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高中物理教学中渗透数学思想方法的教学策略

范文

王丽莉

摘 ?要：物理学科是高中阶段重要的一门科目。但该学科无论是课程内容还是结构大都比较复杂，且极为抽象，学生在学习的过程中很难掌握与理解所学的知识，降低了课堂教学效率。所以，为了更好地培养学生理解物理知识的能力，提高解题水平与逻辑思维，必须进行教学改革，必须积极渗透数学思想方法，以此达到降低学习难度的作用，提高学生逻辑推理能力与综合能力，促进其综合素质的提高。基于此，该文就高中物理教学中渗透数学思想方法的教学途径进行分析。

关键词：高中物理 ?数学思想方法 ?渗透 ?教学途径

中图分类号：G63 ? ? ? ? ?文献标识码：A ? ? ? ? ? ? ? ?文章编号：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

物理學主要通过数学表述，且数学是创立与发展物理学的重要工具，还是我们解决物理问题的重要工具，这就表明数学学科对物理学的影响是巨大的。所以，教师在高中物理教学中应积极渗透数学思想方法，培养学生分析问题、解决问题的能力，这是相当重要的，这对学生日后从事科学研究或者是继续学习，提高自身创新能力具有深远的现实意义。但从实际的教学可知，绝大多数教师在教学中仅注重培养学生物理思维能力，不注重培养学生应用数学工具能力，导致学生在学习的过程中存在数学语言不准、运算不规范等问题，这无疑降低了学生学习热情，因此很有必要在物理学科教学中渗透数学思想与方法。

1 ?高中物理教学质渗透数学思想方法教学现状

物理学科属于自然科学的一种，其概念比较抽象，可以揭示物理学科的规律，实验是其基础，因此无论是表述物理规律、概念还是如何解决物理问题都要用到数学知识。若离开了数学，那么就很难形成物理概念，更无法表达。物理学科的定律与原理基本上都是需要开展大量物理实验才能总结而出，这就需要发挥数学工具的作用，以此处理并整理数据，找到其中存在的关联。此外，在理论推导的过程中也能从中发现物理规律，在此过程中就可以应用数学进行逻辑推理与分析论证[1]。

根据《普通高中物理课程标准》可知，其明确了学习物理学科需要具有一定的应用数学能力。比如，运动的描述这部分内容就包含了匀变速直线运动需要应用图像与公式描述，所以高中阶段物理学科的学习中很有必要渗透数学思想方法。结合物理高考大纲可知，在该学科教学中很有必要渗透数学思想方法，其包含独立自主找到物理量的关系，可以应用数学工具表达物理规律，应用数学知识处理物理问题，发挥数学函数图像的作用表达物理规律。

2 ?高中物理教学中渗透数学思想方法的重要性

2.1 突破传统教育思维局限

高中阶段物理学科教学中物理教学方式还是教学理念或多或少都存在一定的局限，这主要是因为很多教师在开展教学活动时并不能创新教学方式，也没有正确认识数学与物理知识存在的联系，因此，学生在学习的过程中仍然存在较多误区，甚至在学习的过程中延用物理思路，因而很难构建高效课堂。而部分高中生学习效率不高主要受到解题方式不创新、缺乏理解能力的影响。教师在高中物理教学质应用数学思维开展教学活动可有效提高学生学习能力与理解知识的能力，改革教学方式，使学生在学习的过程中创新方法与方式，以此激发其学习热情，促进其课堂教学效率的提高。

2.2 强化学科联系，突出数学工具价值

教师在开展教学活动时应强化学科间的联系，这是学生综合应用各方面知识的需要。当今时代快速发展，单一的知识结构很难让学生在学习的过程中应用生活中存在的问题，这就需要教师在教学中改变传统落后的教学观念，强化物理与数学学科的联系，促进学科的深度融合，以此提高学生运用知识的能力。教师在高中物理教学中渗透数学思想方法也正是受到上述因素的影响。结合目前高中物理教学实际可知，学生在学习的过程中很难学习物理这门抽象性高、应用性极强的科目，这时发挥数学学科的辅助作用就可能取得事半功倍的教学效果。比如说在学习受力这部分内容时，若学生对比受力三角形与几何三角形，列出比例式的方法就可以更好地解决，使其变得简单[2]。

2.3 定量分析物理问题

实验是得到物理规律的主要途径，尤其是定量实验，提到定量实验就离不开数学知识。就物理学的发展史分析，其与现代数学的联系相当密切。自从伽利略开创物理实验探究后物理学从定性分析向定量分析与验证转变，物理学也逐步定位程精密的定量科学，尤其是近年来高数进一步促进了流体力学、力学与电磁理论的发展，且与爱因斯坦有关的相对论也离不开物理理论与数学方法的融合。虽然高中阶段物理学科仅属于比较基础的阶段，但必须在教学中渗透数学意识，如此才能提升学生物理素养。

2.4 物理规律表达更简洁、精确

高中阶段物理学科知识体系包含了系统化的规律与概念，那么如何表征这些物理规律呢？除了可以应用文字描述，教材也配上了图像与符号，且物理规律符号表征大都是以简洁明了的数学公式为主，当然物理量之间的关系也可以应用公式反映，函数图像也可以直观显示物理量的关系，使得物理规律的呈现形式得到简化，从而让物理规律更加简洁，且学生在在定量分析或推演的过程中可以通过简单的数学形式加速物理思维的发展。

3 ?高中物理教学中渗透数学思想方法的教学途径

3.1 了解学生数学基础

要想学好物理，必須学好熟悉，教师在开展教学活动时需要全面了解学生，了解学生学习中的欠缺之处，同时掌握数学方法与数学程度。教师在涉及物理教学体系时需要保证其科学合理，有效传授物理知识，让学生在学习的过程中可以充分理解与习视所学知识，之后将其应用于物理解题中[3]。在力学、电学方面的教学中离不开简单的计算比例问题，且在学习物理的过程中学生经常应用这一比例法，简化了解题过程，提高了解题速度，切实提高学习效率，但该方法也存在较多缺点，如计算过程中容易出现错误。所以，在物理学科的学习中学生的基础是相当重要的，若学生没有掌握良好的数学基础，则很难掌握解题步骤。其步骤可分为4个：一是先分析探索题目中的对应关系;二是结合物理概念与规律建立相关方程;三是应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;四是将已知量带到其中，求出其结果。

3.2 结合学生实际情况针对性渗透

教师渗透数学思想方法之前需要了解学生实际学习特点与能力，以目前学科教学方式为基础创新与优化物理课程设计，通过数学思想方法提高物理教学效率，使学生在学习过程中更容易掌握相关知识。以教学“电学”这部分内容为例，笔者引导学生在学习的过程中结合数学学科的比例法，以此简化解决电学问题的步骤。这个过程中教师要指导学生掌握“比例法”的技巧，把握解题思路与具体的学习，将方程带入到已知量当中，调整教学方法与工作方式。

3.3 在物理理论知识方面渗透

物理学科的学习中物理概念属于关键内容，为了给学生学习物理知识奠定基础，教师必须合理引入物理概念。教师在讲解知识时应采取简洁的话语、形象化抽象的概念，强化学生理解。教师可以在引入物理概念时应用数学函数与方程思想。就速度这部分内容的学习分析，该节课的主要目标是理解速度的概念，针对这个问题笔者结合了火车、飞机与自行车等例子，使学生对速度的概念形成初步理解。在表达位移变化时笔者引出了函数△x，以△t表达经过的时间，以，由此得出位移变化率。所以，△t无限小时，学生就可以将V理解为某一个时刻的速度，即我们常说的瞬时速度，由此引出速度的含义。物理概念属于抽象的概念之一，数学函数与方程简单明了地将速度表现出来，以此激发学生学习热情，使学生深刻地理解物理概念。

3.4 在解题技巧方面渗透

在开发人类智力活动的过程中解题属于开发人类智力的一种，其在培养学生心理素质、发散学生物理思维方面起到重要的促进作用，还可以通过解题测试了解学生对物理知识点的掌握情况。但是在具体的解题的过程中很多学生针对部分抽象的问题很难找到不正确的解题思路。因此，为了可以提高学生解题技巧，使学生在解决疑难问题的过程中顺利解决，使教师可以在物理解题中引入数形结合思想，通过数形结合图像形象地表达物理题中的已知量。就曲线运动的物理解题为例，笔者在教学中指导学生画出坐标轴，以此引出数形结合思想，使学生表达出竖直方向与水平方向的速度，在分析题目中确定已知与未知量的关系，之后应用物理思维解答。学生在解题的过程中应用数形结合思想也可以增强学生学习物理学科的自信心，促进学生形成良好的物理思维。

3.5 在物理实验方面渗透

若理论知识是物理学科的基础，那么实验操作就可以称为物理学科的核心。学生在物理实验操作的过程中可以形成良好的动手能力，也可以考察学生掌握物理知识的情况。但目前物理学科学习中普遍存在的问题是学生很难分析实验数据，这对物理实验教学效果产生直接影响，导致学生很难了解实验的目的[4]。所以，教师在教学中要通过引入等价转化思想的方式引入物理实验操作，应用相关数学问题替代物理实验，解决这一问题。以这样的方式实现实验教学目标，学生在实验中也更加明确实验的目的。就打点计时器测速度这一实验为例，开展这一实验主要是应用打点计时器测量加速度，了解打点计时器的原理。为了使学生了解打点计时器的工作原理，教师在开展教学活动时应详细给学生介绍打点计时器，这是因为打点计时器振针的周期性震动是由其运动过程流逝时间等价转化而成，每0.02s打点计时器就会打一个点，由此可知，打点计时器工作原理主要是从待测物理量等价转化。此外，在测量对力大小的实验中，弹簧的伸长量主要是从力的大小等价转化而成。这个过程中物理问题从复杂变得简单，使学生可以更好地理解。

4 ?结语

数学是物理学科中重要的工具之一，教师在教学中应用数学思想方法对学生学习物理学科具有重要的促进作用，可以有效巩固所学的数学知识。所以，教师在教学中要结合数学方法与物理知识，之后进行互相渗透，实现双赢目标。

参考文献

[1] 徐卫兵.高中物理教学中渗透数学思想方法的教学策略[J].物理教师，2016，37（1）：11-13.

[2] 陈曦.基于物理学科核心素养的高中习题教学策略研究[D].云南师范大学，2019.

[3] 罗皓月.高中物理教学中的数学思想渗透[D].西华师范大学，2018.

[4] 杨阳.高中生物理实验反思性学习能力培养的实践研究[D].上海师范大学，2020.

[5] 汪茂华.高阶思维能力评价研究[D].华东师范大学，2018.

[6] 袁媛.高中生物理建模能力及其培养对策研究[D].辽宁师范大学，2017.

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