數(shù)理思維在化學中滲透綜述

尹瑜靜

【摘要】本文從國際背景出發(fā)，聯(lián)系新課程理念，剖析了化學與相關學科整合的必要性和可行性。在對高中實際教學情況調查和文獻研究的基礎上，對數(shù)理思維在化學學科滲透作以總結。

【關鍵詞】數(shù)學思維;物理思維;滲透與運用

近年來，世界各國紛紛將研究重點轉向化學及其交叉學科的研究，重視學科間聯(lián)系，正視化學在人類發(fā)展進程中所起的作用，重視培養(yǎng)中學生的化學素養(yǎng)。國內正值新課改實施階段，本次高中新課程標準首次提出“學習領域”這一概念，將彼此關系比較緊密的學科歸于同一領域，力求打破學科壁壘森嚴的現(xiàn)狀，加強學科間的聯(lián)系。

1化學與相關學科整合的必要性

今年來，化學教育改革中比較大的一項改革就是加強化學、物理、數(shù)學、生物等傳統(tǒng)的自然科學間的聯(lián)系，將其內容拓展，互相滲透，形成綜合理科。同時，國外出現(xiàn)了不同的課程整合形式，如有以科目為中心的整合理論與實踐。

數(shù)、理、化三科緊密相連，學科之間的相互滲透越來越多，化學學科與物理學科在實際問題上存在聯(lián)系，而問題的解決常用到數(shù)學思維。數(shù)學是理科的基礎科目，物理和化學都是建立在實驗基礎上的學科，所以在教學中可以引用數(shù)理中的一些思維方式來滲透到化學中來，吸收分科教學中帶有綜合、交叉色彩的內容和思維，更有利于激發(fā)學生的“頓悟”，同時也提升了教師對教材的挖掘和更新能力，因此化學與相關學科整合的勢在必行。

2數(shù)學思維在化學學科滲透

首先，化學教學中數(shù)學思維的滲透。錢學森教授曾說：“教育工作的最終機智在于人腦的思維過程?！倍鴮⒒瘜W問題抽象成數(shù)學問題，利用數(shù)學思維及其知識，解決化學問題是一種高層次的思維活動，也是教育部考試中心要求高考考生必須具備的能力之一。

利用數(shù)學中集合思想對化學物質或者是化學反應進行分類，在加強學科間聯(lián)系，能夠讓學生體會知識的靈活，從而激發(fā)學生的學習興趣。倘若把數(shù)學推導的思想運用平常的教學中，如“十字交叉法”的推導讓學生理解平均摩爾質量的求法，覺得化學是講道理的，“知其然，知其所以然?！?并且能夠觸類旁通，遷移到其他相似的情況。再如，數(shù)形結合思想分析定量化學 （ 離子） 方程式的書寫，有助于把握問題的本質，尤其是在求解變量反應，取值范圍，水溶液中平衡等問題時，往往能夠取得很好的效果。數(shù)列極限思想可用于解決混合物計算，取值范圍求解，有機化合物各元素的極值含量以及有機合成原料計算問題。

總之，通過在化學教學中滲透數(shù)學思維，借助數(shù)學工具進行化學計算、推理，可以優(yōu)化化學教學，便于學生理解本質，拓寬其思路，培養(yǎng)學生的思維的多向性、靈活性、獨特性、創(chuàng)造性。

3物理思維在化學學科滲透

物理主要研究物體的運動形式和物質的基本結構，而化學則從宏觀和微觀兩方面研究物質微粒結構、性質及其運動，因此物化兩學科在眾多方面相互滲透。利用學科知識交叉點，可幫助學生將學過的知識“點”連接成“面”，從而結成“網”。

利用物理學中能量守恒可以理解水溶液的質量守恒、電荷守恒、質子守恒、物料守恒，從而把溶液粒子間數(shù)量關系

弄清楚;利用理想氣體狀態(tài)方程，掌握阿伏伽德羅定律及其推論過程，方便梳理物理量關系，根據(jù)題目的說明，可快速且準確得到相關的比例式;利用楞次定律解釋勒夏特列原理，化學平衡是高中一重要的知識點，大多數(shù)學生在一開始時就覺得難以理解，造成了后來學習難點的積累，特別是用勒夏特列原理來判斷平衡移動問題時，常常教師在講授時覺得力不從心，該原理的關鍵在于“減弱”而不是“消除”，這與物理上的“楞次定律”是不謀而合的：這個原理核心之一是“阻礙”而不是“阻止”，它們最大的相通之處是兩個原理都遵循了系統(tǒng)能量朝更低的方向發(fā)展的趨勢，若該趨勢被破壞，系統(tǒng)會盡量朝恢復到先前狀態(tài)的方向變化，但已經無法恢復到原來的狀態(tài)。若引導學生對比來理解，相信能達到事半功倍的效果。再如電路中同種電荷相斥、異種電荷相吸原理解釋電化學帶電粒子的定向移動，壓強、浮力解釋氣密性問題，熱學解釋焓變。

當今自然科學分科越來越細致，自然科學在更加具體化的基礎上，正逐漸走向整合與統(tǒng)一，各種學科技術在其他領域的應用為學科間的交叉與融合搭起了橋梁，促進了學科間的緊密聯(lián)系與發(fā)展。

作為一名化學教師，在新課程背景下，需要不斷探索適合新課程理念，適合學生發(fā)展的教學方式，優(yōu)化化學教學，拓展學生的知識和思路，多角度理解分析問題，使學生自身的科學知識體系全面發(fā)展，從而更好地適應現(xiàn)代社會的需求。

參考文獻

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課題名稱：化學課堂學科知識與拓展教學融合的策略研究。

課題編號：JCJYC19070602。

本文系2019年度河南省基礎教育教學研究項目課題名稱課題編號研究成果

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