胡斯源 華中師范大學(xué)第一附屬中學(xué)

應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)促進(jìn)高中物理知識(shí)學(xué)習(xí)的方法之我見

胡斯源 華中師范大學(xué)第一附屬中學(xué)

在物理學(xué)科教學(xué)當(dāng)中總會(huì)發(fā)現(xiàn)有很多學(xué)生存在能準(zhǔn)確把物理公式列出來,卻難以計(jì)算出結(jié)果這種現(xiàn)象，這是數(shù)學(xué)知識(shí)基礎(chǔ)掌握較差以及數(shù)學(xué)對(duì)物理解題影響的一種具體表現(xiàn)，但將數(shù)學(xué)知識(shí)應(yīng)用到物理解題中對(duì)物理學(xué)習(xí)的影響其實(shí)遠(yuǎn)不止于此。這篇文章對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)應(yīng)用在物理學(xué)習(xí)中的作用進(jìn)行論述，并提出在物理學(xué)習(xí)里對(duì)我們數(shù)學(xué)知識(shí)應(yīng)用能力要求與運(yùn)用的幾點(diǎn)看法。

數(shù)學(xué)知識(shí) 物理知識(shí) 應(yīng)用方法

在高中物理學(xué)習(xí)的過程當(dāng)中，科學(xué)的思維方法是我們獲得知識(shí)，提高能力的橋梁和船，它能為我們高中生解決物理問題、發(fā)現(xiàn)物理現(xiàn)象等提供更多的機(jī)會(huì)和途徑。因此，數(shù)學(xué)知識(shí)的有效遷移運(yùn)用在物理學(xué)習(xí)中具有很重要的意義。以下是總結(jié)個(gè)人在日常物理學(xué)習(xí)過程當(dāng)中用數(shù)學(xué)知識(shí)解決問題的幾個(gè)常用辦法。

1 數(shù)學(xué)知識(shí)促進(jìn)高中物理知識(shí)學(xué)習(xí)的用處

數(shù)學(xué)在物理理論教學(xué)中具有重要的作用。我們經(jīng)常發(fā)現(xiàn)，通過一些數(shù)學(xué)知識(shí)展開的物理教學(xué)更利于我們理解課程中的難點(diǎn)，認(rèn)識(shí)物理現(xiàn)象的本質(zhì)和規(guī)律。物理學(xué)在高中教學(xué)里面，物理規(guī)律和物理概念不但是我們要研究目標(biāo)的要點(diǎn)，還是我們物理知識(shí)研究里不可或缺依據(jù)，所以掌握和理解物理概念還有物理研究方法具有極大的意義；能夠有效地幫助我們解決實(shí)際工作中遇到的大量問題。教師為了使物理學(xué)的強(qiáng)大理論知識(shí)更通俗易懂，會(huì)通過一些數(shù)學(xué)語言來使之更容易被我們理解，這種以數(shù)學(xué)理論的物理教學(xué)方式十分有效，使我們能夠更深刻地理解和掌握物理觀念，便于記憶和學(xué)習(xí)。

2 應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)促進(jìn)高中物理知識(shí)學(xué)習(xí)的主要方法

2.1 利用數(shù)學(xué)工具作圖解決物理問題

作為實(shí)驗(yàn)科學(xué)，我們高中物理學(xué)研究中實(shí)驗(yàn)是最主要構(gòu)成部分。在物理實(shí)驗(yàn)里，老師經(jīng)常會(huì)使用數(shù)學(xué)方面的知識(shí)來幫助我們了解實(shí)驗(yàn)。如方程式、圖像法等都可以直觀的顯示物理實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，我們可以更清楚地了解物理實(shí)驗(yàn)變化的規(guī)律。同時(shí)，數(shù)學(xué)工具還可以減少實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差，例如在“電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻測(cè)量”實(shí)驗(yàn)中，面對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，難以從測(cè)量結(jié)果中確定哪些結(jié)果符合實(shí)際，哪些結(jié)果是大錯(cuò)誤。但是，如果我們使用數(shù)學(xué)工具加以映射，將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描繪為坐標(biāo)系在相應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)上，就可以直觀地確定數(shù)據(jù)發(fā)展的趨勢(shì)，這樣就能很容易地篩選出較大的誤差點(diǎn)，然后通過制作圖快速獲得電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。

2.2 運(yùn)用數(shù)學(xué)推理思路解決物理難題

物理學(xué)不能與數(shù)學(xué)分離。數(shù)學(xué)知識(shí)在回答物體難題方面起到了非常大的運(yùn)管處。新課標(biāo)的物理改革方案客觀地要求學(xué)生具備解決物理知識(shí)的數(shù)學(xué)能力，但實(shí)際中我們的高中物理課程的重點(diǎn)往往放在試題的解決上。我們希望老師在物理教學(xué)過程中大量的去利用數(shù)學(xué)知識(shí)，比如說幾何代數(shù)這方面的功能問題，提高解決身體問題的能力，提升解決身體問題速度，從而提升我們身體素質(zhì)，可以更好地適應(yīng)新課程改革要求。物理學(xué)是一門依賴于優(yōu)秀數(shù)學(xué)能力發(fā)展的自然學(xué)科，反之?dāng)?shù)學(xué)是物理學(xué)研究的語言和工具，兩者相輔相成。

2.3 運(yùn)用直覺思維來解決物理問題

直覺思維是一種非邏輯性思維，其思想過程從特殊到一般，實(shí)際上是由于邏輯基礎(chǔ)不夠充分而產(chǎn)生的。直覺思維有猜測(cè)、跳躍、壓縮等直觀的感受產(chǎn)生的思維，它是我們?cè)趧?chuàng)意思維過程中直接做出實(shí)驗(yàn)結(jié)論或提出解決方案問題的極其重要的一環(huán)。非邏輯思維與邏輯思維相輔相成，在學(xué)習(xí)知識(shí)過程里相互滲透，對(duì)我們解決物理問題起到了很大的實(shí)際作用。

2.4 運(yùn)用數(shù)學(xué)的統(tǒng)計(jì)學(xué)方式研究物理現(xiàn)象

由于物體中分子數(shù)量非常多，分子間相互作用十分復(fù)雜性，分子間運(yùn)動(dòng)、性質(zhì)狀態(tài)變化以及固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)性質(zhì)相關(guān)的熱現(xiàn)象等研究不能僅靠牛頓力學(xué)分子來解決，而且這既不可能也不必要。因此我們可以通過分子的集體運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)來判斷分子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，這種方式的運(yùn)用在數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)方式中經(jīng)常使用。比如我們對(duì)布朗運(yùn)動(dòng)的理解就是基于數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)前提下完成的，然后根據(jù)阿伏伽德羅常數(shù)找到分子質(zhì)量和體積。在物理上的體現(xiàn)也是數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)的一個(gè)關(guān)鍵表現(xiàn)，應(yīng)得到重視并加以利用。

3 結(jié)束語

數(shù)學(xué)的泛化為描述具有深刻內(nèi)涵的物理概念提供了最好的表達(dá)。數(shù)學(xué)有一種簡(jiǎn)單而嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S方式，簡(jiǎn)化和加快了人們的身體思維過程。然而，在實(shí)際的高中物理學(xué)習(xí)中，由于缺乏數(shù)學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)和應(yīng)用，仍然難以嘗試使用物理學(xué)來促進(jìn)物理學(xué)習(xí)。我們的數(shù)學(xué)知識(shí)往往不能滿足需求，達(dá)不到在物理學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用的程度，不能靈活應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)來解答自身問題。本文通過研究高中數(shù)學(xué)和物理學(xué)習(xí)的之間聯(lián)系和影響，總結(jié)出來高中物理學(xué)研究所需的數(shù)學(xué)知識(shí)還有應(yīng)用方法，希望促進(jìn)高中物理教學(xué)。

[1]李強(qiáng).數(shù)學(xué)方法在高中物理中的應(yīng)用[J].文理導(dǎo)航·教育研究與實(shí)踐,2014(8):145-145.

[2]王亞,王平.數(shù)學(xué)應(yīng)用意識(shí)與能力培養(yǎng)研究[J].決策探索(上半月),2017(52):79-92.