支文妍
摘 要：自从素质教育提出后人们更关注且推崇多学科融合的课程改革。对高中生而言数学与物理学科属于两门重要的科目，具有较高的关联性，尤其是物理学科中高度融合了数学思想方法，在解决问题的过程中经常需要应用到相应的数学思想方法。基于此，为了提高学生对物理知识的理解能力，切实提高学生解题能力与逻辑思维，必须进行教学改革，在教学中应用数学思想方法，这对降低物理学科学习难度，提高学生学习效率具有重要的现实意义。
关键词：数学思想方法 高中物理 必要性 应用策略
中图分类号：G63 文献标识码：A文章编号：1672-3791（2021）02（b）-0159-03
On the Application of Mathematical Thinking Method in High School Physics
ZHI Wenyan
（The Second Middle School of Lintao County， Gansu Province，Dingxi，Gansu Province，730500 China）
Abstract：
Since the quality education was put forward， people pay more attention and praise the curriculum reform of multi-disciplinary integration. For senior high school students， mathematics and physics are two important subjects， which have a high correlation. Especially， physics is highly integrated with mathematical thinking methods. In the process of solving problems， they often need to be applied to the corresponding mathematical thinking methods. Based on this， in order to improve students" understanding ability of physics knowledge， effectively improve students" ability to solve problems and logical thinking， it is necessary to carry out teaching reform and apply mathematical thinking method in teaching， which has important practical significance to reduce the difficulty of physics learning and improve students" learning efficiency.
Key Words：
Mathematical thinking method; High school physics; Necessity; Application strategy
物理学科属于理科，具有一定的学习难度，很多学生在学习期间或多或少都会遇到一定的困难，这是物理学科的特点之一。由于该学科抽象性、逻辑性、知识性与应用性较强，要想学好物理学科需要学生具备多方面的能力。从以往的教学来看，教师更注重培养学生物理思维能力，很少注重培养学生应用数学工具的能力，这就导致学生在学习的过程中存在运算不规范、语言不准确等问题，对学生的热情与信心产生影响。在此背景下很有必要深入分析数学思想方法在高中物理中的应用。
1 数学思想方法在高中物理中应用的必要性
1.1 强化学科联系，突出数学工具价值
教师在教学中要提高对增强学科间联系的重视，这也是学生综合运用知识的关键。当今时代发展速度极快，且以往知识结构比较单一，因此学生在解决生活中存在的问题时需要积极改革，强化学科之间的关联，构建贯通的知识网络，促进学生更好地综合应用知识。教师在高中物理教学中应用数学思想方法主要是基于上述原因，这是因为结合近年来高中物理教学现状可知，学生很难学好这门学科，这时应用数学思想方法则可以取得事半功倍的教学效果[1]。
1.2 结合数学思想方式，培养学生物理问题思维
教师在高中物理教学中应用数学思想方法可在解决物理问题中应用数学方式，呈现了优良的教学模式。在解决物理问题时可充分应用数学思想解决抽象性的问题，且还可以对逻辑性较强的知识进行分析。教师在教学改革的过程中可发挥数学思想的作用将知识内容简化，加大力度训练，使学生以数学思维为导向，掌握解决物理问题的技巧，切实提高学生学习水平与学习质量，更好地满足目前教学的需求。可见，教师在高中物理教学中应用数学思想方法相当必要，必须引起教师的重視，创建科学合理的教育机制与教育模式，最大程度地提高物理教学水平与质量，培养学生物理思维能力，优化目前教育发展模式。
1.3 打破传统教学局限，提高教学效率
就传统高中物理教学来看，无论教学方式还是教学理念都具有较大局限，究其原因就是很多教师在教学中并没有以目前教学形式为基础进行创新，更没有意识到数学知识与物理知识的关联，导致学生在学习物理知识时存在较大误区，也有部分教师沿用初中阶段教学方法，最终课堂教学效果并不理想。就高中生学习效率不高的原因分析，缺乏解题创新与物理知识能力是最主要的原因。教师在教学中应用数学思想方法开展教学活动有利于培养学生学习能力与理解能力，改革传统教学模式，使得学生创新自身学习方法与方式，激发学生学习热情，切实提高学生学习效率。
1.4 调整教学难度，增加物理思维梯度
教师在开展教学活动时要提高对调整教学难度的重视，这是因为认识规律的限制影响了人的认知过程。人的认识规律是一个从简单到复杂、从容易到难的过程，整个过程是阶梯状上升的，基本不可能做到一蹴而就，因此教师在教学中应结合实际调整教学难度，循序渐进地开展教学活动。教师在高中物理学科教学中渗透数学思想方法实际上是以融入演变与拆分为基础，最大程度地降低了学习难度，使学生在学习的过程中可以顺着教师的思维梯度进入到最佳的学习状态中。
2 数学思想方法在高中物理中的应用策略
2.1 了解学生的数学基础
要想学好物理学科，前提就是要学好数学学科。教师在开展教学活动时应全面、系统地了解学生，掌握学科的欠缺之处，合理掌握学习物理学科过程中要掌握的数学方法与要掌握的数学程度。在物理学科教学设计中应确保可行合理，有效教授物理知识，使学生在学习过程中可以在理解的基础上吸收知识，在解题中科学应用所学知识。以力学、电学这部分内容教学为例，学习这部分内容经常会应用到比例问题计算的问题，很多学生在解题的过程中也经常运用到这一比例法，简化了解题过程，提高了解题速度，提高学习效率，但该方法也具有一定的缺点，即计算的过程中容易出现问题。所以，只有学生掌握扎实的数学基础才能掌握解题步骤。首先需要探索题目中的对应关系，之后以物理概念与物理规律为基础建立与之相对应的方程，最后应用消除法约掉不需要求的物理量，建立新的方法，最后将已知量带入其中，求出最终结果。
2.2 发挥数形结合思想方法指导物理解题
对学生而言解题是其学习的核心环节，同时也是重要的一部分内容，学生在解题的过程中可以更好地了解自己的学习情况，使教师可以及时把握其学习情况，之后相应地调整教学计划[2]。通过解题培养学生良好的物理思维，使其形成优良的心理素质。然而在具体的解决问题中，部分问题比较抽象，学生遇到此类问题并不知道如何下手，因此要想解决与改善这一问题，教师要教给学生正确应用数形结合思想解题的方法，结合数形图形体现出抽象物理题目中的已知量，最大程度地降低解题难度，使学生可以找到解决问题的方法，从而更加高效地解决问题，促进其形成良好的解题技巧。以解题“曲线运动”这方面的题目为例，笔者在教学中引导学生应用数形结合思想要求学生先画出坐标轴用于表示竖直与水平方向的速度，深入分析题目明确题目中已知量与未知量之间的关系，之后结合物理思维解答。由此可知，在解决物理问题时应用数形结合思想对培养学生物理思维产生极为积极的影响，学生在解题时也更加高效，增强了学习物理学科的信心。
2.3 合理修改教学计划
教师在教学设计时需要充分考虑物理与数学的关系，使学生更好地了解概念与数学，之后传授物理知识;让学生先做好预习工作，之后有效应用数学方法与思想。教师要使学生在学习中牢固地掌握基础知识，层层递进激发其学习热情。比如，在学习的过程中经常遇到分析受力的题目，这些题目具有较高的难度，教师可以发挥数学相似三角形的作用对比三角形与几何三角形，分析其存在的相似之处，之后以对应边成比例为基础列出比例式，发挥不变量的作用解决待变量。在解决问题的过程中列出比例式，简化计算，更加高效地解决问题，使学生应用数学思维解决问题，这对发展学生物理思维同样产生积极的影响。在解决该问题时需要画出几何图形，对比两个三角形，找到相似点与对应边，之后列出比例式解决问题。
2.4 反复给学生强调物理与数学的联系
物理学科的学习必须要进行大量的数学运算，但很少有学生了解物理与数学的联系有多么密切。因此，我们在教学中可以结合教学内容反复给学生讲解在物理学创立与发展过程中起到何种作用。17世纪之前漫长的岁月中人们主要从原因与效果两个方面思考物理现象，时代不断发展，以牛顿、伽利略为代表的一批科学家创立了以实验为基础，采取精准教学的方式探索物理现象，成功从哲学中分离出物理现象[3]。伽利略在空间与世界的数学论证以及科学定量的实验方法，牛顿在开普勒与伽利略等人工作的基础上发挥了数学工具的作用，将其和看似毫无联系的力学知识联系起来，应用极为简单的数学表达式进行阐述，这种研究方法与思维方法具有较高的科学性，对近现代物理学以及其他学科的研究产生深远影响。
2.5 通过实验环节渗透数学思维
物理学科具有较强的综合性，除了理论知识之外还包含较多的实验。教师除了给学生讲授物理知识之外，还需要重点培养学生实践能力。物理实验对学生实践能力的影响是巨大的，还对学生物理学科的修养产生较大影响。所以，教师在教学中要科学设计实验教学环节，逐步改善并完善，采取科学的数学思维方法，为学生提供更加充足的实验探究环境。在实验教学中渗透数学知识可以产生极为积极的影响，最大程度地简化了物理实验，确保了实验结果的正确性与有效性。比如在电阻电动势实验中笔者让学生根据得到的数据绘住数学图，让其根据数据点的趋势分布有效排除误差点，之后通过U-I图得出正确的实验数值。
2.6 应用等价转化思想分析实验数据
物理学科的学习核心在于进行实验，每个学生学习物理学科都需要掌握实验操作步骤，也必须要经历实验过程。在实验过程中学生掌握基础知识，强化其动手操作能力，促进其形成灵活的思维。然而结合以往的实验可知，正确分析实验数据同样属于重要的一个环节，很多学生并不能正确分析实验数据，这对实验的目的与意义产生较大多的影响，还会影响实验教学[4]。为了更好地解决这一问题，教师要在分析实验数据时引入数学学科的等价转化思想，以此解决数据分析难题，将物理实验问题转变为与之相关的数学问题。很多学生在面对数学题时经常表现出从容不迫的态度，但是一遇到物理问题就无从下手。所以，教师在教学中要注意将物理分析转变为数学题，避免学生在分析的过程中产生较大压力，得出计算结果后再将其还原成物理问题，这样才能减轻学生心理压力，使其更好地解决问题。以教学“用打点计时器测量速度”这部分内容为例，除了需要学生掌握计时器测量速度原来的方法之外还应结合等价转化思想将复杂的问题变为简单，便于学生理解，最大程度地发挥实验在物理学科的价值。
3 结语
教师在物理学科教学中渗透数学思想方法的方法很多，需要结合教学实际情况与学生学习水平不断探索與总结，这样才能在物理教学中渗透数学思想方法，促进学生不断提高自身学习能力，为学生全面发展奠定基础。
参考文献
[1] 苏洋.数学思想方法在高中数学教学中的应用[D].辽宁师范大学，2016.
[2] 刘小兵.数学思想方法在高考物理中的应用[J].中学生理科应试，2017（5）：41-46.
[3] 罗忠华.数学思维方法在高中物理教学中的应用研究[J].新课程：教师版，2019（7）：70.
[4] 王锴.高中生运用数学思想方法解决物理问题的相关研究[J].读天下（综合），2019（4）：1.
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[6] 栗晓倩.高中生运用数学思想方法解决物理问题的相关研究[D].哈尔滨师范大学，2017.
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