高中物理教学培养学生应用数学能力的方法与实践

李一鸣

摘要：在各个学科门类中，物理与数学的关系密不可分。数学作为一种训练理性思维的学科，可以说是一切需要理性思维学科的基础。纵观物理学的发展历史，我们不难发现数学与物理的密切关系。客观的讲，物理学的每一次进步都有赖于数学理论的支撑。具体到高中物理教学活动中，教师更应加强对学生应用数学能力的培养。本文从培养学生应用数学能力的重要性和培养学生应用数学能力的具体措施两个方面进行了阐述。

关键词：高中；物理教学；数学能力

一、高中物理教学中培养学生掌握数学方法的重要性

在高中物理教学中，学生能否将数学理论知识、数学方法、数学思维应用到物理学习中去，关系着学生自身是否具有灵活运用各种知识解决问题的能力，能否提高学习效率与质量，能否将所学的物理知识融会贯通。培养学生运用数学能力解决物理问题的重要性主要包括以下几个方面：

1.有利于学生对于物理知识的掌握

物理学的发展是建立在数学理论基础上的，因此，要想掌握好物理知识就离不开良好的数学能力。利用数学知识去测量、计算物理学中的一些数值及物理概念，既可以提高运算的效率与精确程度，又可以加深学生对物理知识的掌握。例如，在电学方面，电容、电量、电阻、电压这些概念数值及关系都可以通过数学的方法测量和计算出来。培养学生数学应用能力对于提升学生学习能力、树立学生学习信心有着重要的作用。例如，在学习到法拉第电磁感应定律这一知识点时，其中的电动势正比于单位时间内线圈所切割的磁力线数量这一概念如果单纯用物理理论知识来向学生阐释的话会造成学生的概念认知模糊、理解不透徹、掌握不牢固、运用不灵活等消极影响。而如果引导学生用数学思维来理解这一概念，就能使其概念关系变得较为清晰与简单，学生理解起来难度较低，有利于他们对物理知识的掌握。

2.有利于提高学生的思维能力和交叉学习不同学科的能力

当今社会是一个高速发展、竞争十分激烈的社会。社会主义现代化建设需要的是复合型人才，传统的单一型人才已经不能满足现代社会的发展需要。学生在毕业后要想在竞争激烈的社会中立足，要想有一个较好的发展前景，那么就必须在学习过程中做到各个学科均衡发展，共同进步，要具备各个学科所要求的能力，避免出现严重偏科的现象。学科的交叉、知识的交叉、能力的交叉已经成为了一种趋势。学科的交叉融合体现在方方面面：计算机技术与科学研究的融合、心理学与营销学的融合、生物学与化学的融合……具体到物理学科，则体现为物理与数学的交叉融合。所以说，教师应该在高中物理教学中有意识的培养学生的数学应用能力，促进学生的全面发展，为社会主义现代化建设培养合格人才。

3.有利于学生培养高考能力

高中教学的目标之一就是培养学生应对高考的能力，使学生顺利升入大学。在高中教学中加强对学生数学思维的培养符合高考的要求，有利于提高学生高考成绩。《普通高中物理课程标准》中明确标明学生需要具备“认识数学工具在物理学发展过程中的作用”的能力。所以，不管站在学生长期人生发展的角度，还是站在短期应对高考的角度，数学能力在物理学习中的重要性都是不言而喻的。

二、高中物理教学中培养学生应用数学能力的具体方法

有了对数学能力在物理教学中重要性的认识，就需要我们采用具体的方法措施来真正提高学生的数学应用能力。本文针对高中物理教学中的具体实践，提出了以下几点：

1.提高教师自身的数学应用能力和意识

教师是教学活动中的引导者，是学生学习和模仿的对象。要想培养学生自觉运用数学思维解决物理问题的能力，首先就要对教师自身的能力和意识提出要求。只有教师自身具备了扎实的数学应用能力，融会贯通能力，才谈得上以身作则，影响学生。所以，在日常的教学工作，甚至生活当中，高中物理教师应该自觉加强自身数学知识方面的学习和培养，多参加数学培训，多与同行交流教学心得体会。教师应该清楚的认识到，只有自身的教学水平提高了，只有自身的数学应用能力提高了，才能谈得上教育学生和培养学生的应用数学解决物理问题的能力。

2.要学会在“物理语言”与“数学语言”之间转化

物理与数学虽然是两个相互独立的学科，但它们之间密切的联系早已不言而喻。如何合理准确的将“物理语言”转化为“数学语言”关乎着物理教学的质量与效率。运用数学工具解决物理问题的基础就是运用“数学语言”来解释物理概念。具体到高中物理教学活动，针对一些基础的物理公式及概念，要学会将其转化为“数学语言”，用数学的形式表现出来，例如库仑定律的数学表达式是F=kQ1.Q2/r2，有效的利用了数学中最基本的公式，还利用了指数函数等数学表达式，真空中两个静止的点电荷之间的相互作用力F，与它们的电荷量的乘积（Q1、Q2）成正比，与它们的距离的二次方（r2）成反比。将物理语言转化为了数学语言，这样既有利于学生对概念的理解，也有利于促进学生自觉使用数学工具结局物理问题，可以达到提高教学效率，培养学生思维能力，促进学生全面发展的目的。

3.掌握适度原则，避免因过分强调数学能力而忽略物理基础能力

通过前面的阐述我们已经认识到了数学能力在物理学习中的重要性，但是根据唯物论的解释，真理是有限度的，超出某一限度，真理就会变成谬误。所以我们在物理教学中对数学能力的强调应该把握适度原则，不能过分的追求数学方法的教学。我们要时刻认识到，数学能力的培养只是在为物理知识的学习服务，引导学生掌握物理知识才是物理教学的目标。举个例子，在求解一元二次方程式得出的时间值有正负两种结果，如果按数学方法，这两种结果都是正确的，但是依据物理知识，负值时必须要舍去的。数学能力在物理学中的运用是有条件的，是有限度的，在解决物理问题的过程中我们必须紧紧围绕这物理这一中心，要让数学能力为物理知识服务，要培养学生对物理知识与数学能力的正确认识。

三、结论

物理作为高中教学中的重要学科，教师必须具备过硬的专业素质，扎实的数学本领；学生必须认识到数学能力在物理学习中的重要性，自觉培养自身数学应用能力。只有这样，高中物理教学才能真正实现质量与效率的双重提高，学生才能真正实现物理知识与学习能力的双重提高。

（作者单位：湖南省南县一中413200）