高中物理教学中数学方法的应用

（1河北省承德市双滦区实验中学，河北 承德 067000；2承德广播电视大学，河北 承德 067000）

物理是高中重要的学科之一，对学生的择业起着关键性的作用，但是这个学科是学生们公认比较难的学科，其原因是物理本身这个学科的特点所决定的。物理这门学科具备很强的应用性、抽象性、逻辑性和知识性，若要将高中物理学好，学生就需要具备数学工具应用能力、分析综合能力、推理能力、理解能力和实验观察能力。在进行物理教学的过程中，许多教师只对学生的物理思维能力进行培养，却忽略了培养数学工具应用能力这一方面，使得学生存在数学运算不规范、数学语言不准确的情况。这种情况下，许多学生对物理的学习热情和兴趣会受到很大的影响，因此教师在教学过程中需要将数学方法和思想加以运用。

一、用数学符号和语言阐述物理量之间的关系

物理概念和物理规律的教学不仅是物理课程的重点内容，也是学生学习物理知识的重要基础，因而让学生正确理解和掌握物理概念和规律具有重要意义。为了使理论性强的物理理论知识更加通俗易懂，教师可以应用数学知识这种形式化语言来开展理论教学，通过简明的数学符号和公式来讲解物理概念和物理规律，然后再分析、比较和运算各物理量之间的关系、量的变化等来进行定量描述和理论概括，从而让学生深刻理解和掌握物理概念和规律。例如，电阻R，加速度a，电场强度E，电容器电容C等物理概念，伽利略自由落体定律，牛顿第一定律，牛顿第二定律，牛顿第三定律等物理规律都可以通过精辟的数学语言来表达和描述。可见，数学知识在物理理论教学中具有重要作用，合理的应用不仅有利于学生清楚认识到物理现象背后的本质和规律，还有利于化解教学难点，从而促进高效课堂的生成。

二、利用函数图形揭示物理量之间的关系

物理中很多的结论离不开实验，在高中物理实验教学中，教师同样的可以应用数学知识来优化实验教学。教师可以通过运用公式法、图像法等数学方法将物理实验结果直观的呈现给学生，让他们通过观察就能清晰的认识到物理现象的变化规律。同时，在处理物理实验结果时，各种数学工具的应用不仅能使处理过程变得简单、直观，还能有效减少物理实验数据的误差，提高数据的准备性。例如，在教学“测量电源电动势和内阻”的实验中，面对实验数据，学生很难从测量结果中判断哪些结果符合实际，哪些结果存在较大误差。如果这时候采用数学作图，通过在平面坐标系中描绘实验数据对应的坐标点，就能直观的判断各数据的变化趋势，从而筛选出误差较大的点。然后，再通过作U-I图就能很快得到电动势和内阻值。

三、在物理问题解答中应用数学知识

物理与数学的密切关系决定了高中物理教学离不开数学知识的有效应用，数学知识在物理教学中的重要作用还体现在解答物理问题中。应用数学知识解答物理问题不仅是物理新课程改革的客观要求，也是新时期高考物理内容中的一个侧重考点。因此，教师在物理教学过程中还需要积极运用数学知识，如几何知识、代数知识、极值知识等，来扩宽物理解题思路，提高物理解题速度，从而简便而有效的将物理问题各个击破，让学生在掌握用数学知识解决物理问题的同时提高物理实践能力，进而更好地适应新形势下高中物理考核的要求。

如在电学、力学的教学中，经常会遇到简单的比例问题计算，在物理学习中，学生通常会运用这一比例法，对解题过程进行简化，从而促进解题速度的提升，使得学习效率得到提高，但这一方法的缺点就在于容易计算错误。因此学生的数学基础非常重要，如果学生具有良好的数学基础，就能对解题步骤进行掌握。其步骤为首先将题目对应关系进行探索分析，随后以物理规律和概念为基础，进行对应方程的建立。三步是运用消除法，将无需求出的物理量直接约掉，随后进行新的物理方程的建立。第四步，将已知量代入其中，将其结果求出。

四、用数学知识适当修改教学设计提高效率

物理很的程度上都是研究量与量之间的关系，要对二者之间的关系进行考虑，让学生对数学和数学概念进行了解，随后传授物理知识，让学生在物理课堂开始前进行预习，从而更好地促进数学方法和思想在高中物理教学中的运用。在物理教学的过程中，要让学生做到基础扎实、循序渐进，保证学生在学习物理的过程中不会出现落后其他学生的情况，激发学生物理学习的兴趣，使其在今后的物理学习中能够端正心态。

例如，在进行物理教学的过程中，经常会碰到分析受力的题目，这类题目中有许多难以解决。在教学的过程中，教师可以将数学的相似三角形知识进行应用，对比几何三角形和力三角形，对其相似点进行探索分析。在这一过程中可以以对应边成比例为基础，将比例式列举出来，以不变量为根据进行待变量的求解。运用列比例式进行求解，将其进行转化，转变为简单的计算，从而解决问题，与此同时也能让学生将数学思维融入到物理问题的解答中，对学生的物理思维进行拓展。解决这类问题的核心就在于将几何图形画出来，对比两个三角形，发现其相似之处，从而将其对应边找出来，通过比例式进行解决。

总之，在物理学习中，数学具有非常重要的作用，因此教师在物理教学中，要将数学方法作为工具运用起来，使得学生能够学会运用数学方法解决物理问题。