楊振寧指出，可將數(shù)學(xué)與物理之間的關(guān)系比作生長于同一根莖上的葉子，換言之，雖然物理學(xué)與數(shù)學(xué)分別就運動形式和空間形式進行研究，但二者具有共同的研究目的，即均旨在探索和分析自然界的基本規(guī)律。在此基礎(chǔ)上，通過高中物理教學(xué)與數(shù)學(xué)思想方法進行融合，能夠賦予物理教學(xué)全新的教學(xué)內(nèi)容，并在擴充物理課程教學(xué)容量的基礎(chǔ)上全面提高物理教學(xué)的教學(xué)質(zhì)量。其次，《高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》指出，物理教學(xué)應(yīng)著手于就學(xué)生的觀察、提問、實驗、比較、推理、表達能力進行培養(yǎng)，而其中最為重要的一點便是學(xué)生應(yīng)具備采用精確數(shù)學(xué)關(guān)系表達物理現(xiàn)象的能力。因此，將數(shù)學(xué)思想滲透于高中物理教學(xué)的過程中，高中物理教學(xué)的教學(xué)目標(biāo)更加明確，能夠自然而然地增強學(xué)生的物理綜合素養(yǎng)。再次，愛因斯坦曾說，數(shù)學(xué)的符號組成了這個世界，言外之意，作為百科之父的數(shù)學(xué)既是物理學(xué)的理論基礎(chǔ)，又是物理學(xué)的研究工具。因此，數(shù)學(xué)思想方法使得傳統(tǒng)物理教學(xué)的難題迎刃而解，能夠在引導(dǎo)學(xué)生以數(shù)學(xué)知識解釋物理問題的過程中啟發(fā)學(xué)生的物理思維意識，并最終達到改善物理課程教學(xué)效率的目的。

二、高中物理教學(xué)中數(shù)學(xué)思想方法的分類

1.函數(shù)與方程思想

在數(shù)學(xué)思想方法中，函數(shù)與方程是一種較為常見的表達形式，而通過運用函數(shù)與方程思想來解釋物理問題，能夠清楚地展現(xiàn)物理關(guān)系量間的關(guān)系，在幫助學(xué)生正確推導(dǎo)物理問題的過程中形成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奈锢砜茖W(xué)態(tài)度，最終確保其解題能力和探究能力的有效提高。

2.數(shù)形結(jié)合思想

對于物理概念來說，其本身具有一定的抽象性特點，因此運用數(shù)學(xué)思想方法中常見的數(shù)形結(jié)合思想不失為一種較為有效的教學(xué)創(chuàng)新手段，其中，通過借助波動圖像、振動圖像、電流圖像等圖像形式展示復(fù)雜物理問題，能夠幫助學(xué)生快速理解并解決物理難題，最終提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

3.歸納推理思想

所謂歸納推理思想，其指的是基于研究對象一部分特征推導(dǎo)整個物理規(guī)律的研究方法，例如，圍繞勻速直線運動相關(guān)問題，以經(jīng)典案例為依托，在總結(jié)規(guī)律的過程中形成完整的知識體系，是歸納推理思想的基本應(yīng)用策略。

4.分類整理思想

在物理學(xué)科中，電學(xué)、力學(xué)、熱學(xué)共同組成了物理知識體系，而由于高中物理知識相對較多，對學(xué)生的能力要求較高，因此可借助分類整理思想引導(dǎo)學(xué)生進行知識體系構(gòu)建，進而不僅能夠幫助學(xué)生全方位了解物理問題，同時也能確保學(xué)生形成系統(tǒng)的物理思維。

5.轉(zhuǎn)化猜想思想

基于物理學(xué)科中的量與量關(guān)系問題，轉(zhuǎn)化猜想思想是一種非常有效的探究手段。其中，通過就現(xiàn)有問題進行轉(zhuǎn)化，借助已學(xué)知識進行研究，能夠減少學(xué)生對于物理學(xué)習(xí)的抵觸心理，有助于在幫助學(xué)生形成正確思維習(xí)慣的過程中啟發(fā)學(xué)生的探究意識。

三、高中物理教學(xué)中數(shù)學(xué)思想方法的具體滲透策略

1.融合物理模型與數(shù)學(xué)模型

在物理教學(xué)中，物理模型的應(yīng)用通常較為常見，而幾乎所有的物理模型均具有較強的數(shù)學(xué)特性，因此，教師可就物理模型轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)模型，并要求學(xué)生以數(shù)學(xué)問題為依托詮釋物理現(xiàn)象，這樣不僅便于學(xué)生接受物理知識，而且也能大幅提高物理課堂的教學(xué)效率。

2.融合物理知識與數(shù)學(xué)知識

從實際來看，物理知識與數(shù)學(xué)知識具有較強的互通性，因此就二者進行融合同樣具有一定的可行性。例如，針對拋物線運動相關(guān)知識，可結(jié)合物理實驗與數(shù)學(xué)學(xué)科中的拋物線知識展開課堂教學(xué)，這樣可以拉近學(xué)生與物理知識間的距離，同時也能調(diào)動學(xué)生的課堂積極性。

四、結(jié)束語

總而言之，物理學(xué)科是一門具有較強邏輯性和實踐性的學(xué)科，而針對以往物理教學(xué)存在的知識抽象、課堂枯燥問題，運用數(shù)學(xué)思想方法進行滲透，不僅能夠提高學(xué)生的思維能力，同時也能改善課堂教學(xué)水平。因此，在物理教學(xué)中應(yīng)進一步加強轉(zhuǎn)化猜想思想、數(shù)形結(jié)合思想在內(nèi)的數(shù)學(xué)思想方法的應(yīng)用，增強學(xué)生對物理知識的理解，促進高中物理教學(xué)質(zhì)量的進一步提高。

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（作者單位：河南省濮陽市第一高級中學(xué)457000）