高中物理与数学课程整合实践研究

高中物理与数学课程整合实践研究

黄程

湖南省澧县第一中学415500

摘要：物理与数学是高中阶段的两门重要学科，二者之间存在一定的联系，在实际教学中，将物理与数学进行整合，既能够培养学生的实践能力和创新能力，又能够提高学生的物理学习兴趣和对数学知识的掌握程度。文章针对数学课程和物理课程的特点，提出了高中物理与数学课程整合的方法。

关键词：高中物理；数学课程；实践研究

物理是一门实践性较强的学科，需要学生在实践中不断地去探索和研究，在学习过程中，学生会遇到很多难以理解的知识。所以在实际教学中，教师要将高中物理与数学课程进行整合，对学生进行思维上的训练，使学生更好地掌握知识，提高学习效率。

一、在物理中融合数学课程，培养学生的实践能力

传统的教学方式往往是教师对学生进行知识讲解，让学生在学习了相应的理论知识后，进行大量的物理练习，这样虽然能够提高学生对知识的掌握程度，但是却不能让学生真正地掌握知识。物理和数学在很大程度上都是实践和理论相结合的学科，将二者进行整合，既能够提高学生对物理知识的理解程度，还能够提高学生的实践能力[1]。例如，在讲解“力学”这一知识点时，教师可以将数学中的力与物理中的力结合起来讲解，可以给学生讲解“牛顿第一定律”：当物体受到外力时，物体所受到的合外力等于它的质量乘以加速度。当物体处于静止状态时，其合外力为零；当物体处于运动状态时，其合外力就会有一个变化值。这个变化值就是力。在此基础上，教师可以让学生做相关实验来证明力与质量之间存在的关系。将一块木板放在桌上并用力向下压，让木板向下运动。学生在观察这一现象后会发现木板只会向上运动而不会向下运动。此时教师可以引导学生对这一现象进行分析：如果木板向下运动的话，那木板受到的合外力就是向下运动的重力。在此基础上进行归纳和总结，能够使学生更好地理解“力”这一知识点。

二、在物理中融合数学课程，培养学生的数学思维

物理教学离不开公式的背诵。学生在学习物理时，如果对公式的理解不够透彻，那么在遇到问题时就会感到无从下手。在此情况下，教师要鼓励学生将物理问题转化成数学问题，对学生的解题能力进行培养[2]。例如：在讲解到空间概念时，教师可以让学生运用数学中的平面几何知识来分析物理问题。假设有一个斜抛运动的问题：一个物体以初速度v₀以角度θ相对于水平面斜向上抛出，求物体的最大高度和飞行的最远距离。教师可以将问题转化为平面几何中的向量问题。将物体的速度分解为水平方向和垂直方向的分量。水平方向的速度为v₀x =v₀ *cos(θ)，垂直方向的速度为v₀y = v₀* sin(θ)。然后，使用平面几何中的向量运算来分析物体的运动轨迹。在垂直方向上，使用运动学公式来计算物体的最大高度。根据自由落体运动的公式，物体的最大高度h可以通过以下公式计算得出：h=(v₀y)²/(2 * g)，其中，g是重力加速度。在水平方向上，物体的飞行距离可以通过以下公式计算得出：d= v₀x * t，t是物体在空中的飞行时间。根据物体的运动情况，可以通过以下公式计算得出t：t= 2* v₀y / g，将t代入上述公式，可以得到物体的飞行距离d。通过运用数学中的平面几何知识，可以将高中物理问题转化为向量问题，并使用向量运算和运动学公式来求解物体的最大高度和飞行距离。

三、在教学中开展实验教学，激发学生的创新思维

开展实验教学可以更好的帮助学生理解物理知识，在物理和数学结合的课程教学中开展实验教学。可以激发学生的创新思维，这对于培养学生的实践能力和创新能力非常有帮助。物理实验能够将抽象的物理现象具体化，让学生对物理概念和原理有更好的理解，而数学实验能够使学生对数学知识有更深刻的理解。如在进行“光的干涉”这一节课的教学时，在干涉现象中，存在一些特定的条件，使得干涉效果明显。光是一种波动现象，当两个或多个波同时存在于同一区域时，它们会相互叠加。波的叠加原理可以用数学上的叠加来描述，即将波的振幅相加。这可以用复数形式表示，其中实部表示振幅，虚部表示相位。运用数学的概念和方法，可以更深入地理解光的干涉现象，并进行定量的分析和计算。通过探究，不仅能够使学生更好地理解光干涉现象，还能够激发学生创新思维，让学生学会用数学知识来解决物理问题[3]。在这个过程中，教师要做好引导工作，使学生能够积极主动地参与到实验中去。在教学中教师要根据学生的实际情况以及教学内容选取合适的方法，使物理与数学相互补充、相互促进、相互发展，从而提高教学质量。

四、运用多媒体技术，提高物理教学效率

教师要善于用多媒体技术将数学与物理教学内容相结合，利用多媒体技术可以提供丰富的视觉、听觉和互动性的学习资源，增强学生的学习兴趣和参与度，从而提高课堂教学效率，使学生对物理知识产生更大的兴趣。例如，在进行电源电动势和内阻的实验时，学生很难在实验数据的测量结果中挑选出符合实际的数据，也无法判断出哪些是存在较大误差的数据。这时，教师就可以在多媒体播放设备中利用数学作图的形式，在平面坐标系中，对实验数据对应的坐标点进行描述，对数据的变化趋势进行直观观察和判断，对其中存在较大误差的数据进行筛选。除此之外，物理教师还可以通过动画和模拟软件，展示抽象的数学概念在物理现象中的应用。使用动画展示质点在力的作用下的运动，帮助学生理解速度、加速度和位移之间的关系

[4]。录制物理实验过程的视频帮助学生观察和分析实验结果。通过观察自由落体实验的视频，学生可以了解加速度对物体下落的影响，并用数学公式进行计算和分析。创建数学模型和物理图表，帮助学生可视化抽象的数学和物理概念，从而理解和掌握相关知识。将数学与物理教学内容相结合，并利用多媒体技术进行辅助教学，可以帮助学生更好地理解和应用抽象的数学概念，加深对物理现象的认识，并培养学生的动手实践能力和创新思维能力。

结束语：高中物理和数学是相互联系，相互影响的。在实际教学中，教师要将物理与数学进行整合，在教学过程中，教师可以通过创设物理情景，引导学生运用数学知识去分析问题、解决问题。在教学过程中，教师要以学生为主体，从学生的角度出发，根据学生的实际情况，对教学内容进行创新和完善，提高教学质量。总之，在实际教学中，教师要积极地探索和研究高中物理与数学课程整合的有效方法和策略，不断地提高学生的学习兴趣和学习效率，培养学生的创新能力和实践能力。

参考文献：

[1]葛学昌.高中物理与数学思想的融合教学探讨[J].数理天地(高中版),2023(14):96-98.