数学方法在高一物理教学中的应用研究

姚春新

物理问题千变万化，在形式和求解方式上都有各种各样的不同。如今增强学生综合素质的呼声越来越高，在物理问题的解决过程中充分应用数学方法，可以加强学生的综合能力，锻炼学生对所学知识的灵活运用。数学知识对于物理学科不仅是运算工具，更重要的是对物理概念的理解和物理定律的推导，合理运用数学方法，可以在物理问题中发散抽象思维和进行科学推理，培养学生养成正确、科学的物理学科学习习惯，提高其物理学习能力。

一、数学方法应用在物理教学中的必要性

物理学科可以对逻辑思维能力展开多重锻炼，正确的学习方法可以大幅度提升学生的物理学习能力。物理问题思路复杂，解题方式多样，如果用单一的固定思维来思考和研究问题的话，很可能会在某个步骤上卡壳。所以在日常教学中，教师要训练学生对物理问题进行全方位的思考和分析，将物理方法和数学方法进行结合，对问题进行多个角度的剖析，长此以往就可以锻炼学生的多层次、多角度分析问题的能力，克服其孤立思考、表面思考的缺点，加强物理学科的学习能力。数学方法在物理问题的解决中具有得天独厚的优势，它可以将所有的自然现象和科学现象都抽象成数学模型，对数学模型进行合理分析，将物理的极限思想用数字和模型转化为数学运算思想，就能够灵活地解决复杂的物理问题。

二、数学方法在物理教学中的具体应用策略

1.用方程式来表达物理关系，解决物理问题。

在学习过程中，学生往往会使用方程式来表达数学关系，但是对于物理却不知从何下手。所以教师在日常教学实践中，应该高度重视这部分内容，加强学生的练习和实践，针对怎样将物理关系式与数学方程概念有机结合的问题，进行大量训练，让学生深刻理解数学方程式和物理關系式的本质意义。物理关系式就是在数学方程式的基础上赋予其实际意义，解决实际问题。所以在日常训练中，教师要引导学生积极建设物理情景，将数学公式充分融合进去，让学生明白物理平衡式两端的具体物理概念与意义，再将其转换为数学形式进行灵活求解。通过多次例题分析、讲解，学生就会在潜移默化中加强数理结合能力，从而培养其理解、掌握和运用所学知识的能力。

2用数学方式来表达物理问题，灵活运用字母和数字。

在刚开始接触物理时，学生往往对物理符号所表达的概念不是很清楚，对于不同的物理公式和物理量所表达的含义不能快速理解，做题时就容易公式变形出错，从而计算不出结果。在高一物理的课堂教学中，教师可以引导学生首先学会“读题、标量、选公式”的思考顺序，在熟悉题目的同时进行初步分析，标出已知量和未知量，再根据题目选择相应的公式进行求解。教师在讲解物理题目的过程中，要让学生明白物理公式和数学知识对于解题同样重要，对于物理量和字母之间的关系，要在熟悉题目的一开始就明确写出，防止混淆。学生如果能够充分掌握数学知识，就可以使用方程式将物理关系灵活地表达出来，加强其对符号的认识，避免因为犯初级错误而失去相应分数。

3.等量代换物理单位，用数学单位替代物理单位。

高一学生处于刚从初中升到高中的跨越时期，对于陡然提升难度的物理学科，其接受能力普遍较差，在单位的换算方面大部分学生更是难以理解。针对这一部分学生，教师在教学课堂中就要着重传授单位换算的计算方法和度量转换标准，让学生理解物理学科中的单位转换的本质就是数学中的等量代换思想。针对此类问题，教师要有目的地对学生进行大量锻炼，让学生对换算关系加深记忆，理清数学和物理单位各自的适用范围，用分式的性质来解决物理问题。

4.利用函数图像表达物理意义，加快学生理解。

在数学问题中，函数图像是一种十分直观的表达方式，它可以将复杂、杂乱的数字用关系式结合在一起，用简单、易懂的方式表达出来。在物理问题中，物理规律和物理量之间的关系也可以用具体的函数图像来表达。但是目前，大部分学生对于函数图像意义和物理量之间的关系还是没有清晰的认知，不能将函数图像与物理知识紧密联系、正确对应出来。所以在实际教学中，教师就要对此部分内容进行明确讲解，首先要让学生掌握横、纵坐标所代表的物理量意义，然后再分析该图像所蕴含的物理含义。

运用数学知识解决物理问题，就要将数学思维方式与物理思维方式进行充分融合，教师在教学过程中要多方面锻炼学生，提高他们对于数理结合的理解和掌握程度，从而推动我国教育事业的发展。

（作者单位：福建省莆田锦江中学）