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高中物理学习与数学的联系与区别

2020-12-03齐建文

中学课程辅导·教育科研 2020年32期
关键词:联系区别高中物理

齐建文

【摘要】物理和数学是两门既有联系又有差别的学科,无论是学生还是教师,都将其区以对待。在高中的物理教学或学习过程中,数学学习的要求是不可或缺的,这两门课程紧密联系,但由于高中物理和数学课程设置不紧凑等原因,导致物理的教学和学习时常遇到一些困难。面对这样的问题,高中物理教師应该如何正确引导学生对待和处理,值得深思。合理有效的将二者结合,不只能够促进学生对于学科间的认知,也将激发他们的学习兴趣,从而促使学生全面综合发展。

【关键词】高中物理;高中数学;联系;区别

【中图分类号】G633.6【文献标识码】A【文章编号】1992-7711(2020)32-129-01

本文将围绕这些困扰问题,从教学者和学习者两个角度进行深入的讨论剖析,得到解决的策略。

一、高中物理和数学的紧密联系

物理学和数学是现代自然科学中的基础学科,二者密切联系在一起,关系深远。物理学最早起源于哲学,最早出现在希腊文,随着人类对于自然科学界的不断深入探究,物理这门学科逐渐发展。回顾物理的发展过程,不难发现存在着很多例如伽利略、牛顿、麦克斯韦等众多既在物理领域又在数学领域有杰出贡献的伟大人物。从这点来看,一直以来物理的学习和发展始终和数学是有联系的。在某种意义上,物理是数学的实际应用,而数学是物理的根底,二者相辅相成,缺一不可。

在高中物理和数学的教学与学习中,无论作为教师还是学生,对于二者的联系更是深有体会。一方面,在物理和数学学习的过程中,都要求学生具备空间想象、抽象逻辑、逆向思维和分析理解等不同程度的能力;另一方面,就物理和数学的解题思路和方法而言,二者也有相似之处,例如它们需要根据题目要求进行合理的建模,然后结合图形关系和数学公式进行数学计算,从而对题目要求进行正确的论证或验证。从这两点来看,也就不难理解为什么在物理中也出现数学计算公式。

二、高中物理学习和数学的区别

虽然人们常说“数学和物理不分家”,它们都被当做理科来对待,二者之间关系紧密,但它们之间也是同中有异,存在不同之处。

数学学科具有抽象、严谨、逻辑性等特点,而物理学科注重实验,在解决实际物理问题时,往往需要构建物理模型,结合数学工具,对实际问题进行简单处理。

三、高中物理学习和数学之间的实际联系、存在问题和解决方案

仔细研究高中物理的教学,会发现数学作为学习物理的基础,真的不容轻视。在物理的教学或学习过程中,两者之间始终保持紧密联系,不可分割。例如:

1.在学习矢量、标量和平行四边形定则的知识时,如果能将其和数学上的向量联系起来,无论是教师教学还是学生学习都会事半功倍。

2.在学习有关力和运动的合成与分解时,将其和数学上平面几何、立体几何与三角函数关系相结合,学生或许在解决物理问题时就会很容易的通过数学几何关系找到物理关系,从而提高解题效率。

3.在学习物理量函数关系时,将其与数学中学过的正比例函数、一次函数、正、余弦函数、反比例函数等函数图像结合,例如运动学中位移-时间图像、速度-时间图像;振动和波中y-x图像、y-t图像;热学中P-T图像、V-T图像、P-V图像;电学中U-I图像、U-R图像,学生通过数学函数图像的意义来理解和记忆物理知识,这样会轻松许多,也会增加他们学习的积极性。

4.在分析解决物理动态、极值或者临界条件等问题时,将数学上计算动态、极值或者临界条件等问题的方法借用到物理情境中也是极为必要的。

虽然物理和数学有上述的实际联系,但在高中物理的实际教学和学习中,这些联系并没有被相关课程设计者重视,或者说高中的物理学习对数学的要求还是很高的。例如,在2017版的《普通高中物理课程标准》中提到的对于图像关系斜率的理解、矢量标量的理解,或者在计算力的合成与分解问题上与数学没有很好地链接。高中物理必修一中讲解图像斜率和矢量标量,通过三角函数计算力和运动的合成与分解时,数学上还没有学,关于这些物理概念的理解学生还是很难掌握的。从而一方面导致物理教师在教学中面对学生没有接触的数学问题感到棘手,另一方面使得学生学习感到费劲,压力大,学习兴趣下降,严重的甚至让学生开始厌烦物理。

面对这种实际问题,我们教师既然不能在教材的设置上做出改变,但我们可以从教学的顺序上适当做出合理改变。具体措施方案如下:

1.高中物理教学开始阶段,学生的数学基础需要得到物理教师要注重。教师不要过于着急的进行物理知识学习,可围绕高中物理学习需要掌握的数学基础开始,例如向学生简单的介绍斜率、向量、三角函数图像等数学上基础内容,让学生从一开始就对“物理学习离不开数学基础”有一个很好地认知,帮助学生从数学到物理的学习进行过渡。

2.正确把握课程标准,确保学生掌握一定的数学基础知识后,再将物理的教学过程及时推进。让学生在学习过程中,切身体会到学习的循序渐进,一步一个脚印,切不可眼高手低,出现目前类似的知识滞后性。

3.在教学过程中,一定要时刻贯穿“教师引导,学生自主学习”的教学理念。对于物理的学习要注重培养学生的物理科学研究思维、严谨负责的态度、主动获取新知识的能力,在教学中要有耐心和责任心,适当鼓励学生,促使学生拥有正确的学习心态和学习方法,让学生本人自主进行讨论交流,从而领会应用数学基础知识解决实际物理问题的方法。

4.数学和物理是有联系,但物理教师一定要注重让学生区别对待这两门学科。要让学生明确,在处理物理问题时,我们是借助数学基础进行物理建模、通过数学物理公式和数学计算得到物理规律或者结果,切莫在解决物理问题中一贯的使用数学方式,包括使用数学符号或者数学术语,否则就会感觉是在解决数学问题而不是物理问题。

四、总结

在高中的学习中,物理的学习需要借助数学工具,数学的研究意义也同时需要物理的研究才能得以彰显。因此,作为教育者或学习者应当始终保持自己头脑清晰,正确对待物理与数学的关系,从而在高中的物理教学和学习中取得进步。

【参考文献】

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作者单位

(清远市华侨中学;广东;清远;511500)

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