數(shù)學(xué)思維方法在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用研究

羅忠華

摘 要：高中物理教師在教學(xué)中應(yīng)積極滲透數(shù)學(xué)思想，遵循現(xiàn)代化的教育原則與方式，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)教學(xué)思維與方式，提升學(xué)生的解題效率，全面增強學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，為其發(fā)展奠定堅實基礎(chǔ)。教師應(yīng)該注意培養(yǎng)學(xué)生對物理課程的興趣，在教學(xué)物理知識、分析物理問題時不能忽略學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)工具的能力。

關(guān)鍵詞：數(shù)學(xué)思維;高中物理;教學(xué)應(yīng)用

進入高中階段，物理知識的難度有了很大的提升，因此，教師可以利用數(shù)學(xué)知識的遷移，引導(dǎo)學(xué)生從數(shù)學(xué)的角度對物理問題進行分析，從而達到簡化題目、拓展思路的目的。從常見的物理習(xí)題中，我們發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)思想方法在高中物理教學(xué)中的運用非常廣泛，這些思想方法的運用對于學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)具有重要意義。

一、高中物理中的數(shù)學(xué)方法

1.物理學(xué)習(xí)中常用的數(shù)學(xué)思維方法

第一，觀察和實驗法，屬于數(shù)學(xué)方法之列。各個物理量之間的關(guān)系可以通過觀察實驗得出，譬如機械能守恒實驗等。學(xué)生逐漸產(chǎn)生一種創(chuàng)建模型的思維，借助數(shù)學(xué)公式將其直觀展現(xiàn)，有助于其對世界產(chǎn)生全新認識，同時提升其思維能力。

第二，隔離法和整體法。簡言之，分析即將事物分隔成多個小部分，而后進行思考研究以及處理，而綜合主要是指將多個具有相同特征的問題聚合整理成一個問題，而后再展開整體剖析。

2.以定量和結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的數(shù)學(xué)方法

第一，圖像法。其具體指的是用圖像表達復(fù)雜的已知條件，從而精準分析獲取答案的方式。在物理教學(xué)期間，相較于文字來說，通過圖像展示已知條件更具直觀性，很容易發(fā)現(xiàn)各個變量間的關(guān)聯(lián)。通過此方法解答題目，可以使學(xué)生的思路更加清晰，同時也使問題化繁為簡。例如，在v-t圖像中，可以用圖線與橫坐標所圍的面積表示位移的大小，用圖線的斜率表示運動的加速度;在簡諧振動曲線中，兩個相鄰振動狀態(tài)完全相同的質(zhì)點間水平距離表示波長，經(jīng)歷的時間表示周期，質(zhì)點離開平衡位置的最大距離表示振幅等。

第二，三角幾何法。其具體指的是在解答物理空間題目的時候借助三角函數(shù)知識展開思考，進而找出答案的方式。高中物理題目的難度較大，存在較多的矢量合成及分解問題，而此類問題都與三角幾何法存在內(nèi)在關(guān)聯(lián)。例如平拋運動，可以分解為水平方向勻速直線運動和豎直方向自由落體運動兩個分運動，而這兩個分運動合成的結(jié)果是運動軌跡為拋物線的平拋運動。再如斜面上物體的受力情況，可以將物體所受的力向平行于斜面和垂直于斜面方向分解，從而判斷物理的運動情況。高中階段很多物理問題，凡是涉及矢量的合成和分解的問題，都離不開三角幾何法。

第三，代數(shù)法。其具體指的是在解答物理題目期間按照題中已知信息及已經(jīng)掌握的物理公式，通過算式將各個相關(guān)量的關(guān)系展示出來，進而借助方程式找出答案的方式。而物理內(nèi)涵無法通過單純的數(shù)學(xué)問題進行詮釋，必須借助相應(yīng)的知識來衡量結(jié)果是否正確無誤。例如，物體做自由落體運動，下落時間為非負值，物體運動時所具有的動能為非負值，勢能根據(jù)所取的零勢能面可正可負。

二、常見數(shù)學(xué)方法在高中物理中的具體運用

1.結(jié)合學(xué)生學(xué)習(xí)情況針對性滲透

教師在滲透數(shù)學(xué)思想方式之前，應(yīng)重點了解學(xué)生的實際學(xué)習(xí)能力與特點，結(jié)合當前的學(xué)科教學(xué)模式，針對物理課程設(shè)計內(nèi)容進行創(chuàng)新與優(yōu)化，通過數(shù)學(xué)思想方式提升物理教學(xué)工作效果，使得學(xué)生更容易接受與掌握知識。例如：教師在講解“電學(xué)”知識點的時候，可以引導(dǎo)學(xué)生將數(shù)學(xué)學(xué)科中比例法內(nèi)容融入其中，簡化電學(xué)問題的解題步驟。在此期間，還需指導(dǎo)學(xué)生掌握“比例法”應(yīng)用技巧，理清具體的學(xué)習(xí)與解題思路，使用方程帶入已知量，優(yōu)化整體教學(xué)工作方式與方法。

2.針對教學(xué)資源進行整合

高中物理教師在教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)思想方法，需全面整合教學(xué)資源，加大整體管理工作力度，結(jié)合物理課程內(nèi)容開展數(shù)學(xué)思想方法滲透設(shè)計工作。物理教師需指導(dǎo)學(xué)生自主探究教學(xué)問題，挖掘其中的數(shù)學(xué)思想內(nèi)容，并總結(jié)具體的學(xué)習(xí)規(guī)律，掌握物理問題解題技巧。例如：教師在講解“受力”問題的時候，可以引導(dǎo)學(xué)生使用數(shù)學(xué)“三角形”知識進行分析，將其應(yīng)用在受力問題的解題中，在綜合分析與了解的情況下，合理使用比例形式解決物理受力問題，提升計算的精確度與準確性。

3.實驗過程中的滲透措施

物理具備理論與實驗綜合性的特點，在實驗環(huán)節(jié)中，教師應(yīng)科學(xué)滲透數(shù)學(xué)思想方式，培養(yǎng)學(xué)生的實踐操作能力，針對整體教學(xué)模式進行優(yōu)化。在設(shè)計實驗環(huán)節(jié)的時候，教師應(yīng)滲透數(shù)學(xué)思想方式，為學(xué)生營造較為自由的環(huán)境與氛圍，使得學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中總結(jié)豐富經(jīng)驗，積極參與到課堂教學(xué)活動中。例如：高中物理教師在講解“內(nèi)阻和電動勢”實驗課程知識的時候，可以要求學(xué)生使用數(shù)學(xué)繪圖的方式針對實驗數(shù)據(jù)進行處理，了解數(shù)據(jù)點的實際分布趨勢，并排除其中的誤差點，然后使用圖片的方式獲得實驗數(shù)據(jù)信息，充分發(fā)揮數(shù)學(xué)思想方式的應(yīng)有作用。

綜上所述，在物理學(xué)習(xí)中，數(shù)學(xué)具有非常重要的作用，因此教師在物理教學(xué)中，要將數(shù)學(xué)思想方法作為工具運用起來，使得學(xué)生能夠?qū)W會運用數(shù)學(xué)方法和思想解決物理問題。教師應(yīng)在物理教學(xué)中將數(shù)學(xué)方法和思想融入其中，使學(xué)生學(xué)會正確使用數(shù)學(xué)思想和方法，實現(xiàn)學(xué)習(xí)成績和思維水平的提升。

參考文獻：

[1]徐國華.談數(shù)學(xué)思想方法在高中物理中的應(yīng)用[J].華夏教師，2014（3）.

[2]湯瓊.大學(xué)數(shù)學(xué)與高中數(shù)學(xué)教學(xué)銜接的探討[J].湖南工業(yè)大學(xué)學(xué)報，2011（5）.