提高學生應用數學解決物理問題的能力

1、1提高學生應用數學解決物理問題的能力提高學生應用數學解決物理問題的能力物理是一門精確的科學，與數學有密切的關系。物理學又是一門基礎科學，是整個自然科學技術和現代技術發(fā)展的基礎，在現代生活、社會生產、科學技術中有廣泛的應用。但在應用物理知識解決實際問題時，一般或多或少總要運用到數學運算進行推理，而且處理的問題愈高深，應用的數學也愈多。所以能熟練地運用數學處理物理問題，是學好物理的必要條件。近年來高考對考查學生應用數學處理物理問題的能力要求

2、也十分明確：即要求學生能根據具體問題列出物理量之間的關系式，進行推導和求解，并根據結果得出物理結論；必要時能運用幾何圖形、函數圖象進行表達、分析和處理問題。應用數學處理物理問題，有時是數字運算，有時是符號運算，即既要重視定量運算，也要重視定性和半定量的分析和推理。如何提高學生應用數學解決物理問題的能力筆者認為在教學過程中應注意以下幾個方面。一、正確認識數學方法在中學物理教學中有哪些方面的作用？一、正確認識數學方法在中學物理教學中有哪些方

3、面的作用？1、數學方法在研究和分析、解決物理問題中的重要作用數學和物理兩門學科具有密切的聯(lián)系。數學知識對于物理學科來說，決不僅僅是一種數量分析和運算工具；更主要的是物理概念的定義工具和物理定律、原理的推導工具；另外，運用數學方法研究物理問題本身就是一種重要的抽象思維，因此，數學也是研究物理問題進行科學抽象和思維推理的工具。數學方法在中學物理教學中的重要作用，主要的有：（１）培養(yǎng)學生在實驗的基礎上，運用數學方法表達物理過程、建立物理公式的

4、能力。在研究物理現象的過程中必須引導學生把實驗觀測和數學推導這兩種手段有機地結合起來。只有這樣，才能獲得關于某種現象的全面的、內在的、本質的認識。這就是以觀察、實驗的感性材料為依據，運用數學方法（包括公式和圖像）來對其進行計算、分析、概括、推理，得出經驗規(guī)律，并進一步抽象為物理定律。中學物理中的許多定律，例如電阻定律、歐姆定律、牛頓第二定律，光的折射定律等都是從實驗出發(fā)，經過科學抽象為物理定律，最后運用數學語言把它表示為物理公式的。這是

5、研究物理的基本方法之一。（2）培養(yǎng)學生應用數學知識來推導物理公式的能力。物理學中常常利用數學知識研究問題，以高中物理“直線運動”這一章為例，就要用極限概念和圖像研究速度、加速度和位移；用代數法和三角法研究運動規(guī)律和軌跡；用矢量運算法則研究位移與速度的合成和分解等。另外，物理學中常常運用數學知識來推導物理公式或從基本公式推導出其它關系式，這樣既可以使學生獲得新知識，又可以幫助他們領會物理知識間的內在聯(lián)系，加深理解。2、培養(yǎng)學生運用數學表達

6、式或圖像來描述、表達物理概念和規(guī)律的能力數學是定義物理概念表達物理規(guī)律的最簡潔、最精確、最概括、最深刻的語言，許多物理概念和規(guī)律都要以數學形式（公式或圖像）來表述，也只有利用了數學表述，才便于進一步運用它來分析、推理、論證，才能廣泛地定量地說明問題和解決問題。例如，在研究彈簧的彈性形變的規(guī)律時，通過實驗得出結論：在彈性限度內，彈簧的彈力與其形變量成正比，這就是3公式中F是即用力是即時加速度。動量定理卻表明外力在一段時間△t里對物體的持續(xù)

7、作用所獲得的效果：促使物體的動量發(fā)生變化。因此，動量定理反映了外力在這段時間里的積累效果（累積效應）。三、在教學過程中應如何提高學生應用數學解決物理問題的能力？物理教學的目標重在培養(yǎng)學生掌握規(guī)律、分析問題的能力、知識遷移的能力和創(chuàng)新思維的能力，要達到這一教學目標，必須對學生進行實驗方法的訓練，科學推理、科學抽象法的訓練，應用數學工具的訓練。而應用數學的訓練是諸多訓練中的一個重要方面，在教學過程中應有目的、有梯度的引導學生應用數學知識解決

8、物理問題。具體做法如下：1、對學生反復強調數學、物理之間的聯(lián)系盡管在學習物理時無可避免地要進行大量的數學運算，但他們很少有人知道數學和物理的聯(lián)系之緊到了何種程度。對此，我們可以結合教學內容，反復講述數學在物理學中的創(chuàng)立和發(fā)展中起到的作用。在十七世紀以前的漫長歲月里，人們對許多物理現象的認識，多從“原因”和“效果”上進行思考，隨著時代的進步，是以伽利略、牛頓為代表的一批科學家，創(chuàng)立起在系統(tǒng)的實驗基礎上，運用精確的數學方法去探索物理現象的規(guī)

9、律，才使得物理從自然哲學中分離出來。伽利略關于時間和空間的數學論證和科學定量的實驗方法，牛頓在伽利略、開普勒等前人工作的基礎上，將互不相關的的力學知識，運用數學工具將它們聯(lián)系起來，并用簡單的數學表達式加以闡明，這種科學的思維方法和研究方法一直影響到近、現代物理學以及其他學科的研究。通過這樣的不斷講解，學生才能認識到數學和物理確是密不可分，數學作為一門基礎課的重要性，正是學習物理過程中突出地體現出來；而學習物理又可促進掌握所學到的數學知識

10、。2、做到主動與數學結合在教學過程中主動與數學老師聯(lián)系，在數學課上點明所學數學知識在學習物理過程中的作用。例如在講解向量時，指明它在矢量運算中的應用；作簡諧運動的質點、波的傳播規(guī)律都可以用三角函數來表示；學習立體幾何的空間概念對學習電場、磁場和電磁感應會起到十分重要的作用；可以用數學方法來求物理中的極值問題；可以應用數學中的排列、組合求解大量原子發(fā)射光譜線的問題等等。而物理老師在公式的推導和解答過程中，要力求用準確的數學語言和規(guī)范的數學

11、推算來表達。教學實踐表明，當學生從數學老師那里聽到有關物理概念和規(guī)律時，或者從物理老師那里看到數學知識所起的作用時，驟然產生了一種“新鮮感”和“好奇心”，他們從中進一步體會到知識的價值和運用知識獲到成功的滿足，起到了誘發(fā)學習動機、增強學習興趣的作用。3、精選例題進行重點講解高中物理有很多能夠說明數、理之間的這種緊密程度的問題，將它們挑選出來介紹給學生，運用物理知識進行分析、講解的同時，指明在計算過程中用到的數學知識，這樣做起到了觸類旁通