【摘要】《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》在三維目標(biāo)的“過程與方法”中，明確提出對應(yīng)用數(shù)學(xué)能力的要求，高考物理考綱中也明確提出了要考查學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)工具處理物理問題的能力，高中物理教學(xué)中要把培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用數(shù)學(xué)能力放在重要的位置。本文分析了高中物理教學(xué)中數(shù)學(xué)知識應(yīng)用存在的問題，并提出了數(shù)學(xué)應(yīng)用能力的培養(yǎng)策略。

【關(guān)鍵詞】高中物理教學(xué)；應(yīng)用數(shù)學(xué)能力；策略

引言

物理學(xué)在日常生活、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、工業(yè)發(fā)展和科學(xué)技術(shù)中都有廣泛的應(yīng)用。物理學(xué)理論的應(yīng)用必須借助于數(shù)學(xué)，離開了數(shù)學(xué)其理論就無法具體運(yùn)用。但在實(shí)際教學(xué)中，學(xué)生往往對學(xué)習(xí)物理必備的數(shù)學(xué)知識掌握不夠，并且不會(huì)靈活地應(yīng)用學(xué)到的數(shù)學(xué)方法來解決物理問題，結(jié)果造成物理學(xué)習(xí)的障礙，甚至對物理學(xué)習(xí)失去了信心，直接影響到了教學(xué)效果。研究表明，凡是數(shù)學(xué)能力差的學(xué)生，其運(yùn)用數(shù)學(xué)方法分析、解決物理問題的能力也差。究其原因，主要是學(xué)生在學(xué)習(xí)中沒能充分發(fā)揮數(shù)學(xué)的工具作用，沒能深刻領(lǐng)會(huì)學(xué)到的數(shù)學(xué)方法，不能將學(xué)到的數(shù)學(xué)方法靈活應(yīng)用到物理學(xué)習(xí)中去。例如在高一學(xué)習(xí)力學(xué)時(shí)，要涉及到數(shù)學(xué)中的三角函數(shù)知識，但由于學(xué)生不能將數(shù)學(xué)知識和物理問題聯(lián)系起來，從而導(dǎo)致物理學(xué)習(xí)困難。

本文分析了高中物理教學(xué)中學(xué)生的應(yīng)用數(shù)學(xué)能力培養(yǎng)。

1物理教學(xué)數(shù)學(xué)知識應(yīng)用存在的問題

在習(xí)題課教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，數(shù)學(xué)知識的掌握程度對高中物理學(xué)習(xí)影響較大，學(xué)生在以下幾個(gè)方面能力比較欠缺，如數(shù)學(xué)運(yùn)算能力、解直角三角形、一次函數(shù)和二次函數(shù)及圖像、三角函數(shù)等。學(xué)生雖已具備一定的初等數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，但在高中物理中應(yīng)用時(shí)還欠靈活，尤其在習(xí)題課上表現(xiàn)最明顯。針對這一現(xiàn)狀，教師在物理習(xí)題課上要注重有關(guān)數(shù)學(xué)知識的歸納和補(bǔ)充，注重?cái)?shù)學(xué)技巧與方法點(diǎn)撥，精心設(shè)計(jì)習(xí)題進(jìn)行強(qiáng)化、鞏固和總結(jié)，這樣學(xué)生在解決物理問題時(shí)其數(shù)學(xué)方法的應(yīng)用和運(yùn)算能力才會(huì)有顯著提高。

在實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生在遇到用圖像法處理數(shù)據(jù)時(shí)，懶于作圖像，或者作圖線時(shí)不是用平滑的曲線而是用折線，結(jié)果無法用圖像分析問題或得到應(yīng)得的結(jié)論。在作出圖像后進(jìn)一步要求根據(jù)圖像求某些物理量時(shí)，學(xué)生往往感到無所適從，不會(huì)利用圖像的斜率、截距、面積等特征量，也不會(huì)將圖像和函數(shù)關(guān)系式結(jié)合起來去分析問題、求解問題。教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生寫出兩物理量的函數(shù)關(guān)系式往往是關(guān)鍵，當(dāng)然要用到該物理過程隱含的物理規(guī)律。我們在平時(shí)教學(xué)中，還要注重引導(dǎo)學(xué)生把兩物理量間的函數(shù)關(guān)系式和圖像結(jié)合起來去分析問題，讓學(xué)生由圖像的形狀、變化趨勢、斜率、截距、面積、交點(diǎn)、拐點(diǎn)等特征找出隱含的物理意義，培養(yǎng)學(xué)生數(shù)形結(jié)合的能力。

2 培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)能力促進(jìn)物理學(xué)習(xí)的策略

2.1 正確認(rèn)識數(shù)學(xué)和物理之間的關(guān)系

在物理教學(xué)中首先要讓學(xué)生明確數(shù)學(xué)與物理的正確關(guān)系，數(shù)學(xué)對物理的影響不僅在當(dāng)前而且在將來也是肯定的。要讓每個(gè)學(xué)生明確離開了數(shù)學(xué)知識和數(shù)學(xué)方法，物理學(xué)習(xí)的各個(gè)方面都將受到影響。要讓學(xué)生明確要學(xué)好物理應(yīng)先要學(xué)好數(shù)學(xué)打好基礎(chǔ)，特別是物理學(xué)習(xí)中用到的數(shù)學(xué)知識和數(shù)學(xué)方法要學(xué)扎實(shí)并注意做好總結(jié)，以便于在物理學(xué)習(xí)中靈活應(yīng)用。當(dāng)然，數(shù)學(xué)只是解決物理問題的重要工具，一方面要讓學(xué)生明確二者的聯(lián)系，另一方面也不能夸大數(shù)學(xué)對物理的作用，避免把物理問題純數(shù)學(xué)化。有些數(shù)學(xué)基礎(chǔ)不好的學(xué)生在物理學(xué)習(xí)時(shí)容易失去信心，要注意多鼓勵(lì)、多引導(dǎo)。有些學(xué)生只注重?cái)?shù)學(xué)知識和方法的積累但不會(huì)應(yīng)用到物理學(xué)習(xí)中去，要做好指導(dǎo)讓學(xué)生學(xué)會(huì)遷移。

2.2 通過物理概念和規(guī)律的學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)表達(dá)的能力

物理概念和規(guī)律的表述一般要借助于兩種表達(dá)：文字表述與數(shù)學(xué)表達(dá)（公式、圖像、符號）。教學(xué)中要通過具體的情境和實(shí)例去指導(dǎo)學(xué)生深入分析物理現(xiàn)象，揭示其物理本質(zhì)，從而抽象出物理概念和發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律。在理解概念和規(guī)律的物理意義時(shí)，要把文字表述與數(shù)學(xué)表達(dá)二者結(jié)合起來，要讓學(xué)生從一開始就養(yǎng)成用文字描述和數(shù)學(xué)表達(dá)兩種方式表述物理概念和規(guī)律的習(xí)慣。

2.3 在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生遷移應(yīng)用數(shù)學(xué)方法

物理學(xué)中很多規(guī)律是通過實(shí)驗(yàn)得到的，實(shí)驗(yàn)是研究物理學(xué)的重要方法。通過實(shí)驗(yàn)可以抽象物理概念、發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律，所以說實(shí)驗(yàn)也是獲取物理知識的重要途徑。教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中除了讓學(xué)生有目的地認(rèn)真觀察現(xiàn)象外，還要引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)利用數(shù)學(xué)方法去分析實(shí)驗(yàn)誤差和處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，再經(jīng)過深層次的分析總結(jié)，得到一些普遍性的結(jié)論。

2.4 通過物理習(xí)題培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)與物理結(jié)合能力

物理習(xí)題是物理概念和規(guī)律的應(yīng)用，要指導(dǎo)學(xué)生弄清物理情境，分清物理過程，把物理問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題即用數(shù)學(xué)公式或圖像表達(dá)，然后再去考慮用什么物理規(guī)律解答。另外在用數(shù)學(xué)公式分析解答時(shí)還要注意考慮其物理意義，不要當(dāng)成一個(gè)純數(shù)學(xué)運(yùn)算。

2.5 培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)工具進(jìn)行邏輯推理和分析論證的能力

物理中用來表達(dá)基本概念和規(guī)律的是基本公式，而還有一些是在基本概念和規(guī)律的基礎(chǔ)上，借助于數(shù)學(xué)方法得的，這些屬于導(dǎo)出公式，它所表示的是一些重要的推論，它們在解決問題時(shí)也有重要應(yīng)用。在教學(xué)中，要通過這些導(dǎo)出公式的推導(dǎo)培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)工具進(jìn)行邏輯推理和分析論證的能力，而這種能力也是以后學(xué)習(xí)新知識和解決新問題所必需的。

2.6 物理教學(xué)中要適時(shí)彌補(bǔ)數(shù)學(xué)知識的不足

雖說數(shù)學(xué)是物理學(xué)習(xí)和研究的工具，但數(shù)學(xué)課程也是按照一定的理論體系和學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律編排的，并不是專門為物理學(xué)習(xí)開設(shè)的，它也有其自身的理論性、完整性和系統(tǒng)性。高中物理學(xué)習(xí)中用到的大都是初等數(shù)學(xué)知識，然而在實(shí)際教學(xué)中經(jīng)常遇到數(shù)學(xué)相應(yīng)知識滯后影響物理學(xué)習(xí)，因此要考慮教學(xué)實(shí)際，適時(shí)給學(xué)生彌補(bǔ)數(shù)學(xué)知識的不足，以滿足物理學(xué)習(xí)的需要。另外還要引導(dǎo)學(xué)生注重積累常用的數(shù)學(xué)方法，如比例法、函數(shù)法、圖像法、假設(shè)法等，并通過相應(yīng)的練習(xí)進(jìn)一步鞏固這些方法。

3結(jié)束語

高中物理概念和規(guī)律的嚴(yán)密性、簡潔性要運(yùn)用簡潔的數(shù)學(xué)語言來描述，高中物理實(shí)驗(yàn)的分析和數(shù)據(jù)處理以及習(xí)題的分析和解答需借助數(shù)學(xué)方法，所以在高中物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用數(shù)學(xué)能力是至關(guān)重要的。所以在今后的物理教學(xué)中要加強(qiáng)學(xué)生數(shù)學(xué)應(yīng)用能力的培養(yǎng)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]張寬.物理教學(xué)中數(shù)學(xué)知識應(yīng)用能力培養(yǎng)初探[J].教育與方法，2006.

[2]岳守凱.高中物理模型建構(gòu)與數(shù)學(xué)方法整合的探索[D].南京師范大學(xué)碩士論文，2008.