高中生物理学习与数学学习相关性探讨

秦　柏长岭县第三中学

高中生物理学习与数学学习相关性探讨

秦柏
长岭县第三中学

数学和物理之间的关系十分密切。在高中物理学习过程中，主要是物理概念将研究对象分成若干个范围，而每一个范围又都是由单独的物理模型构成。解决这些物理模型问题通常又离不开数学。在高中生物理学习和数学学习之间的相关性究竟是怎样的，是一个值得探讨的话题。本文首先探讨了物理与数学学习结合性在高考考纲中的体现，随后举例说明了高中物理与数学学习的相互渗透，并在理论层面上说明了物理与数学的相关性，以及在文章的最后阐述了数学学习在物理学习中的意义。

高中；物理学习；数学学习；相关性

长期以来，高中物理教师一直在寻找有效的提高高中生物理学习成绩的方法，也在不断的进行着尝试和改进，但是想要解决普遍的学生学习物理困难，仍然没有找到最佳的方法。同时，也有很多教师和学者开始研究和物理学习有关的因素，究竟那些因素和物理学习有着密切的联系一时也成为了研究热点和重点。高中学习过程中，高中生普遍认为物理是很难学习的一门课程。因此，学生以及学生家长都希望能够找到学好物理的秘密，进而提高学习物理的效率。但是实际上，在以往的物理教学和高中生物理学习过程中都存在着误区，即习惯了就事论事，物理老师的教学往往在物理概念和物理规律上纠结，总是担心讲解的太多会容易招人非议。

通常，物理学习与数学学习的相关性的程度可以分为三个阶段：初中，高中和大学。在大学阶段，人们已经普遍接受和认可数学学习和物理学习有着紧密的联系，《数学物理方法》在大学专业教学中也成为了一门专业课程。在初中阶段，物理学习的主要内容主要是生活中常见的物理现象介绍，仅在热、力、光和电这四个方面涉及到少量的数值计算。而目前在国内，有关高中生物理学习与数学学习相关性研究的报道还相对较少。本文则在以下几个方面简要探讨了高中生物理和数学学习中存在的相关性。

一 物理与数学学习结合性在高考考纲中的体现

在高考考纲中，物理和数学学习结合主要体现在以下几个能力上：

首先，理解能力；在考纲中要求学生能够在高中的学习过程中，理解所学自然科学基础知识的涵义，以及所学知识的运用条件，并可以使用适当的文字形式、公式等方式进行描述。可以正确理解和说明自然科学现象和问题。具体包括两个方面的内容：一是对概念的认识以及如何正确表达规律。用科学的方式对自然现象和规律进行定量以及定性描述或是进行科学的解释。二是理解自然科学的基本概念和原理。同时，在具体的学习之后，需要了解产生的原因以及可以适用的条件等。并可以总结和归纳出它们之间的联系和区别。

其次，设计和完成实验能力；在学习物理过程中，通过让学生设计实验可以锻炼和提高学生的逻辑思维能力，设计过程中，通过合理的数学计算和物理逻辑推理，有助于学生对自然科学概念、原理以及规律的理解。同时也在培养学生创新方面起到积极作用。

再次，培养学生使用数学知识解决物理问题；通过对物理问题的分析，理解文字或是图表中涵盖的特征，以及通过学习到的数学知识来解决遇到的物理问题。主要包括在阅读物理方面资料的同时，当遇到和物理量之间定性与定量时，可以运用数学的定量函数关系进行合理的解答。

最后，逻辑推理能力；通俗的讲，就是在已有知识的基础上，在给出的题目中，找出存在的条件，并根据提出的问题进行归纳和分析相关信息。进而对题目中的问题给予合理的推理和解释，最后做出正确的判断。

二 高中物理与数学学习的相互渗透

单从字面上，物理和数学之间好像没有太多的联系，但是仔细研究之后发现，高中物理学习和数学学习之间是相互渗透的。这样一种相互渗透的关系吸引着数学教育者的同时，也被物理教学者所关注。而且，我们发现在2005年由人民教育出版社出版的高中一年级数学教课书中的第二章中，在函数的应用举例中，专门用一节的篇幅讨论了物理学习和数学学习之间的相互渗透。

在本节中，通过物理教学内容中的自由落体运动的数学模型，即h(t)=1/2gt2，阐述了数学模型和数学模型方法在物理学习中的运用。并以自由落体这一物理运动过程为例，详细说明了数学模型方法解决物理问题的基本步骤。

在伽利略研究自由落体运动的过程中，他使用了数学模型中的函数语言对自由落体运动规律和现象进行了描述。也就是函数关系式h(t)=1/2gt2，在物理中这是重力加速度，1/2g这个常数正是h与t2的正比例系数。也正是h(t)=1/2gt2这个数学模型体现出了物理学习中物体自由落体运动这一生活现象的本质规律。

三 理论上物理学习与数学学习之间的相关性

事物之间存在着联系是具有普遍性的。世界上存在的一切事物都不能不依赖其他而独立的存在。就物理学习和数学学习而言，除了上述具体实例之间的相互渗透，其实在很多方面都存在着联系，比如思维方式。逻辑推理等。在物理学习中通常会受到数学思维等的影响，相反，在数学学习过程中也会受到物理推理思维的影响。

可以将物理和数学在理论上存在的相关性总结如下：数学——联系——物理；通过数学中的一些知识可以联想到物理中的知识，如数学几何学中的点、面等联想到物理中的电场和磁场；物理学中的直线运动和曲线运动可以联想到数学代数中的函数图像；数学学习中的解析几何中的几何图和函数式可以联想到物理中的气体状态方程。

四 数学学习在物理学习中的意义

在物理学习中，数学的意义不仅仅是提供解题方式，更重要的是应用在物理的思维语言和方法上。物理和数字之间的关系决定了对于学习物理的人，需要具备良好的数学水平以及可以利用数学方法处理物理问题。在高中阶段的物理学习中，对学生数学知识和能力的要求体现在很多方面，在很多情况下，需要用数学知识来解答物理问题，无论是在理论和物理实验中，都离不开数学。

物理中的所有定律都是以数学公式的形式体现出来的，如果想要将这些表达方式清晰的展现出来，即需要要有物理方面的逻辑思维能力，同时也需要具有良好的数学思维能力。除此之外，在物理问题中经常涉及到一些需要用数学公式对物理条件进行表达，这同样要求学生具备数学方面的逻辑思维能力。

总之，在高中生物理和数学学习中能够科学、合理的将两者相互渗透，融会贯通。在物理学习中，根据数学运算的结果得到物理结论，随后在利用物理逻辑思维来判断结果是否合理，是否符合实际。在物理和数学学习中，如果可以将复杂的物理现象通过一种简单的数学关系表现出来，这将是最佳的结果。

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