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淺談高中生運用數學工具解決物理問題能力的培養論文
一、高中物理教學存在的問題
在高中物理教學中，教師經常發現，學生很難得出正確的物理運算結果，錯誤率較高，如果遇到難題，自動放棄解答，這些都說明高中生無法巧妙運用數學工具解答物理問題，能力較弱。
學生在初中階段，剛剛開始接觸物理知識，問題尚不明顯，但到了高中，問題逐漸突出: 學生并未把數學知識和物理運算有機結合在一起，其思維模式仍受限于傳統的物理教學，除了學生自身的因素外，教師還缺少系統的訓練方法與訓練力度，這些因素導致學生整體運算水平偏低。造成這一現象的原因是教學的片面性，教師在課上要求學生增加做題數量，沒有讓學生深度理解物理相關概念與規律。由于學生知識水平有限，雖然可以總結出簡單的解題思路，但缺少系統的解題方法，導致學生善于解某一題型的題，其他題型直接略過，只為完成課堂任務與課后作業而做題。
學生使用數學工具解答物理問題的水平較低，讓學生對物理概念與規律只有籠統的概念，缺少獨立解題能力，降低課堂教學質量，課堂教學有效性較差。
二、提高學生利用數字工具解決物理問題水平的方法
學生通過使用數字工具解決物理問題時，可以讓學生從問題入手，解析不同物理量之間的關系，逐步推導并得出結果，能夠加深學生對物理概念與規律的理解，拓展思維，鞏固物理基礎，養成良好的學習習慣。所以，教師除了通過增加做題量外，還要培養學生獨立做題的能力，改變這一現狀。
( 一) 讓學生用圖線的方式表示物理規律
在物理教學中，除了用物理公式表示規律外，學生還可以用圖線的方式表示最終的物理結果，而且圖線表示法可以讓學生直觀地看到物理規律在不同階段的變化。教師經常會在講課前，提前根據教學內容畫出規律曲線圖，比如當講到電源輸出功率這節課時，會在黑板或多媒體上播放幾張按照一定規律產生波動變化的圖片，從這些圖片可以看出，輸出功率會隨著負載電阻R 的變化而變化，而負載電阻的變化則取決于電源內阻R，如果兩者相等，輸出功率增加，相反輸出功率減少，只有兩者相等，才能讓輸出功率達到最大。如果單純的用物理公式表示這一規律內容，學生幾乎無法直觀地看到物理規律，難以理解。因此，圖像對于物理規律是一種特殊的表現形式，可以深化學生對于知識的理解，同樣也是展開物理教學的數學方法之一。
( 二) 增強運用數字工具表示物理規律的理解能力
物理實驗最后形成的規律與公式都有獨有的物理特點，這些特點是無法用數學工具理解的，因此，教師要讓學生學會正確的分析方法，探索出公式真正的物理意義以及適用題型。以歐姆定律為例，其公式是R =U/I，雖然學生通過公式可以看出其中的關系: 電阻和電壓為正比，與電流成反比，但這只是表面理解，因為物體電阻的多少取決于它的材料和結構，即和固有屬性有關。而且，每個規律公式表示的都是一個特定的物理過程，當物理過程中的某個物體被換掉時，其等量關系不變，但物理內容會有相應的變化。用數學推導物理規律的過程即為轉變物理思想的過程。
此外，不管是教師還是學生，如果用數學工具解決物理難題，一定要采用近似的方法。現在采用的近似方法共有兩種: 一種是明顯的近似;另一種是隱藏的近似，較為常用，符合學生的思維模式。但除了這兩種外，還可以采用針對具體問題的近似方法，比如解析單擺方程式，因為單擺方程式中的變量數值變動很小，可以使用條件近似。條件近似也可以用來分析電偶極子的電場。近似的處理方式是把物理公式中會發生變化的變量固定化，以固定的數值參與公式的運算，但在使用的過程中，要選擇適用范圍，不可盲目使用。
( 三) 擴大數學知識的范圍，提高運用能力
現在，高中階段的學生有明顯的文理之分，理科學生數學成績的高低和他物理的學習情況有很大的關系。雖然課上教授的都是普通的物理知識，但這些知識仍會用到代數、微積分等數學知識，因此，教師在運用這些數學知識講解物理教學內容時，要教會學生分辨哪類數學公式應用在哪些物理規律上，如何正確分析并解出結果，強化各項數學技巧的使用，全面提高運用能力。
三、總結
物理與數學是兩個相對獨立的個體，又有著內在的聯系，教師要在充分運用物理知識的基礎上，巧妙運用數學技巧和規律，并讓學生認識到物理問題用到的數學和數學學科兩者是不同的，避免進入學習的誤區。因此，教師要在教學中用系統的訓練方法提高學生數學知識與技巧的運用能力，拓展思維模式，鍛練空間想象力，讓學生掌握獨立解題的方法。
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