淺談數(shù)學(xué)方法在化學(xué)解題中的運(yùn)用研究

譚顯成 劉小芳

摘要：在素質(zhì)教育全面推進(jìn)，以及高中教育教學(xué)中深化落實(shí)新課改的背景下，高中化學(xué)教學(xué)內(nèi)容和目標(biāo)已經(jīng)發(fā)生了明顯變化，不僅要求學(xué)生應(yīng)當(dāng)有比較突出的化學(xué)學(xué)科成績(jī)，還需要學(xué)生掌握更豐富的化學(xué)解題策略。找準(zhǔn)數(shù)學(xué)方法在化學(xué)解題過(guò)程中有效利用的方式方法，有助于幫助學(xué)生將難處理的化學(xué)題目“化繁為簡(jiǎn)”，提高學(xué)生的數(shù)學(xué)成績(jī)，幫助學(xué)生開(kāi)拓新的解題思路，樹(shù)立學(xué)習(xí)自信心，強(qiáng)化化學(xué)學(xué)科解題思維能力與核心素養(yǎng)水平?；诖?，本文簡(jiǎn)要分析了數(shù)學(xué)方法在化學(xué)解題過(guò)程中的運(yùn)用策略，以期對(duì)相關(guān)人士發(fā)揮出借鑒價(jià)值。

關(guān)鍵詞：數(shù)學(xué)方法;高中化學(xué);化學(xué)解題

引言：

數(shù)學(xué)學(xué)科與化學(xué)學(xué)科之間有著非常緊密的聯(lián)系，很多數(shù)學(xué)方法都能夠?qū)瘜W(xué)解題產(chǎn)生積極影響。部分高中生在解決化學(xué)問(wèn)題時(shí)，普遍存在解題速度慢、解題錯(cuò)誤率高等問(wèn)題，除去學(xué)生化學(xué)知識(shí)掌握量不足因素帶來(lái)的影響，很大程度上是由于學(xué)生的解題方法不合理。將數(shù)學(xué)方法應(yīng)用在化學(xué)解題中，有比較明顯的可行性，為此，必須要讓學(xué)生牢固掌握如何將數(shù)學(xué)方法應(yīng)用在化學(xué)解題中。

一、數(shù)學(xué)方法應(yīng)用在高中化學(xué)解題中的關(guān)鍵性

高中化學(xué)在高考中的分?jǐn)?shù)占比較高，學(xué)生的化學(xué)解題速度是否足夠快、解題結(jié)果準(zhǔn)確率是否足夠高，會(huì)對(duì)學(xué)生的化學(xué)考試成績(jī)產(chǎn)生關(guān)鍵性影響。而且，高考不單純是檢驗(yàn)學(xué)生化學(xué)知識(shí)儲(chǔ)備量，更需要考核和評(píng)價(jià)學(xué)生的化學(xué)思維能力與化學(xué)問(wèn)題處理能力水平。不僅如此，在高中教育教學(xué)改革活動(dòng)中，明確提出要讓高中生既要掌握豐富的化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，還要讓學(xué)生具備豐富的化學(xué)解題技巧。

化學(xué)學(xué)科與學(xué)生的日常生活息息相關(guān)，數(shù)學(xué)學(xué)科同樣與生活有著密切聯(lián)系，二者在解題過(guò)程中有很多的共同之處。教師在化學(xué)教學(xué)活動(dòng)中，引導(dǎo)學(xué)生熟練利用數(shù)學(xué)方法對(duì)化學(xué)題目進(jìn)行解答和處理，不僅能夠讓學(xué)生的解題速度和解題準(zhǔn)確率大幅度提升，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的理解與記憶能力，還能提高學(xué)生的化學(xué)解題分析能力與思維能力，讓高中生在化學(xué)解題中可以具備“舉一反三”的能力，這對(duì)于學(xué)生今后的化學(xué)學(xué)科學(xué)習(xí)有著非常重要的作用[1]。

二、數(shù)學(xué)方法應(yīng)用在高中化學(xué)解題中的思路分析

（一）利用極值思想解決化學(xué)問(wèn)題

極值思想是數(shù)學(xué)學(xué)科中比較常用的數(shù)學(xué)方法，極值思想不僅能夠解決數(shù)學(xué)問(wèn)題，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)化學(xué)題目的準(zhǔn)確解答，有助于幫助學(xué)生將繁瑣的化學(xué)題目進(jìn)行簡(jiǎn)化處理。例如，在解決一些已知信息不完整，解題難度比較大的化學(xué)題目時(shí)，學(xué)生便可以利用“極值思想”，先假設(shè)可能出現(xiàn)的情況，這樣能夠使解題信息變得更豐富，從而在降低解題難度的同時(shí)，提升學(xué)生的解題正確率和解題有效性。

比如，某堿金屬與其氧化物的混合物質(zhì)量1.4g，在與水進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)之后，出現(xiàn)了1.79g的堿，那么該金屬會(huì)是鈉、鉀、鋰哪種金屬物質(zhì)？在解決這一問(wèn)題時(shí)，學(xué)生便可以利用極值思想，認(rèn)定參加化學(xué)反應(yīng)的全部為“金屬”，或者認(rèn)定參加化學(xué)反應(yīng)的全部為“氧化物”。學(xué)生通過(guò)列出方程式可以發(fā)現(xiàn)，假設(shè)全部為金屬時(shí)，計(jì)算后得出的結(jié)果為61;而當(dāng)參加化學(xué)反應(yīng)的全部為氧化物時(shí)，計(jì)算后得出的結(jié)果為24.3，再最后根據(jù)每個(gè)金屬物質(zhì)的相對(duì)原子質(zhì)量進(jìn)行對(duì)比，可以得出結(jié)論，該堿金屬的相對(duì)原子質(zhì)量應(yīng)該介于24.3-61之間，因此，堿金屬物質(zhì)是“鉀”。學(xué)生利用數(shù)學(xué)極值思想解決該類(lèi)問(wèn)題時(shí)，能夠降低題目已知信息不完整帶來(lái)的解題難度，從而快速完成解題。

（二）利用排列組合解決化學(xué)問(wèn)題

數(shù)學(xué)排列組合方法應(yīng)用在化學(xué)解題中，大多數(shù)情況會(huì)運(yùn)用在同位素形成單質(zhì)或者化合物的種類(lèi)判定題目中。由于同位素通常會(huì)形成多種類(lèi)型的單質(zhì)或者不同組合形式的化合物，因此，學(xué)生經(jīng)常會(huì)在處理這一類(lèi)問(wèn)題時(shí)出現(xiàn)分析錯(cuò)誤現(xiàn)象，導(dǎo)致漏掉某一類(lèi)單質(zhì)或化合物，從而在解題中失分。為此，教師可以引導(dǎo)學(xué)生利用排列組合數(shù)學(xué)思想，對(duì)這一類(lèi)化學(xué)練習(xí)題進(jìn)行解答。

例如，“已知1H、2H、3H、16O、17O、18O，經(jīng)過(guò)組合能夠出現(xiàn)幾種不完全相同的水分子？”學(xué)生在看到這一題目時(shí)，通常會(huì)出現(xiàn)茫然現(xiàn)象，如果采用不斷實(shí)驗(yàn)的解題方法，不僅速度比較慢，而且還容易出現(xiàn)遺漏情況，導(dǎo)致解題結(jié)果錯(cuò)誤。當(dāng)學(xué)生利用排列組合數(shù)學(xué)思想進(jìn)行解題時(shí)，學(xué)生便可以發(fā)現(xiàn)解題難度大大降低，不再需要進(jìn)行逐一列舉，通過(guò)列數(shù)學(xué)方程的方式，就能夠準(zhǔn)確得出最終的水分子種類(lèi)數(shù)量。這樣不僅極大提高了解題效率，也讓學(xué)生的解題準(zhǔn)確性大幅度提升[2]。

另外，教師還可以讓學(xué)生利用函數(shù)方程解決化學(xué)問(wèn)題，該數(shù)學(xué)方法主要應(yīng)用在化學(xué)學(xué)科的電子轉(zhuǎn)移守恒等方面的解題過(guò)程中。

結(jié)語(yǔ)：

能夠熟練利用數(shù)學(xué)方法解決化學(xué)問(wèn)題，是高中生必須具備的技能和能力。為此，教師必須要在教授基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)，讓學(xué)生掌握更豐富的解題技巧，強(qiáng)化學(xué)生利用數(shù)學(xué)極值思想、排列組合、函數(shù)方程、數(shù)形結(jié)合思想、分類(lèi)討論、估算法等數(shù)學(xué)方法解決化學(xué)題目的意識(shí)和能力，引導(dǎo)學(xué)生熟練利用數(shù)學(xué)方法完成對(duì)化學(xué)練習(xí)題的正確解答。這樣不僅可以顯著提高學(xué)生的學(xué)科成績(jī)，還有助于提升學(xué)生的核心素養(yǎng)水平。

參考文獻(xiàn)：

[1]沈浩.高中化學(xué)解題中數(shù)學(xué)方法的應(yīng)用探究[J].數(shù)理化解題研究，2020（09）：92-93.

[2]李娜.淺談中學(xué)化學(xué)計(jì)算題教學(xué)中數(shù)學(xué)知識(shí)的應(yīng)用[J].考試周刊，2020（46）：71-72.