王曉潔
三門峽市西張村鎮(zhèn)初級中學 河南省三門峽市 472100
物理并不是獨立的學科,在日常教學中,教師應當積極運用其他的學科來幫助學生學習物理。大部分學生都認為物理過難,不容易理解,其關(guān)鍵原因就在于不具備數(shù)理結(jié)合的思想。在高考中,數(shù)理結(jié)合是物理必考的重點知識之一,根據(jù)相關(guān)的考試說明:可以依據(jù)具體的問題羅列出各個物理量間的關(guān)系式子,再進一步推算和求解,得出相關(guān)結(jié)果,并基于結(jié)果來得出結(jié)論;必要時可以通過函數(shù)及幾何來加以分析表達。因此,教師應當通過培養(yǎng)學生的數(shù)理結(jié)合思想來提升物理教學質(zhì)量。
物理規(guī)律中通常隱藏著相應的數(shù)學思想或者觀點,通過運用數(shù)學觀點,學生可以更加容易的掌握物理規(guī)律。例如,在學習彈性碰撞時,教師可以運用兩個完全相同的小球來進行實驗,一個小球以V1的速度碰撞另一個靜止的小球,其結(jié)果為第一個小球經(jīng)過撞擊其速度V’1為0,而第二個小球在撞擊后速度為V’2=V1。該實驗的目的在于檢驗兩個相同小球撞擊前后的動量守恒定理。但處于動量守恒定理下,其結(jié)果較為多樣,而實驗結(jié)果只有一種,即V’1=0,V’t=Vt。產(chǎn)生這種結(jié)果的原因時有深度的。此時,教師應當基于數(shù)學知識來指導學生運用數(shù)學方程來掌握這個結(jié)果,使問題得以處理。在物理教學中運用數(shù)學觀點來幫助學生學習物理定理,不僅可以將物理難題簡單化,而且能夠引導學生養(yǎng)成正確的思維模式,從而探索出新的物理規(guī)律。
在物理課程中存在較多的規(guī)律及理論,它們都可以通過函數(shù)、數(shù)學式子及語言來進行表達。一般情況下,高中物理僅僅注重數(shù)學式子及語言的運用,而忽略了函數(shù)的運用。因此,在日常教學中,教師應當重視培養(yǎng)學生運用函數(shù)來解決物理難題的能力,促使學生更加深入的了解物理知識及定理。
高中物理所運用到的數(shù)列知識一般為等比或等差,主要是運用數(shù)列的相關(guān)公式。例如,將圖書A和B分別交叉疊放在水平的桌面上,假設(shè)每一頁的質(zhì)量為m,A和B共計一百頁,各個紙頁間的摩擦力為u,A維持不變,向B施加一個向右的力F,將其抽出,求F的最小數(shù)值。
教師可以指導學生運用數(shù)列知識來解題:當力為勻速時,F(xiàn)的數(shù)值為最小,等于B書各個紙頁間的摩擦力總和。經(jīng)過分析可知,自上而下第一頁的摩擦力為f1=u mg,第二頁f2=5u mg,第三頁f3=9u mg,由此可知,各個紙頁間的摩擦力為等差數(shù)列。根據(jù)該數(shù)列的公式,得出f100=397u mg,在運用求和公式計算出F。
排列組合具備靈活、獨特的特征,在物理教學中運用該方法,可以培養(yǎng)學生的思維,提高他們分析及解決問題的能力。例如:基于n=4激發(fā)態(tài)的一些氫原子,在向較低激發(fā)態(tài)進行躍進時,可以射出多種頻率不同的光子。分析與解答:其中方式主要為E4一E3,E3一E2,E2一E1,E4一E2,E3一E1,E4一E1,同時所射出的各個光子具備不同的頻率,因此總共存在六種頻率不同的光子。若將該題的量子更換為大于10的數(shù)值時,繼續(xù)采用這種方法進行研究,會浪費過多時間且結(jié)果極易出錯。因此,教師應當引導學生總結(jié)物理規(guī)律:根據(jù)相應的組合公式來計算躍進的方式數(shù)量,結(jié)果得出總共有45種頻率不同的光子。
首先,在物理教學過程中,教師應當積極引入數(shù)學知識。物理教學的目的在于教會學生物理知識及在日常生活中的實際運用,而我們解決問題的手段就是數(shù)學,因此在教學過程中積極引入數(shù)學知識以提升學生的能力。但我們應當注意到初中所學習的物理知識較淺,所用數(shù)學知識也不夠深入,我們只需引入與物理知識點相關(guān)的數(shù)學知識,否則就會出現(xiàn)喧賓奪主的現(xiàn)象。其次,應當借鑒學生熟悉或者極易了解的數(shù)學知識。在將其運用到物理教學過程中,學生能夠輕松的接受,這對教師實現(xiàn)教學目標及提高學生能力具備較大的意義。在分析物理變量的變化情況時一般會運用曲線方法,一較為直觀,二極易繪制。盡管初中生尚未涉及到該部分的內(nèi)容,但是在進行水沸騰的實驗時,將曲線的描繪辦法介紹給學生,該方法能夠有效的研究實驗數(shù)據(jù)。大量實驗證明,學生極易接受這部分內(nèi)容,最關(guān)鍵的在于學生掌握了一種有效的學習辦法。最后,應當重視物理意義。例如:在計算力學的過程中,若結(jié)果為負值,就不能隨意處理,應當加以詳細的分析,因為這代表著實驗數(shù)據(jù)與假設(shè)結(jié)果相反。在計算電阻時有可能出現(xiàn)兩種結(jié)果,另外質(zhì)量的數(shù)值有可能為負值,兩點之間的距離應當去正值等等,這些都需要進行驗證,否則將會失去意義。
基于數(shù)學知識來引導學生運用數(shù)學知識來處理物理難題,這是培養(yǎng)學生數(shù)理結(jié)合能力的主要內(nèi)容。一旦具備這種能力,學生就會更加深入的理解物理知識,也能夠提升自身的數(shù)學水平,最終實現(xiàn)以數(shù)學知識來分析物理習題的目的。數(shù)理結(jié)合思想能夠激發(fā)學生的新思維,同時教師應當了解,盡管數(shù)學知識是解決物理難題的重要手段之一,但在運用其解決物理難題的時候,教師及學生應當注重物理規(guī)律及理論,只有如此,數(shù)學與物理才能較好的融合,學生的解題能力才能不斷提升。