高中數學與物理教學的相互滲透

洪雪佳

在新課程背景下，高中學習更注重對于學生學習能力的培養，特別是理科的學習要求教師必須培養學生的理解能力，推導能力，邏輯思維能力，并要求學生能夠理論聯系實際，理論指導實踐。但對于很多的高中生而言，物理這門功課的學習是一件很艱難的事情。學生總抱怨花了很多時間和精力在學習物理，但效果不是很明顯。物理教師也經常抱怨學生的推導能力，代數能力及計算能力不好，認為學生在數學方面的學習上出了問題從而導致物理學不好。

毫無疑問，數學是物理學的工具。首先物理學的發展依賴于數學，數學是物理學的表述形式。其次，物理要進行大量的數學運算，數學為物理提供了計量和計算方法。同時物理學又促進數學的發展，許多數學理論是為處理物理問題而發展起來的。所以，數學與物理是密不可分的。

高中的數學與物理的學習同樣也是這么一種關系。數學不僅為物理提供了計算工具，物理的許多知識點的學習也需要數學知識的支持。例如：導數，函數等。數學部分知識的應用也離不開物理。例如：向量，導數等。數學與物理對學生的推導能力，邏輯思維能力的要求是相同的。因此，在學習方法上，也有很多的共通點。但數學教師與物理教師均沒有深刻認識到這一點，數學與物理的教學時各自為政的。他們沒有共同備課，不會一起去探索相關知識點的教學方法。

讓高中數學與物理教師認識到數學與物理的教學有著密切的聯系，是可以促進各自的教學。如何利用對方的知識為自身服務，如何把對方需要的知識點教得更深入，如何培養學生的理科學習能力，如何幫助學生同時掌握這兩門功課，讓數學與物理的學習相互促進，提高學生的學習興趣，掌握學習數學與物理的技巧，從而在學習方法的層次上進行指導，進而同時提高兩科的學習成績，對如何推進新課程要求下的教學具有重要的意義。

以下是筆者對于物理與數學高中課程中的一些內容的探討和建議

一、物理《交流電的產生》《簡諧運動》與數學《三角函數的定義》

1.探討內容

（1）物理老師在教《交流電》和《簡諧運動》這兩部分內容時，都遇到比較大的困難。一個很重要的原因是因為學生對三角函數的圖像與性質的知識掌握不好?；A理論不好，很難在這上面建立起物理模型。

（2）數學老師提出，三角函數的圖像與性質在數學教學過程中，也是一個難點。確實有相當一部分學生掌握不好。

（3）數學與物理在這部分內容的教學時間跨度比較大，數學的三角函數圖像和性質在高一上學習，而物理的《交流電》和《簡諧運動》在高二下學習。所以在學習物理這部分內容的時候，學生對涉及的內容已經遺忘了。

（4）數學教學中《三角函數的圖像》引入用的是簡諧運動，周期和頻率的教學也與物理無關。這時候物理上學生還沒有學習《簡諧運動》，因此這個引入對學生而言是有些困惑的。

2.建議：

數學老師向物理老師學習簡諧運動的實驗，以便更好地引入三角函數的圖像，并為簡諧運動做簡要說明，為后面物理學習打下伏筆。物理老師在無法把《簡諧運動》這節課提前的前提下，建議在教學前，與數學老師探討下，復習三角函數有關的知識，有利于物理教學，也有利于數學的教學。

二、數學《導數》與物理《質點與位移》《速度與加速度》

1.探討內容

（1）數學老師在導數的物理意義這部分內容的教學過程中，感到學生比較難理解，掌握得不好，其中一個原因是因為學生學習物理時，對位移，速度，加速度，時間這些物理量的關系沒有充分理解，知識機械的背誦公式，套用公式。學生無法將物理和數學的知識結合起來理解變化率與導數。

（2）物理老師提供兩個導數的實例，一個是感應電動勢的大小是磁通量的變化率，另一個是動量的變化率是力。

2.建議：

（1）物理老師在《質點與位移》，《加速度與速度》這兩節課中，引入變化率的概念，為以后數學學習導數時做鋪墊。在《感應電動勢》和《動量》這兩節課強化變化率的概念。

（2）建議數學老師與物理老師能共同討論這些相關內容，在上課時，能夠適時補充這些實例，是學生更好地掌握導數。

三、物理《質點與位移》《速度與加速度》與數學《一次函數》《函數的定義》

1.探討內容

（1）《質點與位移》，《速度與加速度》這兩節課內容都涉及函數與圖像的關系。學生不會借助圖像來幫助自己理解決勻速或者勻變速直線運動，因此就不會借助圖像來分析物理問題。

（2）造成學生學習困難的主要原因是：“學生對一次函數、二次函數的圖像及性質的理解不夠透徹”。因此學生從物理角度去理解函數圖像就更加困難。比如，s-t圖像與v-t圖像的形成以及s-t圖像的斜率就是速度，v-t圖像的斜率就是加速度等問題，學生都是很難很好地理解掌握，物理公式與函數無法聯系在一起。

（3）《函數》相關教學內容是數學教學中的一大難點，學生掌握得較不好。

（4）由于中考的原因，初中對函數內容要求降低，只要研究函數的圖像、定義及簡單性質。沒有研究斜率的定義及斜率與傾斜角的關系。

（5）高中教材也沒有進一步研究一次函數，二次函數等相關內容 ，從而形成初、高中教學脫節。

2.建議：

（1）物理老師在上這節課之前要與數學老師探討一下，用數學的角度復習函數的相關內容。

（2）數學老師講授函數定義，研究函數性質時，將初中的函數再復習回顧，加深學生對所學函數的理解，從而更好地掌握函數知識點，有助于學生更好地學習物理中與函數相關的知識點。

我們都知道物理是一門精確的科學，與數學有密切的關系。數學是研究物理問題的工具，更是研究物理問題時進行科學抽象和思維推理的工具，在物理的教學過程中充分、合理地運用這些工具，可有效地提高教學質量的同時，還可提高學生的科學素養，培養學生解決實際問題的能力，增強學生的創新意識。隨著新課程的深入，學科之間的貫穿不斷加強，數學與物理的整合也日益緊密。學好物理的同時也能加深對數學的理解。

數學的代數，三角函數，平面幾何等知識與物理有相當大的聯系。在學習物理的過程中，往往需要進行代數預算，并通過代數運算個得出一定的物理規律，這種形式在中學物理中應用最為普遍。三角函數中解三角的方法，在物理計算過程中應用是相當重要的，而正（余）弦函數在物理多領域中經常用到。直線，雙曲線等函數圖像可以吧抽象物理問題直觀化。物理中的變化率問題可以幫助學生更好的理解數學中導數的定義。物理力的合成與數學中向量的加減法是一致的。他們學習方法有其共通的地方。

綜上所述，我們用該對學生反復強調數學與物理之間的聯系，通過這樣不斷講解，學生才能認識到數學與物理缺失是密不可分，數學作為一門基礎學科的重要性，通過物理的學習過程突出地體現出來，而學習物理又可以促進所學數學知識的理解。