高中物理教學(xué)中整合數(shù)學(xué)思想的實(shí)踐探索

郭蘇斌

（甘肅省通渭縣第二中學(xué)，甘肅 通渭 743300）

高中物理學(xué)科具有抽象性、邏輯性、知識(shí)性、應(yīng)用性等特點(diǎn)，學(xué)生必須具備一定的觀察能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α⒕C合分析能力和推理能力。但有的物理教師在教學(xué)過(guò)程中，更注重培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，忽視了數(shù)學(xué)思想的滲透，導(dǎo)致學(xué)生在計(jì)算過(guò)程中出現(xiàn)算式不規(guī)范、數(shù)學(xué)語(yǔ)言缺乏等情況。在物理教學(xué)中，由于教學(xué)階段不同，所使用的數(shù)學(xué)思想和方法也不相同，教師不能急于求成；學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中也不會(huì)僅通過(guò)一兩次的練習(xí)就能夠掌握數(shù)學(xué)思想和方法，需要通過(guò)多次練習(xí)，在循序漸進(jìn)中實(shí)現(xiàn)質(zhì)的飛躍。本文簡(jiǎn)述高中物理教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)思想的重要性，探討在高中物理教學(xué)中整合數(shù)學(xué)思想的具體策略。

一、高中物理教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)思想的重要性

高中物理課程的部分內(nèi)容由定性討論進(jìn)入定量計(jì)算，如力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系、動(dòng)能概念、電磁感應(yīng)、核能等，需要學(xué)生加深對(duì)重要物理知識(shí)的理解。同時(shí)，擴(kuò)大了物理知識(shí)的范圍，如力的合成與分解、牛頓萬(wàn)有引力定律、動(dòng)量定理、動(dòng)量守恒定律、光的本性等。學(xué)生不僅要學(xué)習(xí)物理知識(shí)，更重要的是要提高應(yīng)用物理知識(shí)的能力。高中階段的物理課程主要考查的是學(xué)生的自學(xué)能力和物理解題能力，并要求學(xué)生掌握常用的物理研究方法。在物理教學(xué)中，如果教師繼續(xù)采用傳統(tǒng)的教學(xué)模式，沒(méi)有將數(shù)學(xué)思想引入物理教學(xué)，學(xué)生容易出現(xiàn)物理學(xué)習(xí)較為吃力的現(xiàn)象，難以接受靈活性較強(qiáng)的學(xué)習(xí)內(nèi)容，久而久之就會(huì)出現(xiàn)學(xué)習(xí)興趣下降、積極性降低、物理學(xué)習(xí)效率下降等一系列的問(wèn)題，嚴(yán)重影響學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。所以，教師在教學(xué)過(guò)程中，要明確向?qū)W生展示數(shù)學(xué)思想與物理學(xué)習(xí)之間的聯(lián)系，帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行分析和探討，讓學(xué)生學(xué)會(huì)將數(shù)學(xué)思想滲透到物理學(xué)習(xí)中，進(jìn)而達(dá)到提高物理學(xué)習(xí)效果的目的。

二、高中物理教學(xué)中應(yīng)用數(shù)學(xué)思想的應(yīng)用策略

1.系統(tǒng)規(guī)劃學(xué)生學(xué)習(xí)內(nèi)容

教師在高中物理教學(xué)中整合數(shù)學(xué)思想，要對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行分析，詳細(xì)了解高中物理教材中滲透數(shù)學(xué)思想的內(nèi)容，對(duì)每一種數(shù)學(xué)思想進(jìn)行探討，找出其表現(xiàn)形式，并總結(jié)前后內(nèi)容的不同。有的物理課程沒(méi)有直接體現(xiàn)出數(shù)學(xué)內(nèi)容，而是在應(yīng)用過(guò)程中體現(xiàn)出來(lái)的。例如，物理教材中多次滲入“微元思想”的教學(xué)內(nèi)容，但沒(méi)有詳細(xì)講解，這是因?yàn)楦咧须A段學(xué)生的認(rèn)知水平還沒(méi)有達(dá)到掌握“微元思想”教學(xué)內(nèi)容的高度，需要在大學(xué)階段進(jìn)修。但對(duì)于這種情況，教師不能放任不管，需要有計(jì)劃、有目的地向?qū)W生滲透這部分?jǐn)?shù)學(xué)內(nèi)容，可以結(jié)合教材內(nèi)容，對(duì)“微元思想”的概念進(jìn)行講解：“微元思想”是從研究事物的微小部分到研究事物整體的思想方法，是微積分的基礎(chǔ)，可以幫助學(xué)生建立高中學(xué)習(xí)與大學(xué)學(xué)習(xí)的橋梁，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。教師要深入挖掘高中物理教材中存在的數(shù)學(xué)思想，對(duì)其進(jìn)行研究，可以按章分析，針對(duì)性地安排教學(xué)內(nèi)容，例如這一章、這一節(jié)物理內(nèi)容體現(xiàn)哪些數(shù)學(xué)思想，通過(guò)哪種方式滲透，已經(jīng)滲透到何種程度，都要詳細(xì)掌握，為不同階段的教學(xué)制定不同的教學(xué)目標(biāo)。數(shù)學(xué)思想方法必須形成一定的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，才能發(fā)揮其最大的功能。每一種數(shù)學(xué)思想包含一類數(shù)學(xué)方法，通過(guò)串聯(lián)物理知識(shí)，以此形成自身獨(dú)特的體系，起到幫助學(xué)生理解和掌握物理知識(shí)的作用。這也是將數(shù)學(xué)思想運(yùn)用于物理學(xué)習(xí)最重要的意義。這種教學(xué)系統(tǒng)需要學(xué)生了解物理知識(shí)學(xué)習(xí)中涉及哪些數(shù)學(xué)知識(shí)，需要研究數(shù)學(xué)知識(shí)點(diǎn)能夠通過(guò)哪些物理學(xué)習(xí)進(jìn)行滲透。因此，在教學(xué)過(guò)程中，教師必須熟悉物理教材，制訂一套完善的數(shù)學(xué)知識(shí)滲透計(jì)劃，逐步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高物理課堂教學(xué)效果。

2.循序漸進(jìn)，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)

學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中建立數(shù)學(xué)思想時(shí)，必定經(jīng)過(guò)一個(gè)由模糊到清晰、從理解到應(yīng)用的過(guò)程，在這個(gè)過(guò)程中，可能需要較長(zhǎng)時(shí)間，會(huì)遇到諸多難題，唯有不斷突破，才能夠達(dá)到最終目的。教師在物理教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)思想時(shí)，同樣需要一個(gè)過(guò)程，從簡(jiǎn)單到復(fù)雜、從淺層次到深層次的遞進(jìn)，要積極引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)長(zhǎng)期的、反復(fù)的練習(xí)，熟練將數(shù)學(xué)思想運(yùn)用于物理學(xué)習(xí)中。例如，在高中物理教學(xué)中常常出現(xiàn)“微元思想”的教學(xué)內(nèi)容，這部分內(nèi)容是大學(xué)階段學(xué)生需要掌握的，為了讓學(xué)生在物理學(xué)習(xí)中熟練運(yùn)用“微元思想”，教師可以從高一開(kāi)始滲透“微元思想”，以考查學(xué)生的思維能力、創(chuàng)新能力、應(yīng)變能力。

3.反復(fù)練習(xí)，滲透數(shù)學(xué)思想

數(shù)學(xué)思想具有高度概括性和抽象性，形成一套完整的數(shù)學(xué)思想不是一朝一夕能夠?qū)崿F(xiàn)的，需要日積月累，教師要不斷對(duì)學(xué)生進(jìn)行數(shù)學(xué)思想滲透，使學(xué)生掌握學(xué)習(xí)技巧，以提高物理課堂教學(xué)效率。為了更好地實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)思想的滲透，教師要不斷優(yōu)化物理教學(xué)內(nèi)容，幫助學(xué)生形成數(shù)學(xué)概念。例如：對(duì)于物理教學(xué)中的公式、概念、法則、定理等，教師要培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)思想理解、實(shí)踐，引導(dǎo)學(xué)生思考解題思路，并進(jìn)行總結(jié)。這種教學(xué)方法能充分展示數(shù)學(xué)學(xué)科的魅力，降低學(xué)生學(xué)習(xí)物理的難度，提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，有利于提升學(xué)生理解能力、實(shí)踐能力，不斷提高物理課堂教學(xué)效率。

學(xué)習(xí)是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程，俗話說(shuō)“活到老，學(xué)到老”，學(xué)生唯有不斷學(xué)習(xí)，才能夠在反復(fù)練習(xí)和運(yùn)用中形成數(shù)學(xué)思想，這是一個(gè)螺旋式上升過(guò)程。如果學(xué)生在物理學(xué)習(xí)中的不同階段遇到同一數(shù)學(xué)思想方法，教師要加強(qiáng)引導(dǎo)，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)思想的認(rèn)知。例如，在物理學(xué)習(xí)中會(huì)出現(xiàn)幾何和不等式的數(shù)學(xué)內(nèi)容，教師要強(qiáng)化學(xué)生的實(shí)踐能力，培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。在進(jìn)行對(duì)公式的學(xué)習(xí)時(shí)，教師要幫助學(xué)生了解公式的特征，并多次滲透，使學(xué)生能夠理解數(shù)學(xué)思想在物理學(xué)習(xí)中的作用。學(xué)習(xí)是由簡(jiǎn)單到復(fù)雜、由個(gè)別到一般、由具體到抽象、從低級(jí)到高級(jí)的過(guò)程，具有長(zhǎng)期性和反復(fù)性。數(shù)學(xué)思想方法是數(shù)學(xué)知識(shí)的總結(jié)，是幫助學(xué)生理解物理、學(xué)習(xí)物理、研究物理、解決物理問(wèn)題的關(guān)鍵。教師在物理教學(xué)中，需要幫助學(xué)生通過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)，不斷提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

4.將數(shù)學(xué)思想與物理學(xué)習(xí)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合

教師在物理教學(xué)中整合數(shù)學(xué)思想要根據(jù)學(xué)生物理學(xué)習(xí)程度來(lái)決定數(shù)學(xué)思想的使用以及使用程度，通過(guò)有機(jī)結(jié)合，簡(jiǎn)化物理學(xué)習(xí)方式，幫助學(xué)生更加靈活地解決物理問(wèn)題，彌補(bǔ)物理學(xué)習(xí)中的不足。尤其是學(xué)生在遇到較為復(fù)雜的物理難題時(shí)，若無(wú)法應(yīng)用物理思想解決，會(huì)導(dǎo)致學(xué)習(xí)效率低下，積極性降低。

但是，如果教師過(guò)多地將數(shù)學(xué)思想運(yùn)用到物理知識(shí)中，極有可能導(dǎo)致物理的本質(zhì)遭到掩蓋，或許其問(wèn)題能夠得到解決，卻淡化了物理的本質(zhì)。數(shù)學(xué)思想只是輔助學(xué)生解決物理問(wèn)題的手段和工具，只有分清主次，建立正確的物理模型，才能通過(guò)相應(yīng)的數(shù)學(xué)思想解決實(shí)質(zhì)問(wèn)題，不斷提升學(xué)生物理知識(shí)的學(xué)習(xí)效率。

三、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，數(shù)學(xué)思想與物理知識(shí)的有機(jī)結(jié)合，能夠提升物理課堂效率，激發(fā)學(xué)生物理學(xué)習(xí)積極性。在教學(xué)過(guò)程中，教師要不斷培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，完善教學(xué)體系，系統(tǒng)規(guī)劃學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)容，循序漸進(jìn)引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)，在反復(fù)練習(xí)中滲透數(shù)學(xué)思想，將數(shù)學(xué)思想與物理學(xué)習(xí)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，不斷提升學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)。