关于在高中物理学习中引入数值计算的探讨

摘 要：现在高中物理学习过程中经常会遇到各种各样的数学问题，并且这部分数学问题又很难应用初等数学方法有效解决。文章探讨了在学习高中物理中如何应用数值计算机来解决计算问题，以提升学生们学习物理的能力。

关键词：数值计算 高中物理 探讨

数值计算机是利用数字计算机来求解数学问题的过程以及方法。数值计算的根本目的就是探究怎样应用计算机把众多数学问题有效解决，如：离散方程求解、系统离散化求解等，同时还会考虑稳定性以及误差与收敛性等诸多问题。在计算机快速发展和被广泛应用的过程中，计算机力学和计算机物理等计算机问题都可被称作数值计算问题。对此，笔者探讨了如何应用数值计算进行高中物理学习。

一、应用数值计算进行高中物理教学的可行性与必要性

1.可行性

（1）与高中物理的发展要求相适应

新课改之后，高中物理教学需要关注学生们是否可以科学的对物理问题进行探究，与此同时，还应该强化学生学习的力度。假如条件允许的情况下，高中物理教师应该为学生们创造发展条件，让学生们可以在学习过程中产生联想、发现问题、解决问题，进而使学生的思维得到发展。此外，还应该加快开发与利用多媒体资源，把信息技术同物理课程有机结合到一起，然后根据物理教学的实际需求，选择与教学相符合的计算机软件来实施教学[1]。因此，高中物理教学能够应用计算机所具有的功能，对教学内涵进行丰富，并把数值计算科学应用到物理教学当中，这样学生会增加学习物理知识的主动性，进而主动地进行探究学习，这就表明将数值计算应用到物理学习当中是符合时代发展要求的。

（2）应用数值计算进行高中物理教学拥有良好的物质基础

我们现在生活在信息时代，这个时代所表现出来的特点就是信息技术以及计算机技术被广泛的应用到了众多领域之上。现阶段信息技术已经被广泛的应用到了高中教学中，并且在全国众多高校中都开设了信息技术课，进而每一名学生都具备基本的计算机能力，因此，这为数值计算的广泛应用奠定了基础[2]。

2.重要性

（1）应用数值计算进行物理教学，能够使学生快速理解物理知识

在应用数值计算进行高中物理教学以后，学生能够快速、深刻的了解一些物理现象，发现物理学当中存在的一些规律，与此同时，利用数值计算还可以解决因为没有处理工作而无法完成的一些物理问题。如：计算粒子能力时，数值计算的应用，这是物理学习、物理教学有了新的思路与方法，弥补了传统方法的不足。

（2）应用数值计算进行物理教学，能够提升学生们解决物理问题的能力

应用数值计算来解决物理问题，这样不但可以帮助学生们快速的将问题解决，还能够让学生掌握更多物理知识和物理问题的解决方法，进而在感受学习乐趣的基础上，积极的投入到物理知识学习中。学生在解决学习中出现的问题时，可以使学生们的学科素质不断提升，思维也会变得更加灵敏，进而更好的学习物理知识[3]。

（3）应用数值计算进行物理学习，学生们的计算机水平会得到提升

对高中学生而言，具备相应的计算机水平，这也是信息技术的教学要求。现在计算机教学外围环境出现了极大改变。第一，计算机技术是现在高中生一定要掌握的基本能力。第二，社会在应用计算机这方面的要求非常高。因此，把数值计算应用到高中物理教学中，能够使学生们的计算机应用水平大幅度提升。而学生们应用数值计算来对高中物理问题进行处理，能够接触到更多物理知识、了解应用计算机软件的技术，进而合理的应用计算软件来分析和解决物理问题。

（4）应用数值计算进行物理学习，学生们的协作精神会得到提升

现在学生们想要步入社会，不但要具备独立生存这种能力，还应该具有较强的团结合作技能以及精神。应用数值计算进行物理教学，可以使学生们团结合作能力快速提升。而学生在小组内需要通过协调配合和分工合作，才能够把任务完成，这样学生们的合作能力就得到了锻炼、集体观念得到提升，为以后更好的步入社会打下坚实基础。

二、应用数值计算进行高中物理教学的方法

在应用数值计算进行高中物理教学时，能够对计算机语言加以应用，还能够利用那些专门的数学软件，对高中生而言，相应应用计算机编程引入数值计算还不是非常恰当，主要是因为学生们还没有此方面的能力。

Excel是office当中一个处理数据的软件，通常被称作电子表格，此软件具有计算的工程，能够用做图形生成和统计等工作。而软件内部拥有函数计算公式，这样学生们就能够根据自己的需要对内设的函数加以应用，还能够自定义一些函数公式，之后在单元格里输入相应的数据，就能够实施函数计算这个步骤，此处的计算方法较为适合计算某些表达式，同时还能够实施迭代运算[4]。此外，通过数据还能够形成一些非常直观地图形，并且拥有形成图标的功能，这样学生们就能够按照自己的需求，快速形成一些直观地物理图形。而图表能够按照实际需求进行相应的缩放与编辑，其中在“散点图”当中的“曲线”图，能够利用多项式插值方法生成相应的平滑曲线。

学习电子表格（Excel）极其简单，高中设置的信息技术教学中包含了此知识，具体有电子表格的操作方法以及操作步骤，并且学生们基本上已经掌握了其应用。在学习物理知识过程中，应用数值计算，教师只要补充函数的一些应用方法就能够使用了。如果高中物理教师可以有效应用数值计算工具进行教学，那么数值计算将会变得更加简单，并且还能够在简单点击过程中把运算完成，进而把原本极其复杂的计算变得非常直观和简单。在此基础上，学生学习效率以及教学效果都会得到提升。

总之，应用数值计算进行高中物理学习，能够使计算机所具有的功能充分发挥出来，与此同时，还能够把物理学习过程中存在的那些抽象的难题有效解决，进而提升学生们解决物理问题的能力和学习效果，为以后的学习打下良好基础。

参考文献

[1] 袁令民，廖伯琴，李富强等.高中物理教师使用新课程教科书情况调查及影响因素探析[J].教育学报，2013，9（2）：76-81，95.

[2] 欧琳.新课改背景下高中物理课堂的有效实施策略[J].长春教育学院学报，2013，29（6）：147-148.

[3] 姜言霞，王磊.法国最新高中物理-化学教学大纲研究述评[J].外国中小学教育，2013（9）：53-58.

[4] 李贵安，陈秋丽，刘耿等.创造性问题提出能力的影响因素的实证研究--以高中物理课堂为例[J].上海教育科研，2014（7）：41-44.

推荐访问:数值 引入 高中物理 探讨 计算