物理问题中数学能力的培养

陈健

数学和物理联系是密切的，中学物理教学大纲明确要求在教学中培养学生运用数学知识解决物理问题的能力。数学是研究物理学的工具，它体现在（一）在物理学中，很多物理理论的建立，都是通过物理学家通过实验、观察、测量，得到精确的数据，运用数学方法进行分析、计算、概括、推理，总结出规律，形成理论。（二）数学是表达物理概念和定律最简单、最概括、最深刻的语言，物理教材中，每一个物理量的定义，物理规律在文字叙述之后，都有一个更简洁的定义式和定律方程。对学生而言，可能更多地先记住了定义式、方程（对定义式、方程的物理含义却不太了解），这也说明了数学语言的优势。（三）在物理中，解决很多问题的方法都是先从物理情景物理规律出发，建立模型，列出方程，用数学知识准确、迅速地进行有关问题的计算、推理、论证。

由此可见学生运用数学知识解决物理问题要求学生必须有通过概括、推理、抽象把物理问题转化为数学问题的能力，还应有通过数学知识正确迅速地解答有关物理问题的计算、推导、论证的能力，也就是解题能力的培养。

那么如何培养学生运用数学知识解决物理问题的能力？

一、培养学生把物理问题转化为数学问题的能力

1.在平时的实验教学中逐渐培养学生在实验数据基础上建立物理规律的能力。

物理学是一门实验学科，在教学中，尤其是实验教学中应有意识地严格要求学生重视实验数据的处理，通过分析思考，运用学过的数学知识、数学工具，进行归纳总结，从而建立规律、公式。如：力学中牛顿第二定律的建立，就通过学生实验得到用数学知识求极值，问题就可以解决。但学生对题目中的物理过程，对追赶中两车的距离变化的规律，特别是两车相距最远有什么特点，根本没有分析清楚。这种强调数学方法，淡化物理问题对学生是有害无益的。因此讲解时必须引导学生学会分析汽车速度变化过程中两车距离的变化规律，从中得到相距最远的条件。这样学生对整个问题就非常清晰。

2.培养学生运用代数运算的习惯和能力。

高中物理题目中，很多都要进行代数运算，在运算时要培养学生养成正确的运算的习惯和能力学生有初中刚升入高中，在运算中还是沿用了初中的分步运算，有的连原理公式也没有，直接就数字运算，就像做数学作业，所以这就要求我们尤其是高一时，加强培养学生代数运算的习惯，让学生学会先要用代表物理量的符号代替具体数值，利用物理规律物理公式进行推导，运算，化简，最后代入数据运算。要让学生一开始就养成这种习惯和能力，这对今后的考试是很有帮助的。

3.培养学生运用图像解题的能力。

代数几何同属初等数学的组成部分，函数式列表式图像都是表示函数的方法，而应用图像不仅可以表示物理规律，而且可以更直观、更能明显地表示出动态过程，所以在平时讲解物理规律、物理习题时要多注重引导学生用图线反映物理过程，应用图像解决物理问题。比如用速度图线求解相遇追及问题，用图像分析三力平衡中的动态变化问题，利用相似三角形求某些力等。

所以，只有在平时的教学中，多留心，多思考，有意识地培养学生各方面的能力，才能使学生在学到知识的同时，提高能力，为以后的工作和学习能打下扎实的基础。