叶诚理 林品玲

摘 要：在高中阶段，数学和物理学科联系紧密，但是在实际教学中，数学和物理教学属于分离的状态，这不利于培养学生的理性思维，因此，需要教师在教学中将二者有机融合：在数学教学中，应通过物理模型抽象概括出数学概念，恰当引用物理知识类比出数学运算步骤，以激发学生的数学学习兴趣，提升学生的数学素养。文章首先分析了在高中数学教学中融入物理知识的背景和价值，随后阐述了在高中数学教学中有效融入物理知识的措施及数学教学可以应用的物理思想。

关键词：高中数学;物理知识;有效融合

中图分类号：G427                                  文献标识码：A                                       文章编号：2095-9192（2021）29-0019-02

引  言

数学源于对现实世界的抽象解读，是运算和推理的工具，而逻辑推理和定量分析是物理学科的常用学习手段。因此，数学与物理学科有十分密切的联系。高中数学教师需要深刻认识到在教学中融入物理知识的重要性，同时在具体的融合过程中要理顺数学知识和物理知识之间的逻辑关系。教师只有明确地掌握各个相关概念，做好融合物理知识的条件分析，才能更好地实现数学知识和物理知识的有效融合。

一、数学与物理的关联性

高中阶段，数学与物理是两门非常重要的学科，单纯从教育角度来看，这是两门自成体系的学科，而且严格分离，它们有着各自的研究对象与研究方法。客观世界内各种数量关系及空间形式是数学的主要研究对象;而客观现实世界中事物的物理特征及各种运动规律是物理学的研究对象。然而，从历史发展角度来看，数学和物理是相对而言的分离，实际上，二者在发展中有密切的联系[1]。

二、高中物理知識和数学知识融合的相关认识

数学知识与物理知识有较为密切的联系，数学教师在解决数学问题的过程中，会高频率运用到物理知识，但是高中数学与物理之间还是有本质区别的，即并非所有的物理知识都可以运用到数学教学中。数学教师在具体的教学过程中可以适时根据数学问题有机融合相关物理知识，从而将复杂的数学问题简单化。教师科学、合理地开展二者的融合教学，有助于获得理想的教学效果，如果教学过程中二者融合得不理想，如教师强行将物理知识融入数学课堂，就会让数学问题变得更加复杂。因此，在数学课堂上，教师需要积极引导学生在数学学习中融入物理知识时，时刻做到明晰物理学科知识的内涵，从而降低学生理解物理概念和数学概念的难度。教师只有恰到好处地结合物理知识和数学知识，才能既有效增强学生的记忆能力，又顺利激发学生的学习兴趣，促使高中课堂教学效率得以提升。精准性、科学性、简约性和逻辑性是高中数学学科语言的主要优势，而抽象性和逻辑性强是物理学科的主要优势。以下是高中数学知识和物理知识教学有效融合的主要价值分析：第一，增强学科联系性，提高学生的学习能力。高中数学与物理两个学科有密切的联系，数学是学生开展物理学习的基础，物理思想、方法同样影响着学生对数学规律的探索。在具体的教学中，教师有效融合数学知识与物理知识，更有利于提高学生的学习能力。第二，利用物理知识能有效解决数学问题。在高中数学教学中，教师有效融入物理知识，能帮助学生顺利解决重难点问题，加深学生对数学知识的理解，提高数学教学质量和教学效率[2]。

三、在高中数学教学中融入物理知识的有效策略

（一）在高中数学教学中合理选择融入的物理知识

在高中数学教学中，教师借助物理知识能深化学生对知识的理解，加深学生对所学知识的印象。然而，物理知识的融入并非盲目进行，需要教师根据所要讲解的数学知识的特征，科学、有效地融入合适的物理知识，如此才能真正发挥物理知识在数学教学中的辅助作用[3]。

以“函数表示”教学为例，在新课讲授中，教师可以融入热力学及自由落体运动、速度与时间关系、位移与时间关系等物理知识，并创设相应的教学情境。在学生学习函数知识的过程中，这些物理模型能够发挥一定的促进作用。

（二）将物理知识创造性地融入数学教学中

缺乏创造性的教学设计是高中数学教学中运用物理知识的一个主要问题。因此，在教学设计中，教师需要将物理知识创造性地融入数学课堂，进而有效衔接数学知识与物理知识，让学生对物理学科中的数学模型有更加深刻的认知。

在教学“等差数列”时，教师可融入匀加速直线运动知识。首先，利用多媒体设备创设物理情境：从树上掉落一个熟透的苹果。教师引导学生对苹果掉落的过程进行思考，探讨苹果下落的位移和下落的速度与时间之间的关系，进而引出等差数列的相关知识。

师：在动画中你们看到了什么？

生：从树上掉落下来一个熟透的苹果。

师：可以联想到哪位物理学家？

生：牛顿，苹果从树上掉落，牛顿的头被砸到，由此研究出了“万有引力”定律。

师：那么树上掉落的苹果以何种形式在运动呢？

生：自由落体。

师：对于苹果掉落期间时间与速度的变化，你能表示出来吗？位移有哪些变化？

生：vt=gt为速度随时间变化的公式，s=gt2为位移随时间变化的公式。

接着，教师组织学生对自由落体运动速度与时间、位移和时间之间的关系进行探究，并设置以下问题：假设树的高度无限高，思考在1s～5s末苹果的速度分别为多少？这里g我们取10m/s2。

生：v1=10m/s，v2=20m/s…以此類推。

师：用如下数列统计每秒末的速度：10、20、30、40、50。

生：前n秒末的速度比为：v1∶v2∶v3…=1∶2∶3…n;n秒的位移比例为：x1∶x2∶x3…∶xn=1∶3∶5…（2n-1）;连续相同时间中位移差是：∆x=at2。

由此可见，高中数学等差数列与物理的匀速运动知识有直接的联系。

（三）将数学疑问与物理疑问有效融合

高中数学与高中物理知识有一定的联系，而且部分高中数学知识与物理知识具有相似的特征。将物理问题解答与数学问答知识相结合，符合高考数学和高考物理改革的新趋势及新要求[4]。在高中阶段的授课过程中，数学教师和物理教师要加强合作，将两个学科的知识有机融合。例如，数学学科的集合问答知识、代数问答知识、极值问题及函数知识等，数学教师能够通过渗透物理的运动知识开展教学，从而使学生不断拓展解题思路，促进自身解题速度和准确性的提升。此外，在高中数学教学中融入物理知识还能帮助学生快速突破物理教学难点，使学生在学好数学基础知识的同时，能更好地提升物理学习能力。

结  语

总之，教师在数学教学中融入物理知识，不仅能够更加准确地诠释数学知识，同时，利用物理的直观现象还能帮助学生深刻体会数学规律、定理和公式的逻辑性和科学性。教师将物理和数学知识有效融合，不仅能激发学生的数学学习兴趣，还能培养学生严谨的理性思维。因此，高中数学教师要引导学生掌握正确的学习方法，不断发挥数学教学中融入物理知识的教学价值，促进学生理性思维的发展和综合素养的提高。

[参考文献]

王超伟.高中物理教学中数学知识应用策略的实践研究[D].武汉：华中师范大学，2019.

褚衍宽.数学知识的掌握对高中物理教学效果的影响研究[D].济南：山东师范大学，2019.

陶佳.高中物理深化函数思想应用的教学策略研究[D].苏州：苏州大学，2018.

罗皓月.高中物理教学中的数学思想渗透[D].南充：西华师范大学，2018.

基金项目：本文系福建省教育科学“十三五”规划2020年度立项课题“基于学科融合的高中数学教学设计案例研究”（立项编号：FJJKXB20—694）的阶段性成果。

作者简介：叶诚理（1979.4-），男，福建福清人，教育硕士，中学一级教师。

林品玲（1983.11-），女，福建福清人，本科学历，中学二级教师。