高中数学与物理的渗透式教学策略探究

摘 要：高中物理与数学这两门学科之间存在密切的联系，教师在开展教学的时候，应充分发挥数学学科的工具性和物理学科的特点，引导学生开展跨学科探究活动，运用物理和数学知识进行实际问题的分析和解决，最终提升学生的探究能力和学习效果。文章以高中数学与物理课堂教学作为研究切入点，对知识的互相渗透和策略进行了详细的研究。

关键词：高中物理;数学;渗透;策略

数学是一门基础性学科，数学思想不仅能够研究数学问题，同时也是研究物理问题、解决物理问题的重要工具。因此，教师在开展高中数学或物理课堂教学的时候，可以将知识互相渗透，有效地融入数学思想和数学思维，帮助学生更好地掌握数学内涵，将物理概念、物理规律清晰地表达出来，不断加深学生对物理知识的理解，进而全面提升课堂教学效果。对此，在普通高中物理课程标准中也明确提出了，教师在开展物理教学的时候，需要融入一定的数学能力，以培养学生的跨学科知识运用能力。

一、 高中数学与物理的渗透式教学必要性分析

基于高中数学与物理学科的特点，以及课程标准的要求，教师在开展数学与物理课堂教学的时候，全面加强知识的渗透，具有极强的必然性。具体来说就，集中体现在以下几个方面：

第一，增强学科联系性，体现数学工具性与物理的科学性。面对当前社会发展的需求，传统单一的知识结构已经无法满足社会发展的需求。基于此，教师在进行人才培养的时候，必须要改变传统的人才培养模式，注重学科之间的联系，真正实现各个学科知识的融会贯通，不断提升学生的知识综合运用能力。而数学作为一门基础性学科，与物理这一学科之间存在密切的联系，实现两者之间的有效渗透，更能够促进学生的发展。

第二，有助于降低学生的学习难度。高中数学与物理两个学科之间存在密切的联系，数学是学生开展物理学习的基础，物理思想、方法同样影响着数学规律的探索。因为，数学的逻辑推导、数学的规定等，是学生进行物理定律学习的基础。在具体的学习中，通过数学知识与物理知识的融合，更有利于增强学生的学习能力，将知识融会贯通，降低学生的学习难度，提高知识的应用能力。

第三，物理实验可以验证数学思想和规律。物理定律在发现的时候，基本上都是通过实验的形式进行的，通过实验能够验证数学方法的科学性。因此，数学教学中融入物理知识，更有利于转变数学知识的抽象性，给学生更好的呈现数学规律。

第四，物理知识是提升学生学习能力的必然要求。物理定律原本是一种科学的抽象，唯有通过数学语言这一载体，才能将其变成具体的公式。例如，针对高中物理学习中遇到的电阻定律、欧姆定律、楞次定律等，学生在学习的时候，仅仅是了解和掌握具体的定律，但是只有融入一定的数学思想，学生即可在掌握具体物理规律的同时，明确其推导方法，并将其应用到日常的实践中。

二、 高中数学与物理教学渗透路径分析

（一）数学思想在高中物理基础知识教学中的渗透

在高中物理教学中，基于物理学科特点的制约，物理基础知识教学是物理课堂教学的重中之重，也是提升学生物理核心素养的关键。但是在具体的物理基础知识学习中，由于其具备极强的抽象性，学生的理解能力有限，针对一部分物理规律学习中存在较大的难度。面对这一现状，教师开展教学的时候，应有效融入数学思想，将其简单、明白地表现出来。如此一来，不仅增加了学生的物理学习兴趣，也促使在熟悉的数学思想中，积极主动参与到物理课堂学习中。具体来说，在高中物理课堂教学中，最为常见的数学思想渗透方式有以下几种：

第一，微元思想的渗透。数学微元思想在物理教学中尤为常见，这一数学思想主要是对某一物体或者过程进行细分。基于此，在对高中物理统一运动规律进行学习的时候，就可以结合数学微元思想，引导学生从中任意抽取一个小的单元进行计算。

第二，数学函数思想的渗透。函数思想是最为常见的一种数学思想，也在物理教学中尤为常见。具体来说，在高中物理教学中，可借助数学函数思想中的斜率对物体运动规律进行体验，可结合正弦函数和余弦函数等，对力的分解和合成，以及交变电流进行表示;还可以借助抛物线的函数思想，对物体的匀变速运动进行表示。

第三，数学极限思想的渗透。数学极限思想的本质就是无限接近，在讲述自由落体运动的时候，教师就可以将数学极限思想渗透到教学中，引导学生对相关知识进行探究学习。

第四，数形结合思想的渗透。数形结合思想是高中数学中最为常见的思想。学生在对物理学习的过程中，也可以借助数形结合思想，对物理概念、物理规律以及概念和规律之间的变化进行描述，进而不断加深物理规律的理解。例如，在位移这一物理概念教学中，教师就借助了数形结合思想，引导学生在数学思想的帮助下，对位移知识形成深刻的理解。

第五，转化与归化思想渗透。转化与归化这一数学思想就是引导学生对未知的问题进行转化，使其成为学生已有知识的范围之内，引导学生对其进行有效解决。针对这一数学思想，就可将其渗透到物理教学中，引导学生结合这一数学思想，将不理解、不成熟、不规范的问题进行转化，进而加深物理知识的理解。

（二）数学思想在物理解题中的渗透

在高中物理教学中，解题是物理教学中最为重要的组成部分，同时也是制约学生物理学习成绩的重要因素。但是在传统的高中物理教学中，学生在面对抽象的物理问题的时候，常常出现不知道如何下手的现状。要彻底改变和解决这一问题，教师在开展教学的时候，就可以渗透数学思想，引导学生结合数学思想这一手段，降低数学解题的难度，明确具体的解決思路，进而快速找到物理问题的解决技巧。例如，在“曲线运动”这一部分物理题目解决的过程中，针对部分学生常常面临没有解题思路的现状，教师可充分借助数形结合思想，借助图形的方式，将题目中的已知量体现出来。如此一来，学生在数学图像的直观展示中，就可以对已知量、未知量直观的关系进行明确的感知，进而借助物理知识，对其进行解决。

（三）物理实验在数学概念教学中的渗透

在高中物理教学中，由于物理这一学科是建立在实验基础上的自然学科，物理实验教学不仅对于物理课堂教学有着重要的意义，同时也能够渗透到数学教学中，帮助学生理解其中的数学规律，增强学生的学习能力。然而，在具体的数学教学中，常常出现学生无法理解数学数字规律背后的深层含义，进而制约了数学课堂教学的效果。面对这一现状，教师在开展数学教学的时候，就可借助物理实验的方法，引导学生充分利用物理实验中的现象和数据对数学知识进行思考，进而更好地解决数学教学中面临的问题，最终达到预期的数学教学目的。例如，在“等比数列”的教学中，教师可以引入打点计时器测速度的物理实验，引导学生借助打点计时器对加速度进行测量，并将相同时间走过的路程在纸带上清晰地标出，让学生观察纸带，并将每一段路程的平均速度计算出来，看其中有什么规律。学生根据物理学的知识，很容易得出，相邻两段路程的平均速度之间具有这样的关系：v0=av1，即相同时间内，后一段纸带的速度是前一段的a倍，这样，学生就很容易理解等比数列的规律，同时，运用物理的方法，可以更容易推导出等比数列前n项和的公式，达到事半功倍的效果。

（四）物理知识在解数学问题中的渗透

新课程改革背景下，教师在开展高中数学教学的时候，应注重知识跨学科应用能力的培养，真正实现学以致用的目的。但是在具体的教学中，物理知识与数学问题的融合，对于学生来说也是难点所在。面对这一现状，教师在培养学生跨学科知识应用能力的时候，就可结合物理学科的特点，引导学生借助物理知识，对日常生活中遇到的问题进行解决，最终提升学生的知识应用能力，真正提升学生的核心素养。例如，在有关数学动点的问题中，就可以将物理学中的动态平衡问题渗透到其中，教师在指导学生运用物理原理和方法进行数学问题的分析求解。在这种情况下，学生就可以借助所学的物理知识，对其进行解决，最终达到预期的教学目标。同时，物理知识也可以作为数学试题的背景，开阔学生的视野，增强学生的学习能力，丰富学生的学习体验。例：已知z1、z2、z3，为3个不为零的复数，并且满足|z1|=|z2|=|z3|，z1+z2+z3=0，那么，判断z1、z2、z3对应点所组成三角形的形状？本题用数学的方法并没有太好的思路，并且非常复杂，如果将物理知识融入其中，通过力学矢量来解决数学复数问题，即能够强化物理与数学之间的联系，也能够增强学生的知识综合应用能力。将复数看作是力，根据题意可知力的大小相等，合力为0，则三力之间的夹角应该一样大，即120°，因此组成的三角形为等边三角形。数学与物理联系紧密，尤其是两者都具有矢量，在特殊的情况下，二者往往没有明显的界线，在进行数学与物理知识融合的过程中，更能够巧解问题，理解其中的规律，促进学生学习的深入。

三、 结束语

综上所述，高中数学和物理是高中阶段重要的课程，也是极容易导致学生望而生畏的课程。面对学生学习中存在的难度，教师在开展教学的时候，应该将物理和数学知识进行互相渗透，培养学生的跨学科知识应用能力，增强学生对知识本质的理解，从而提高学生的学习兴趣，增强学生的学习效率。

参考文献：

[1]蒲燕君.高中物理教学中数学思想方法的分类及渗透策略[J].中国校外教育，2020（10）：86-87.

[2]俞立碩.高中物理教学中数学思想方法的渗透[J].新课程研究，2019（24）：106-107.

[3]宋祥娟，冷成军.高中物理教学中数学思想方法的分类及渗透策略[J].课程教育研究，2019（32）：199-200.

[4]刘汉桐.数学知识对高中物理学习影响的调查及对策研究[D].延吉：延边大学，2019.

[5]褚衍宽.数学知识的掌握对高中物理教学效果的影响研究[D].济南：山东师范大学，2019.

[6]王学文.数学知识在高中物理中的支持作用研究[D].济南：山东师范大学，2018.

[7]杨钦.如何在高中物理教学中应用数学思想方法[J].课程教育研究，2018（19）：152.

作者简介：

张君瑜，甘肃省白银市，景泰县第二中学。