李健
阿勒泰地区第二高级中学 新疆维吾尔自治区 阿勒泰地区836300
摘要：物理和数学是中学中结合最为紧密的两门学科，物理作为一门揭示自然规律的学科，对学生的数学知识要求较高，数学是解决大部分物理问题的工具，尤其是运算部分。数学是物理学习的语言和工具，应用数学知识解决物理问题的能力是高考对中学生的一项基本要求。本文笔者将结合自身教学实践经历，就如何在实践中培养高中生运用数学知识解决物理问题能力培养进行探究，以期为高中物理教师改变教学模式，提高学生问题解决能力提供借鉴。
关键词；数学应用 物理问题 能力培养
培养学生的理解、推理、分析综合和实验能力以及应用数学处理物理问题的能力，一直是物理学科教学的重中之重。《普通高中物理课程标准》中明确要求“通过物理概念和规律的学习过程，了解物理学的研究方法，认识物理实验、物理模型和数学工具在物理学发展过程中的作用。”数学是研究客观世界中空间形式和数量关系的科学，它具有高度的抽象性和严密的逻辑体系。严密的数学思想和精确的数学方法，历来对物理学科的发展起着巨大的作用。
一、教师转变自身教学观念
受分科教学模式的限制，许多学生乃至教师根深蒂固地认为每一科的知识都为每一科所独有，用数学知识来解决物理问题，听起来像是天方夜谭，是不可能完成的事情，只用物理知识点解释物理现象而不用到数理知识。这种想法是错误的，教师必须首先转变自身观念，发现数学与物理之间存在的联系，并且熟练先运用数学知识解决物理问题的优势所在，从而给学生科普数学与物理之间密不可分的联系。必须使学生意识到当用到一些导数和极限等数学思想，很多物理问题都可以抽象成数学问题。教师可以举例说明的方式，如何运用数学知识来方便物理问题的解决。例如在电磁学领域，就出现过许多用数学知识解决物理问题的事例。比如用傅里叶变换处理无穷电阻网络，用克拉默法则来快速计算基尔霍夫方程组中特定的一个电流或者电压。
与数学的高度抽象不同，物理学中的数学分析是用来阐明物理现象的，它必须与物理的具体内容相统一［1］。教师在观念普及的过程中也要作出说明，以免学生把大量的时间和精力用在钻研各种类型的计算性难题上，而不重视演示实验和学生实验，常常忽视论述和说理，教师必须努力帮助学生克服这种错误倾向。例如网络上疯传的搞笑段子，很多物理博士在运用数学知识计算，一滴水如果从几千米高度砸下来会不会对人体造成伤害。依据物理的加速度重力等一系列知识，进行大量的数学运算，而忽视了生活中下雨淋雨这种自然现象，让人啼笑皆非。因此，教师必须在物理课堂上通过一系列的举例论证和教学示范，使学生形成正确的学习观念，在掌握物理知识原理的基础上运用数学知识，防止学生乱套公式现象出现的出现，逐渐融会贯通，做到巧妙运用数学知识，在物理问题解决中起到四两拨千斤的作用。
二、增加数学知识教学时间
著名的物理学家曾经说过，数学是“物理学家的思想工具”，它使物理学家能“有条理地思考”并能想象出更多的东西。在讲解物理知识的时候，适度增加数学知识的教学时间，可以起到利用数学知识梳理物理逻辑的作用，二者相辅相成，既能提高物理课堂教学效率，使学生快速理解知识点，也能够培养利用数学知识解决物理的习惯，并且起到对数学知识简单复习的作用。此外，高中物理教师也要注意教学时间分配比重，对需要用到的数学方面的知识教学可以简要叙述，简单的内容可以结合具体难度和学生学习掌握情况一笔带过。如果有学生对这方面基础比较薄弱，课堂上详细的讲解依然听不懂，那么可以对个别学生进行课下补习，不耽误课堂进度，同时更突出教学的重点。
例如当讲到高中物理学习的重要环节这一部分时，结合教学经验解题过程中会需要大量用到三角函数的知识，那么就可以在课堂教学过程中直接抽出短暂的时间来提前。将三角函数的具体知识进行梳理。同时结合三角函数的知识点来进行教学。三角函数反映了三角形的边、角之间的关系，在物理解题中有较广泛的应用。例如：讨论三个共点的平衡力组成的力的三角形时，常用正弦定理求力的大小；用函数的单调变化的临界状态来求取某个物理量的极值；用三角函数的“和积公式”将结论进行化简等。
三、开展专项物理习题课
物理学中的许多问题，都需要在简化假设下形成物理模型，再应用数学知识来解决的。这个环节需要学生同时掌握物理原理，具有数学学习能力，在此基础上再进行相互关联，需要学生通过练习来形成这样的思维，能够在遇到物理难题的第一时间，想到用数学知识来解答。例如高中物理中一些比较抽象的习题常较难求解，若能与数学图形相结合，再恰当地引入物理图象，则可变抽象为形象，突破难点、疑点，使解题过程大大简化。数形结合是高中数学解题的重要方法，图象法也是高中物理历年高考的热点，对高中生的数学和物理学习而言都同等重要。因而在习题课上要密切关注图象，掌握图象的识别、绘制等方法。此外，本专项的物理习题课目的不是练手感，而是养习惯，可以对习题课做出适当的调整，例如用少量经典题目来取代题海战术，用小组共同完成题目取代个人枯燥刷题等，激发学生学习兴趣，提高学习效率。
总而言之，归根结底，教育的目的是培养学生运用所学知识分析问题和解决问题的能力，数学是物理问题解决必不可少的重要工工具，高中物理教师必须在教学实践过程中转变自身的教学观念，使学生形成利用数学知识解决物理问题的意识，养成良好的学习习惯，促进学生全面发展。
参考文献
[]王金颖. 如何培养高中生分析解决物理问题的能力［J］. 青少年日记(教育教学研究)2018（05）