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高中物理是学生学习中的难点,也是教师教学中的难点。如何保证物理教学的教学质量,是教育界一直关注的重点。本文通过分析高中物理教学中渗透数学思想方法的可行性,从而进一步探究高中物理教学中渗透数学思想方法的教学策略。
學习物理需要学生有一定的数学基础。研究高中学生物理和数学成绩发现,不少数学成绩突出的学生,物理成绩并不好。但是在整体的趋势上它们是成正比,这说明数学学习对物理有一定的帮助。只是由于教师没有将数学思想用在物理教学中,才会导致一部分学生不能运用数学思想去灵活掌握物理知识。
一、高中物理教学中渗透数学思想方法的可行性
(一)数学思想让物理教学变得简单
数学和物理的教学目的都是研究自然规律,通过这些自然规律让人更好的生活。数学和物理不仅目的相同,数学更是物理的基础。物理学上的公式离不开数学的逻辑推导、物理学上的定律也要依据最基本的数学规定。最伟大的物理学家之一爱因斯坦在研究物理时,也经常向数学家请教。如果不了解数学,物理中的定律、公式我们就只知道是什么,却不知道他们如何推导出来,又为什么以那样的形式呈现。而了解数学,有助于将复杂的物理公式变得简单化,掌握推导这些公式基本过程的方法。
(二)物理定律发现离不开数学思想
物理定律的发现主要是通过实验,但是实验的结果却需要运用数学方法计算,而且物理定律一般用数学公式来表达,比如著名的:高斯公式、格林公示、散度、旋度场等这些电磁学的定律,都离不开数学思想的支持。
(三)有助于提高学生的能力
物理定律原本是科学抽象而来,要形成具体的公式,必须运用数学语言。在高中物理教学中诸如:电阻定律、欧姆定律、楞次定律等重要定律,学生在学习时只知道这些定律的公式是什么。如果在物理的教学中运用数学思想,学生不仅仅会记住这些定律,还会明白定律的推导方法,知道如何把这些定律应用到日常的实践中。
二、如何运用数学思想方法渗透到高中物理教学中
(一)在物理教材中提倡数学思想
在物理教材中提倡数学方法,一是从教材入手,在教材编写上注明数学思想的重要性;二是从评价标准入手,在考试试题中呈现一些物理公式推导的题型,不再是以往的公式运用。例如:力学公式一般都遵从平行四边形法则,而平行四边形法则的计算离不开数学中的三角函数。平行四边形法则的成立和推导,依据的数学三角函数。因此在教材中要引导学生利用数学的方法来推理物理公式,不仅让他们知道平行四边形法则的定理,更应该让学生明白公式得来的依据以及公式的推导过程。
(二)教师在进行物理教学时培养学生的分析、判断、推论能力
因为物理定律的产生来源于实验,又通过科学抽象得来。因此学习物理需要学生具有一定的抽象思维和想象力。如果学生抽象思维不够,就很难理解牛顿定律、胡克定律、库仑力、电场力等物理公式的推导过程。物理上的研究方法大多通过近似来证明因素之间的关系,但是要证明因素之间的具体关系,就要用到数学的推理能力。因此教师在高中物理教学时要培养学生分析、判断、推论能力,尤其是物理学公式的推导和证明。而且有些物理问题的解决只能通过数学思想来完成,例如:在讲述一个猎豹沿直线奔跑的问题时,笔者就运用了数学方法,猎豹奔跑属于非匀变速的变速直线运动,现有的物理公式中,没有现成的可以直接被套用。因此笔者鼓励学生运用数学思想方法来解决这个问题。这时班级往常对物理不感兴趣的数学尖子生立马就活跃起来,他们在短短的十几分钟中竟然提出了多种解决方法,有些使用几何画图算面积的“图像法”,有些运用代数中的公式推导,将现有的物理公式结合起来,推导出新的物理公式。这堂课不仅让学生知道物理公式的推导过程,更能够调动起学生学习物理的积极性。
三、结束语
物理是一科让大多学生望而生畏的学科,高中物理教学中要将物理讲的深入浅出,需要教师利用数学这种基本学科。数学思想对于物理教学的帮助很大,只要能合理运用数学思想,通过在物理教学中的不断实践和总结,一定能提高高中物理的教学质量。
學习物理需要学生有一定的数学基础。研究高中学生物理和数学成绩发现,不少数学成绩突出的学生,物理成绩并不好。但是在整体的趋势上它们是成正比,这说明数学学习对物理有一定的帮助。只是由于教师没有将数学思想用在物理教学中,才会导致一部分学生不能运用数学思想去灵活掌握物理知识。
一、高中物理教学中渗透数学思想方法的可行性
(一)数学思想让物理教学变得简单
数学和物理的教学目的都是研究自然规律,通过这些自然规律让人更好的生活。数学和物理不仅目的相同,数学更是物理的基础。物理学上的公式离不开数学的逻辑推导、物理学上的定律也要依据最基本的数学规定。最伟大的物理学家之一爱因斯坦在研究物理时,也经常向数学家请教。如果不了解数学,物理中的定律、公式我们就只知道是什么,却不知道他们如何推导出来,又为什么以那样的形式呈现。而了解数学,有助于将复杂的物理公式变得简单化,掌握推导这些公式基本过程的方法。
(二)物理定律发现离不开数学思想
物理定律的发现主要是通过实验,但是实验的结果却需要运用数学方法计算,而且物理定律一般用数学公式来表达,比如著名的:高斯公式、格林公示、散度、旋度场等这些电磁学的定律,都离不开数学思想的支持。
(三)有助于提高学生的能力
物理定律原本是科学抽象而来,要形成具体的公式,必须运用数学语言。在高中物理教学中诸如:电阻定律、欧姆定律、楞次定律等重要定律,学生在学习时只知道这些定律的公式是什么。如果在物理的教学中运用数学思想,学生不仅仅会记住这些定律,还会明白定律的推导方法,知道如何把这些定律应用到日常的实践中。
二、如何运用数学思想方法渗透到高中物理教学中
(一)在物理教材中提倡数学思想
在物理教材中提倡数学方法,一是从教材入手,在教材编写上注明数学思想的重要性;二是从评价标准入手,在考试试题中呈现一些物理公式推导的题型,不再是以往的公式运用。例如:力学公式一般都遵从平行四边形法则,而平行四边形法则的计算离不开数学中的三角函数。平行四边形法则的成立和推导,依据的数学三角函数。因此在教材中要引导学生利用数学的方法来推理物理公式,不仅让他们知道平行四边形法则的定理,更应该让学生明白公式得来的依据以及公式的推导过程。
(二)教师在进行物理教学时培养学生的分析、判断、推论能力
因为物理定律的产生来源于实验,又通过科学抽象得来。因此学习物理需要学生具有一定的抽象思维和想象力。如果学生抽象思维不够,就很难理解牛顿定律、胡克定律、库仑力、电场力等物理公式的推导过程。物理上的研究方法大多通过近似来证明因素之间的关系,但是要证明因素之间的具体关系,就要用到数学的推理能力。因此教师在高中物理教学时要培养学生分析、判断、推论能力,尤其是物理学公式的推导和证明。而且有些物理问题的解决只能通过数学思想来完成,例如:在讲述一个猎豹沿直线奔跑的问题时,笔者就运用了数学方法,猎豹奔跑属于非匀变速的变速直线运动,现有的物理公式中,没有现成的可以直接被套用。因此笔者鼓励学生运用数学思想方法来解决这个问题。这时班级往常对物理不感兴趣的数学尖子生立马就活跃起来,他们在短短的十几分钟中竟然提出了多种解决方法,有些使用几何画图算面积的“图像法”,有些运用代数中的公式推导,将现有的物理公式结合起来,推导出新的物理公式。这堂课不仅让学生知道物理公式的推导过程,更能够调动起学生学习物理的积极性。
三、结束语
物理是一科让大多学生望而生畏的学科,高中物理教学中要将物理讲的深入浅出,需要教师利用数学这种基本学科。数学思想对于物理教学的帮助很大,只要能合理运用数学思想,通过在物理教学中的不断实践和总结,一定能提高高中物理的教学质量。