高中物理教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)思想方法的教學(xué)策略

王麗莉

摘 ?要：物理學(xué)科是高中階段重要的一門科目。但該學(xué)科無(wú)論是課程內(nèi)容還是結(jié)構(gòu)大都比較復(fù)雜，且極為抽象，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中很難掌握與理解所學(xué)的知識(shí)，降低了課堂教學(xué)效率。所以，為了更好地培養(yǎng)學(xué)生理解物理知識(shí)的能力，提高解題水平與邏輯思維，必須進(jìn)行教學(xué)改革，必須積極滲透數(shù)學(xué)思想方法，以此達(dá)到降低學(xué)習(xí)難度的作用，提高學(xué)生邏輯推理能力與綜合能力，促進(jìn)其綜合素質(zhì)的提高?；诖?，該文就高中物理教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)思想方法的教學(xué)途徑進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：高中物理 ?數(shù)學(xué)思想方法 ?滲透 ?教學(xué)途徑

中圖分類號(hào)：G63 ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1672-3791（2021）02（a）-0157-03

The Teaching Strategy of Infiltrating Mathematical Thinking Method into Physics Teaching in Senior High School

WANG Lili

（The Second Middle School of Lintao County， Gansu Province，Dingxi，Gansu Province，730500 China）

Abstract： Physics is an important subject in senior high school. However， both the content and structure of the course are very complex and abstract. It is difficult for students to master and understand the knowledge in the learning process， which reduces the efficiency of classroom teaching. Therefore， in order to better cultivate students' ability to understand physical knowledge， improve the level of problem-solving and logical thinking， we must carry out teaching reform and actively infiltrate mathematical thinking methods so as to reduce learning difficulty and improve students' logical reasoning ability and comprehensive ability. Based on this， this paper analyzes the teaching ways of infiltrating mathematical thinking method in senior high school physics teaching.

Key Words： Senior high school physics; Mathematical thinking method; Infiltration; Teaching approach

物理學(xué)主要通過(guò)數(shù)學(xué)表述，且數(shù)學(xué)是創(chuàng)立與發(fā)展物理學(xué)的重要工具，還是我們解決物理問(wèn)題的重要工具，這就表明數(shù)學(xué)學(xué)科對(duì)物理學(xué)的影響是巨大的。所以，教師在高中物理教學(xué)中應(yīng)積極滲透數(shù)學(xué)思想方法，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，這是相當(dāng)重要的，這對(duì)學(xué)生日后從事科學(xué)研究或者是繼續(xù)學(xué)習(xí)，提高自身創(chuàng)新能力具有深遠(yuǎn)的現(xiàn)實(shí)意義。但從實(shí)際的教學(xué)可知，絕大多數(shù)教師在教學(xué)中僅注重培養(yǎng)學(xué)生物理思維能力，不注重培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)工具能力，導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中存在數(shù)學(xué)語(yǔ)言不準(zhǔn)、運(yùn)算不規(guī)范等問(wèn)題，這無(wú)疑降低了學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，因此很有必要在物理學(xué)科教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)思想與方法。

1 ?高中物理教學(xué)質(zhì)滲透數(shù)學(xué)思想方法教學(xué)現(xiàn)狀

物理學(xué)科屬于自然科學(xué)的一種，其概念比較抽象，可以揭示物理學(xué)科的規(guī)律，實(shí)驗(yàn)是其基礎(chǔ)，因此無(wú)論是表述物理規(guī)律、概念還是如何解決物理問(wèn)題都要用到數(shù)學(xué)知識(shí)。若離開(kāi)了數(shù)學(xué)，那么就很難形成物理概念，更無(wú)法表達(dá)。物理學(xué)科的定律與原理基本上都是需要開(kāi)展大量物理實(shí)驗(yàn)才能總結(jié)而出，這就需要發(fā)揮數(shù)學(xué)工具的作用，以此處理并整理數(shù)據(jù)，找到其中存在的關(guān)聯(lián)。此外，在理論推導(dǎo)的過(guò)程中也能從中發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律，在此過(guò)程中就可以應(yīng)用數(shù)學(xué)進(jìn)行邏輯推理與分析論證[1]。

根據(jù)《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》可知，其明確了學(xué)習(xí)物理學(xué)科需要具有一定的應(yīng)用數(shù)學(xué)能力。比如，運(yùn)動(dòng)的描述這部分內(nèi)容就包含了勻變速直線運(yùn)動(dòng)需要應(yīng)用圖像與公式描述，所以高中階段物理學(xué)科的學(xué)習(xí)中很有必要滲透數(shù)學(xué)思想方法。結(jié)合物理高考大綱可知，在該學(xué)科教學(xué)中很有必要滲透數(shù)學(xué)思想方法，其包含獨(dú)立自主找到物理量的關(guān)系，可以應(yīng)用數(shù)學(xué)工具表達(dá)物理規(guī)律，應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)處理物理問(wèn)題，發(fā)揮數(shù)學(xué)函數(shù)圖像的作用表達(dá)物理規(guī)律。

2 ?高中物理教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)思想方法的重要性

2.1 突破傳統(tǒng)教育思維局限

高中階段物理學(xué)科教學(xué)中物理教學(xué)方式還是教學(xué)理念或多或少都存在一定的局限，這主要是因?yàn)楹芏嘟處熢陂_(kāi)展教學(xué)活動(dòng)時(shí)并不能創(chuàng)新教學(xué)方式，也沒(méi)有正確認(rèn)識(shí)數(shù)學(xué)與物理知識(shí)存在的聯(lián)系，因此，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中仍然存在較多誤區(qū)，甚至在學(xué)習(xí)的過(guò)程中延用物理思路，因而很難構(gòu)建高效課堂。而部分高中生學(xué)習(xí)效率不高主要受到解題方式不創(chuàng)新、缺乏理解能力的影響。教師在高中物理教學(xué)質(zhì)應(yīng)用數(shù)學(xué)思維開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)可有效提高學(xué)生學(xué)習(xí)能力與理解知識(shí)的能力，改革教學(xué)方式，使學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中創(chuàng)新方法與方式，以此激發(fā)其學(xué)習(xí)熱情，促進(jìn)其課堂教學(xué)效率的提高。

2.2 強(qiáng)化學(xué)科聯(lián)系，突出數(shù)學(xué)工具價(jià)值

教師在開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)時(shí)應(yīng)強(qiáng)化學(xué)科間的聯(lián)系，這是學(xué)生綜合應(yīng)用各方面知識(shí)的需要。當(dāng)今時(shí)代快速發(fā)展，單一的知識(shí)結(jié)構(gòu)很難讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中應(yīng)用生活中存在的問(wèn)題，這就需要教師在教學(xué)中改變傳統(tǒng)落后的教學(xué)觀念，強(qiáng)化物理與數(shù)學(xué)學(xué)科的聯(lián)系，促進(jìn)學(xué)科的深度融合，以此提高學(xué)生運(yùn)用知識(shí)的能力。教師在高中物理教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)思想方法也正是受到上述因素的影響。結(jié)合目前高中物理教學(xué)實(shí)際可知，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中很難學(xué)習(xí)物理這門抽象性高、應(yīng)用性極強(qiáng)的科目，這時(shí)發(fā)揮數(shù)學(xué)學(xué)科的輔助作用就可能取得事半功倍的教學(xué)效果。比如說(shuō)在學(xué)習(xí)受力這部分內(nèi)容時(shí)，若學(xué)生對(duì)比受力三角形與幾何三角形，列出比例式的方法就可以更好地解決，使其變得簡(jiǎn)單[2]。

2.3 定量分析物理問(wèn)題

實(shí)驗(yàn)是得到物理規(guī)律的主要途徑，尤其是定量實(shí)驗(yàn)，提到定量實(shí)驗(yàn)就離不開(kāi)數(shù)學(xué)知識(shí)。就物理學(xué)的發(fā)展史分析，其與現(xiàn)代數(shù)學(xué)的聯(lián)系相當(dāng)密切。自從伽利略開(kāi)創(chuàng)物理實(shí)驗(yàn)探究后物理學(xué)從定性分析向定量分析與驗(yàn)證轉(zhuǎn)變，物理學(xué)也逐步定位程精密的定量科學(xué)，尤其是近年來(lái)高數(shù)進(jìn)一步促進(jìn)了流體力學(xué)、力學(xué)與電磁理論的發(fā)展，且與愛(ài)因斯坦有關(guān)的相對(duì)論也離不開(kāi)物理理論與數(shù)學(xué)方法的融合。雖然高中階段物理學(xué)科僅屬于比較基礎(chǔ)的階段，但必須在教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)意識(shí)，如此才能提升學(xué)生物理素養(yǎng)。

2.4 物理規(guī)律表達(dá)更簡(jiǎn)潔、精確

高中階段物理學(xué)科知識(shí)體系包含了系統(tǒng)化的規(guī)律與概念，那么如何表征這些物理規(guī)律呢？除了可以應(yīng)用文字描述，教材也配上了圖像與符號(hào)，且物理規(guī)律符號(hào)表征大都是以簡(jiǎn)潔明了的數(shù)學(xué)公式為主，當(dāng)然物理量之間的關(guān)系也可以應(yīng)用公式反映，函數(shù)圖像也可以直觀顯示物理量的關(guān)系，使得物理規(guī)律的呈現(xiàn)形式得到簡(jiǎn)化，從而讓物理規(guī)律更加簡(jiǎn)潔，且學(xué)生在在定量分析或推演的過(guò)程中可以通過(guò)簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)形式加速物理思維的發(fā)展。

3 ?高中物理教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)思想方法的教學(xué)途徑

3.1 了解學(xué)生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)

要想學(xué)好物理，必須學(xué)好熟悉，教師在開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)時(shí)需要全面了解學(xué)生，了解學(xué)生學(xué)習(xí)中的欠缺之處，同時(shí)掌握數(shù)學(xué)方法與數(shù)學(xué)程度。教師在涉及物理教學(xué)體系時(shí)需要保證其科學(xué)合理，有效傳授物理知識(shí)，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中可以充分理解與習(xí)視所學(xué)知識(shí)，之后將其應(yīng)用于物理解題中[3]。在力學(xué)、電學(xué)方面的教學(xué)中離不開(kāi)簡(jiǎn)單的計(jì)算比例問(wèn)題，且在學(xué)習(xí)物理的過(guò)程中學(xué)生經(jīng)常應(yīng)用這一比例法，簡(jiǎn)化了解題過(guò)程，提高了解題速度，切實(shí)提高學(xué)習(xí)效率，但該方法也存在較多缺點(diǎn)，如計(jì)算過(guò)程中容易出現(xiàn)錯(cuò)誤。所以，在物理學(xué)科的學(xué)習(xí)中學(xué)生的基礎(chǔ)是相當(dāng)重要的，若學(xué)生沒(méi)有掌握良好的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，則很難掌握解題步驟。其步驟可分為4個(gè)：一是先分析探索題目中的對(duì)應(yīng)關(guān)系;二是結(jié)合物理概念與規(guī)律建立相關(guān)方程;三是應(yīng)用消除法校除不需要求出的物理量，之后建立新的物理方程;四是將已知量帶到其中，求出其結(jié)果。

3.2 結(jié)合學(xué)生實(shí)際情況針對(duì)性滲透

教師滲透數(shù)學(xué)思想方法之前需要了解學(xué)生實(shí)際學(xué)習(xí)特點(diǎn)與能力，以目前學(xué)科教學(xué)方式為基礎(chǔ)創(chuàng)新與優(yōu)化物理課程設(shè)計(jì)，通過(guò)數(shù)學(xué)思想方法提高物理教學(xué)效率，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中更容易掌握相關(guān)知識(shí)。以教學(xué)“電學(xué)”這部分內(nèi)容為例，筆者引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中結(jié)合數(shù)學(xué)學(xué)科的比例法，以此簡(jiǎn)化解決電學(xué)問(wèn)題的步驟。這個(gè)過(guò)程中教師要指導(dǎo)學(xué)生掌握“比例法”的技巧，把握解題思路與具體的學(xué)習(xí)，將方程帶入到已知量當(dāng)中，調(diào)整教學(xué)方法與工作方式。

3.3 在物理理論知識(shí)方面滲透

物理學(xué)科的學(xué)習(xí)中物理概念屬于關(guān)鍵內(nèi)容，為了給學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)奠定基礎(chǔ)，教師必須合理引入物理概念。教師在講解知識(shí)時(shí)應(yīng)采取簡(jiǎn)潔的話語(yǔ)、形象化抽象的概念，強(qiáng)化學(xué)生理解。教師可以在引入物理概念時(shí)應(yīng)用數(shù)學(xué)函數(shù)與方程思想。就速度這部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)分析，該節(jié)課的主要目標(biāo)是理解速度的概念，針對(duì)這個(gè)問(wèn)題筆者結(jié)合了火車、飛機(jī)與自行車等例子，使學(xué)生對(duì)速度的概念形成初步理解。在表達(dá)位移變化時(shí)筆者引出了函數(shù)△x，以△t表達(dá)經(jīng)過(guò)的時(shí)間，以，由此得出位移變化率。所以，△t無(wú)限小時(shí)，學(xué)生就可以將V理解為某一個(gè)時(shí)刻的速度，即我們常說(shuō)的瞬時(shí)速度，由此引出速度的含義。物理概念屬于抽象的概念之一，數(shù)學(xué)函數(shù)與方程簡(jiǎn)單明了地將速度表現(xiàn)出來(lái)，以此激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，使學(xué)生深刻地理解物理概念。

3.4 在解題技巧方面滲透

在開(kāi)發(fā)人類智力活動(dòng)的過(guò)程中解題屬于開(kāi)發(fā)人類智力的一種，其在培養(yǎng)學(xué)生心理素質(zhì)、發(fā)散學(xué)生物理思維方面起到重要的促進(jìn)作用，還可以通過(guò)解題測(cè)試了解學(xué)生對(duì)物理知識(shí)點(diǎn)的掌握情況。但是在具體的解題的過(guò)程中很多學(xué)生針對(duì)部分抽象的問(wèn)題很難找到不正確的解題思路。因此，為了可以提高學(xué)生解題技巧，使學(xué)生在解決疑難問(wèn)題的過(guò)程中順利解決，使教師可以在物理解題中引入數(shù)形結(jié)合思想，通過(guò)數(shù)形結(jié)合圖像形象地表達(dá)物理題中的已知量。就曲線運(yùn)動(dòng)的物理解題為例，筆者在教學(xué)中指導(dǎo)學(xué)生畫出坐標(biāo)軸，以此引出數(shù)形結(jié)合思想，使學(xué)生表達(dá)出豎直方向與水平方向的速度，在分析題目中確定已知與未知量的關(guān)系，之后應(yīng)用物理思維解答。學(xué)生在解題的過(guò)程中應(yīng)用數(shù)形結(jié)合思想也可以增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理學(xué)科的自信心，促進(jìn)學(xué)生形成良好的物理思維。

3.5 在物理實(shí)驗(yàn)方面滲透

若理論知識(shí)是物理學(xué)科的基礎(chǔ)，那么實(shí)驗(yàn)操作就可以稱為物理學(xué)科的核心。學(xué)生在物理實(shí)驗(yàn)操作的過(guò)程中可以形成良好的動(dòng)手能力，也可以考察學(xué)生掌握物理知識(shí)的情況。但目前物理學(xué)科學(xué)習(xí)中普遍存在的問(wèn)題是學(xué)生很難分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，這對(duì)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果產(chǎn)生直接影響，導(dǎo)致學(xué)生很難了解實(shí)驗(yàn)的目的[4]。所以，教師在教學(xué)中要通過(guò)引入等價(jià)轉(zhuǎn)化思想的方式引入物理實(shí)驗(yàn)操作，應(yīng)用相關(guān)數(shù)學(xué)問(wèn)題替代物理實(shí)驗(yàn)，解決這一問(wèn)題。以這樣的方式實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中也更加明確實(shí)驗(yàn)的目的。就打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度這一實(shí)驗(yàn)為例，開(kāi)展這一實(shí)驗(yàn)主要是應(yīng)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量加速度，了解打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的原理。為了使學(xué)生了解打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作原理，教師在開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)時(shí)應(yīng)詳細(xì)給學(xué)生介紹打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，這是因?yàn)榇螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器振針的周期性震動(dòng)是由其運(yùn)動(dòng)過(guò)程流逝時(shí)間等價(jià)轉(zhuǎn)化而成，每0.02s打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就會(huì)打一個(gè)點(diǎn)，由此可知，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作原理主要是從待測(cè)物理量等價(jià)轉(zhuǎn)化。此外，在測(cè)量對(duì)力大小的實(shí)驗(yàn)中，彈簧的伸長(zhǎng)量主要是從力的大小等價(jià)轉(zhuǎn)化而成。這個(gè)過(guò)程中物理問(wèn)題從復(fù)雜變得簡(jiǎn)單，使學(xué)生可以更好地理解。

4 ?結(jié)語(yǔ)

數(shù)學(xué)是物理學(xué)科中重要的工具之一，教師在教學(xué)中應(yīng)用數(shù)學(xué)思想方法對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)物理學(xué)科具有重要的促進(jìn)作用，可以有效鞏固所學(xué)的數(shù)學(xué)知識(shí)。所以，教師在教學(xué)中要結(jié)合數(shù)學(xué)方法與物理知識(shí)，之后進(jìn)行互相滲透，實(shí)現(xiàn)雙贏目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

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