物理學(xué)中的數學(xué)知識教育論文
物理是一門(mén)對數學(xué)知識要求較高的自然學(xué)科。物理學(xué)的發(fā)展離不開(kāi)數學(xué)，數學(xué)是物理學(xué)發(fā)展的根基。數學(xué)是學(xué)習物理的語(yǔ)言和工具，數學(xué)在學(xué)生物理認知結構的形成過(guò)程中起著(zhù)十分關(guān)鍵的作用。數學(xué)所具有的高度概括性特征，為描述具有深刻內涵的物理概念和規律提供了最佳表達形式。數學(xué)所具有的簡(jiǎn)潔而又嚴密的邏輯思維方式，簡(jiǎn)化和加速了人們進(jìn)行物理思維的進(jìn)程。由于高中物理學(xué)習比初中物理更加注重定量分析，所以數學(xué)知識在物理題目分析和計算中的應用急劇增多。
“任何一位物理學(xué)家都同時(shí)也是一位數學(xué)家”，所以物理教師也必須加強與高中物理密切相關(guān)的數學(xué)知識的學(xué)習。當然除了教師自身以外，學(xué)生的數學(xué)知識儲備和掌握情況也需要認真了解，因為老教師都知道到了高三制約學(xué)生提高物理成績(jì)的往往是閱讀理解能力和數學(xué)應用能力，而并不是物理概念規律的應用。所以，本人認為每一位高中物理教師都應在平時(shí)的教學(xué)活動(dòng)中有意識地加強數學(xué)能力的培養，尤其督促基礎較弱的學(xué)生在每個(gè)單元學(xué)習之前落實(shí)相關(guān)數學(xué)知識的掌握。筆者認為與高中物理密切相關(guān)的數學(xué)知識主要有以下幾個(gè)方面：
一函數知識
函數是數學(xué)的綱，力和運動(dòng)的關(guān)系是物理的綱。而力和運動(dòng)的關(guān)系是因變量和自變量的關(guān)系也就是函數關(guān)系，所以數理不分家。最常用到的函數是三角函數，而力學(xué)中的力的分解和力的合成都必須用到數學(xué)中的三角函數。此外，三角函數的運用在圓周運動(dòng)的相關(guān)題目中也較多，特別是天體運動(dòng)題目或帶電微粒在磁場(chǎng)或電磁場(chǎng)中的運動(dòng)，這時(shí)就需要用反三角函數來(lái)表示一部分數值。
二圖象知識
函數圖象——是物理應用最多的數學(xué)知識之一，如速度時(shí)間圖象、伏安曲線(xiàn)、路端電壓與負載的關(guān)系等。
數學(xué)中，我們從初中就開(kāi)始學(xué)習直線(xiàn)，后來(lái)又學(xué)習拋物線(xiàn)、雙曲線(xiàn)、橢圓等函數方程及圖像。我們對各種曲線(xiàn)的性質(zhì)非常清楚，如直線(xiàn)的斜率、截距等；拋物線(xiàn)的開(kāi)口、頂點(diǎn)、對稱(chēng)軸和坐標軸的截距等；但是當我們學(xué)習物理時(shí)碰到類(lèi)似的關(guān)系式時(shí)很多學(xué)生卻不知所措。如：一個(gè)內阻為R的電源，其端電壓U與電流I之間的關(guān)系就是一條簡(jiǎn)單的直線(xiàn)，從直線(xiàn)和坐標軸的交點(diǎn)上我們能得出電源電動(dòng)勢以及短路電流的大小，從斜率上還能分析出來(lái)負載電阻R的情況。雖然這個(gè)例子簡(jiǎn)單，但是還是有不少學(xué)生在分析的時(shí)候搞不清楚�？墒侨绻旁跀祵W(xué)上考他直線(xiàn)的性質(zhì)，他肯定會(huì )做，但是放到物理上他就不會(huì )做了，所以這是一個(gè)很有意思的事情。
三計算能力
這是高中物理教師最頭痛的一件事，從高一強調到高三，但往往事與愿違�，F在的學(xué)生從初中有的甚至是小學(xué)開(kāi)始就使用計算器，導致他們的計算能力低下，而高考是不能使用計算器的。在教學(xué)中我特別注意這一點(diǎn)，有時(shí)我會(huì )故意設計一些計算量較大的習題采用分組競賽的方式來(lái)提高學(xué)生對計算的重視和計算能力。近幾年高考有這樣一個(gè)特點(diǎn)，物理理論的難度有所下降但數學(xué)計算能力有所提高，所以必要的計算速度和準確性的訓練是非常必要的。
四其他知識
坐標系的應用——如平拋運動(dòng)規律的推導、運動(dòng)的分解和合成、力的分解和合成、物體運動(dòng)位置的確定等；圓的知識——圓周運動(dòng)、天體運動(dòng)、磁偏轉等；向量計算——平行四邊形定則、三角形定則、矢量的處理與運算等；概率知識——能級躍遷光子種數的確定、熱統計規律等；微積分知識——速度，加速度的概念理解、萬(wàn)有引力的理解、重心概念的理解等。
總之，還有很多沒(méi)有提到的數學(xué)知識，希望各位老師多多評論與補充，希望教師在實(shí)際教學(xué)中重視數學(xué)知識應用能力的培養，爭取讓我們的學(xué)生能從教學(xué)中受益。根據現在的教學(xué)現狀來(lái)看，數學(xué)的教學(xué)側重抽象化（與實(shí)際問(wèn)題結合的不多），而物理的教學(xué)側重形象化（用到的數學(xué)知識不多）。若我們能把這兩者的學(xué)習結合在一起，那么一定能相互促進(jìn)、共同提高！
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