中学数学研究-上060410浅谈物理素材在数学教学中的作用

《中学数学研究-上060410浅谈物理素材在数学教学中的作用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、资料编号15005物理任念兵发表在上060410上属于教法、辅导、学科题为《浅谈物理素材在数学教学中的作用》物理与数学如同一对孪生兄弟，无论从产生历史还是发展现状来看，两者都紧密不可分割.物理中的许多问题需要数学模型、数学方法去处理；同时,物理原理也为某些数学问题的研究提供了新的思想和方向，从而推动了数学的发展.在中学数学教学中，注重数学与物理的相互渗透,沟通学科间知识和思想方法的联系，对培养学生的科学素养和综合运用能力都具有积极作用.同时也符合高考命题“综合化”的改革趋势.本文试从以下几个方面谈谈如何发挥物理素材在数学教学中的作用.1.创设教学情境

2、数学的高度抽象性和严密逻辑性决定了数学学习的难度，使得不少学生缺乏学习数学的兴趣，而很多物理问题具有浓厚的生活气息，因而利用相关物理素材创设数学教学情境，可以诱发学生的学习兴趣，激活学生思维,形成良好的情感环境,从而最终提高课堂教学效率.下面是利用初中电路知识创设“基本不等式的应用”教学情境的案例.例1在如图1(1)所示的电路图中.电源电压恒定.滑动变阻器的总阻值为50欧姆.当移动滑动变阻器的滑片时，灯泡的亮度会发生改变.(1)为使灯泡最暗，滑动变阻器的滑片应该在何处；（2)何时灯泡最亮？时灯泡最暗.“利用基本不等式求最值”的主题呼之欲出2.构建数学

3、概念数学概念是客观事物、现象的数量关系和空间形式在人脑中的反映.很多数学概念在实际生活中都有现实原型,其中有不少数学概念可以由物理现象、物理规律得到解释.例2高一学生对“充要条件”的理解比较困难.设计电路图可以使抽象的概念形象化、具体化.以“开关A闭合”表示条件A,“灯泡B亮”表示结论B,则“充分不必要条件”、“充分必要条件”、“必要不充分条件”、“不充分不必要条件”等相关概念如图2所示.形象直观的物理图形能够使学生轻松的构建数学概念，牢固掌握知识,同时也有助于培养学生学习数学的兴趣.例3新课程标准中引入了“概率与统计”内容，其中，随机事件的“频率”

4、与“概率”两个概念之间的关系是一直困扰着学生的难点问题；其实，只要类比物理学中物体“长度的测量值”与该“长度”之间的关系，这个概念疑难很快就会得以解决.物体的长度是客观存在的.是该物体的固有属性.测量值是它的某种程度的近似值；同样,随机事件发生的可能性的大小一概率是随机事件的客观属性.多次随机试验所得的频率则是它的某种程度的近似值5.介绍数学史实任何一种创造性的工作都是从问题出发的，数学史上的重大创新中有不少就是由于物理学问题研究的推动，如牛顿发明微积分.如果我们利用发现数学的本来的故事(数学史)去介绍数学、讲解数学，用问题驱动的精神去呈现数学[2]

5、,那么必将有效地改进我们的数学教学.以物理问题为素材介绍相关的数学史实，不仅可以激发学生的学习兴趣，而且能够使其深刻理解数学问题的本质.下面是一道以物理问题为本原的经典数学题：例7在一个很大的湖边(湖岸边可看作一条直线)停放着一条小船.由于缆绳突然断开，小船被风刮跑，其方向与湖岸成15°角，速度为2.5km/h,与此同时岸边有一人，从同一地点开始追赶小船.已知他在岸边跑的速度为4km/h,在水中游的速度为2km/h.问此人能否追上小船？此题有多种纯数学解法，但都很繁琐;利用物理学中的“等效速度”、“全反射”知识则可巧妙的解决问题.实际上，该问题的源头

6、是数学史上著名的最速降线问题[3],…….限于篇幅本文从略.以上是物理素材在数学教学中的几个作用.要想发挥物理素材在数学教学中的积极作用，应注意几个冋题.①注意教学进度的把握.要发挥物理素材的作用，首先要有相关物理知识准备.比如介绍例7中的数学史问题，就得在学生学习了光学中的“全反射”知识后才能进行.②注意教学难度的控制.必修课教学要紧扣教学大纲，合理选择问题、控制难度.比如例6介绍的问题较难，构造物理模型的方法不容易想到，显然不适合在必修课教学中选讲，但可以在面向数学特长生开设的特色选修课(拓展课)中选讲.③注意思想方法的比较和总结.对同一问题的物

7、理、数学两类不同的方法加以比较，提炼出相应的思想方法，是将物理素材引入数学教学的重要目标.比如将例4中证明正切半角公式的物理方法和课本中的数学方法加以比较，定能使学生对相关思想方法产生深刻的体会.④注意不同学科教师间的交流.由于专业的限制，不能要求所有的数学教师都具有较深厚的物理学功底，这就要求数学教师在引入物理素材进行教学之前，与物理教师进行必要的交流和切磋，以期获得有效的帮助甚至是带来教学灵感的建议.参考文献[1]林正炎、苏中根.概率论[M].浙江大学出版社.2001.8.第1版P.3.[2]张荫南.新概念数学一问题驱动的数学[j].数学教学.2

8、004.4.[3]黄兴丰.从最速降线问题想到教师需要了解数学史[J].数学教学.2004.12.