高一学生物理学习困难的数学思考

赵娟

摘 要：

本文从数学知识和数学方法角度探讨了高中物理学习困难的原因，提出了相应的解决方法。

关键词：高一；物理学习；困难；思考

在高中物理教学中经常出现这样一个现象：初中物理学习不错的同学到高中后好像一下子失去了对物理学习的兴趣，不能适应高中物理的学习，物理成绩也一落千丈。其实高中物理不光学生头痛，老师也很苦恼，其原因在与初高中物理教学的衔接处出现“台阶”过大。台阶的形成源自初高中物理的教学目标、教材编写模式、学习方法、能力要求以及学生的数学基础等方面不同而导致的。

笔者经过研究认为学生在高中物理相比初中物理的学习上除了教材难度，课时多少之外还有一个重要原因就是初高中物理对数学工具的应用有不同的要求。我们都知道“初中物理的以学生生活和经验为背景，以物理科学领域中最基本的概念、规律和科学方法为基础，以科学探究为主线，最新信息作补充”的特点决定了在初中物理教学中物理和数学的联系不像高中这么紧密，不可能出现应用大面积的数学知识来解决某一物理问题的现象，而且即使应用数学工具对数学的要求也不高，往往只涉及到简单代数运算和正比例函数、反比例函数。而到了高中，数学成为了学好物理的一个非常重要的工具，相当多的物理知识的理解需要数学知识的支撑，很多物理问题最后都归结到数学方法和数学知识的层面上面。例如在学生刚进入高中时就会学到位移和加速度的概念，而这两个物理量都是矢量，矢量运算法则为平行四边形定则和三角形定则，也就是和数学上的向量运算有关。在以后力学知识的学习中要需要用到图像的面积、三角函数、相似三角形、方程组、用二次函数求极值等数学知识，这些知识学生虽然在数学上学过，但是在开始接触高中物理的时候并不会主动和数学联系起来；在高中物理第一章的运动学概念中出现了由速度的概念向瞬时速度的概念的过渡，要用到极限的知识，在图像处理中要涉及到斜率的意义的理解问题，这些数学知识学生们在高一并没有在数学上学到，数学知识与物理知识的不同步也造成了学生刚开始进入高中不能马上很好的适应物理学习；另外初中物理对图像的要求不高，而我们知道物理规律除了用数学公式描述外，同样也可以用图像来表述，而且图像表述物理规律有时更能形象直观的反映物理量之间的联系，要能从图像上得出反映的深层次的物理规律，比如对图像的斜率、面积等在不同场合所反映的不同的物理意义要能很清楚的了解，对遇到曲线图像的化曲为直的处理思想的把握等，在高考中对图像的处理要求也越来越高，这就要求学生在高中物理的学习过程中要有相当扎实的图像处理能力，这也无疑更加提高了学生学习物理的高度。

另外一直有一种“数理不分家”的说法影响了很多老师和学生，这种说法认为数学能学得好的学生物理一定能学好，物理学得好的学生数学肯定也不错，其实这种说法没有搞清数学和物理在思维要求上的不同。理论上数学比物理要求学生具有更加抽象思维能力，但是物理学对抽象思维的要求不同于数学对抽象思维的要求。数学知识上可以由大小前提通过逻辑推理就可以得出结论，它对形式的内涵和相互关系的掌握与具体事物的关联程度远小于物理学科，物理学习如果缺乏丰富物理感受做支撑，那物理知识就离开了物理的本质而只能是无效的符号的堆积，如对物理概念的理解无论初中还是高中都需要建立在大量具体形象的表象基础上的，对物理过程的正确分析需要建立在学生的清晰的物理图景上。因此学生的认知结构的完善与否对能否学好物理起着至关重要的作用，相当多的学生就是因为认知结构的缺陷导致物理无论怎么努力都学不好。

物理的学习中数学方法起着非常重要的作用，所谓数学方法即“用数学语言表述事物的状态、关系和过程，并加以推导、演算和分析，以形成对问题的解释、判断和预言的方法。也就是用数学形式来表达物理规律的一种方法”。数学方法和数学知识有着很大的区别，掌握了数学知识不等于就掌握了数学方法，数学方法在物理上的应用主要体现在它给物理提供了简明而精确的通用语言形式和定量的计算方法。在物理的学习过程中不断的去揣摩、体会、掌握数学方法才能达到高效的物理学习。在实际教学中经常听到有学生反映上课听得很懂，但是课后自己一做就错的情况，其实其中情况很大部分原因就是学生没有掌握物理学习中的数学方法问题，虽然他的数学知识掌握的不错，但是不能在物理上得到灵活应用，老师一提，他恍然大悟，但是他自己去做就无法找到题目的突破口。无法用数学的语言来研究物理问题。所以说物理学中的数学方法是物理思维和数学思维的高度融合和统一的结合物。比如物理中很多的概念和规律就是用数学语言来描述的，在学习过程中学生往往从数学的角度来理解物理概念而经常忽略了它的物理意义。

我国物理教材在编写的过程中，编者就默认为学生已经学过了相关的数学认识，掌握了相应的数学方法，于是为了适应高中物理课时减少的现状就在教材的编写过程中省去了相应的数学知识。物理教师在教学中经常发现学生的反映不好，经过询问才发现学生还没有学过相应的知识，或者虽然学过相关知识但是基础非常不扎实而难以成为学习物理的基础。在这种情况下，物理教师只有两种选择，一种是停课补习相关知识，另一种就是直接跳过去，前者在课时本就非常紧的情况下更加挤占了学习时间，后者会更加造成学生后续学习的困难，往往教师在这两者间徘徊从而造成尴尬的局面。由此可见，由于数学和物理的不同步，新教材好像简化了教学内容，但是并没有让教学内容变得简单。

综合以上分析，笔者认为在高一物理的教学中物理教师需要加强数学知识和数学方法的教育，及时和学生及数学老师沟通和协调，找到在物理教学中必要的数学知识，在教学过程中及时认真的将相关的数学知识教给学生，同时加强对物理学习方法的指导，尤其重视数学方法在物理学习中的重要作用，做到在物理教学的同时渗透数学方法的教育，让学生真正的学透物理。

总之高中物理的难学、难教是一个现实存在，我们不应去回避、否定它。我们只有认真的对待并研究它，能够认真钻研课标的要求，加强初高中教学的联系与沟通，根据学生的实际学情进行切合实际的教学，加强对学生学习方法和学习习惯的指导和培养，重视调动学生的学习积极性，增强他们的学习信心，学生是可以很快跨过这道坎的。

[参考文献]

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[2]高光珍 中学生物理学习兴趣初探 中学物理教学 2009.12.

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[4]胡海飞 对高中物理课程改革的几点思考 中学物理 2005.2.

[5]武兆涛 初高中物理教学衔接问题 理科教学探索 2009.1.

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（作者单位：靖江市第一高级中学，江苏 靖江 214500）