初中數(shù)學(xué)化學(xué)學(xué)科的素質(zhì)教育
——評(píng)《數(shù)學(xué)走進(jìn)現(xiàn)代化學(xué)與生物》

初中階段是基礎(chǔ)教育的關(guān)鍵時(shí)期，數(shù)學(xué)和化學(xué)作為主要科目，對(duì)學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)具有重要意義。在素質(zhì)教育背景下，數(shù)學(xué)教育與化學(xué)教育不僅關(guān)注學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)的掌握，更關(guān)注學(xué)生邏輯思維能力、抽象思維能力、創(chuàng)造力、實(shí)驗(yàn)觀察能力和科學(xué)探究能力的培養(yǎng)。傳統(tǒng)數(shù)學(xué)和化學(xué)教學(xué)過多強(qiáng)調(diào)知識(shí)的記憶，缺乏對(duì)學(xué)生創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力的培養(yǎng)。因此，亟需探尋以素質(zhì)教育為基礎(chǔ)的新型教育模式，為學(xué)生全面發(fā)展提供保障，也為教育改革提供助力。

《數(shù)學(xué)走進(jìn)現(xiàn)代化學(xué)與生物》由姜伯駒、錢敏平、龔光魯聯(lián)合主編，科學(xué)出版社出版的以數(shù)學(xué)與化學(xué)、生物學(xué)相結(jié)合的參考書籍。本書立足于對(duì)傳統(tǒng)學(xué)科邊界的挑戰(zhàn)和對(duì)綜合素質(zhì)教育的需求。傳統(tǒng)教學(xué)中數(shù)學(xué)、化學(xué)和生物學(xué)被視為獨(dú)立的學(xué)科，各自對(duì)應(yīng)不同的教學(xué)內(nèi)容，但是在教學(xué)實(shí)踐中，這些學(xué)科之間存在著緊密的聯(lián)系。本書的目的是通過將數(shù)學(xué)與化學(xué)、生物學(xué)緊密結(jié)合，展示數(shù)學(xué)在這兩個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用，不僅提供了數(shù)學(xué)知識(shí)在化學(xué)和生物學(xué)中的具體應(yīng)用案例，還介紹了一些數(shù)學(xué)工具和方法在解決化學(xué)和生物學(xué)問題中的作用。本書的出現(xiàn)有助于打破學(xué)科之間的壁壘，可以幫助學(xué)生更好地理解和應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)，同時(shí)也能夠讓學(xué)生看到數(shù)學(xué)在各個(gè)學(xué)科中的體現(xiàn)，對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)與科學(xué)知識(shí)有更為深入的理解。

本書分為兩個(gè)部分，第一部分介紹了拓?fù)鋵W(xué)中的子性和手性在化學(xué)中的應(yīng)用，并講述了作者和王詩箴教授合作的一個(gè)科研課題的來龍去脈。第二部分則討論了數(shù)學(xué)在生物學(xué)中的應(yīng)用，特別是在計(jì)算分子生物學(xué)中的問題。第一部分中，作者詳細(xì)介紹了手性在化學(xué)中的應(yīng)用，并提出了一個(gè)新的概念，解釋了所涉及的數(shù)學(xué)概念，以及關(guān)于平面性的經(jīng)典定理。他們陳述了自己得到的數(shù)學(xué)定理，但是略去了邏輯嚴(yán)密的數(shù)學(xué)證明。這部分的看點(diǎn)在于當(dāng)代數(shù)學(xué)與自然科學(xué)的呼應(yīng)和互動(dòng)，以及作者們提出問題、尋找答案的思路。通過問題的化學(xué)背景和幾何形象所提供的線索，讀者可以更好地理解和應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)。第二部分重點(diǎn)討論了數(shù)學(xué)在生物學(xué)中的應(yīng)用，特別是在計(jì)算分子生物學(xué)中的問題。作者介紹了大規(guī)模DNA 序列拼接問題，并闡述了利用Euler圖的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行DNA 序列的精確拼接方法。此外，作者還介紹了序列比對(duì)的決定性法——?jiǎng)討B(tài)規(guī)劃法，及利用隨機(jī)性的兩種快速方法；介紹了模體搜索的一個(gè)決定性算法模型，以及一個(gè)利用短串表達(dá)序列的模體搜索方法，并對(duì)算法成功的概率進(jìn)行了分析與估計(jì)。本書將數(shù)學(xué)、化學(xué)和生物學(xué)這三個(gè)看似獨(dú)立的學(xué)科結(jié)合起來，展示了數(shù)學(xué)在這兩個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用。本書有助于促進(jìn)學(xué)生綜合素質(zhì)的培育，有助于培養(yǎng)他們的創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力，讓其適應(yīng)未來社會(huì)的需求。

初中數(shù)學(xué)化學(xué)學(xué)科的素質(zhì)教育是培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)的重要環(huán)節(jié)。在教學(xué)過程中，將數(shù)學(xué)和化學(xué)的知識(shí)與實(shí)際問題相結(jié)合，可以引導(dǎo)學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)、觀察和模擬等方式，親自體驗(yàn)和探索科學(xué)的奧秘。例如，在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中引入定量分析、數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)方法，讓學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用數(shù)學(xué)工具解決實(shí)際問題。教學(xué)時(shí)應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生提出問題，并幫助他們發(fā)展批判性思維和解決問題的能力。教師可以設(shè)計(jì)一些開放性問題，激發(fā)學(xué)生思考和討論，引導(dǎo)他們從多個(gè)角度思考和解決問題。為了讓學(xué)生深入了解學(xué)科知識(shí)，需倡導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與學(xué)習(xí)過程，通過實(shí)踐和探究來建構(gòu)知識(shí)。教師可以設(shè)計(jì)一些探究性的學(xué)習(xí)任務(wù)，讓學(xué)生通過實(shí)際操作，發(fā)現(xiàn)規(guī)律和解決問題，培養(yǎng)他們的觀察、實(shí)驗(yàn)和推理能力。此外，教師可以設(shè)計(jì)一些跨學(xué)科的項(xiàng)目，讓學(xué)生將數(shù)學(xué)方法應(yīng)用于化學(xué)領(lǐng)域，可以利用數(shù)學(xué)模型解決化學(xué)反應(yīng)速率問題，或者通過數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)方法分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。在教學(xué)過程中，需利用多種途徑呈現(xiàn)教學(xué)資源，可依托計(jì)算機(jī)軟件、模擬實(shí)驗(yàn)和在線資源，豐富教學(xué)內(nèi)容和形式，幫助學(xué)生更好地理解抽象的數(shù)學(xué)和化學(xué)概念，提高學(xué)習(xí)的趣味性。同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行小組合作學(xué)習(xí)，培養(yǎng)他們的團(tuán)隊(duì)意識(shí)和合作能力。通過小組合作，學(xué)生可以相互交流和討論，共同解決問題，培養(yǎng)彼此的思維能力和合作技巧。也可以根據(jù)學(xué)生的興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格，靈活調(diào)整教學(xué)內(nèi)容。給予學(xué)生足夠的自主學(xué)習(xí)空間，鼓勵(lì)他們發(fā)展獨(dú)立思考，尋找符合自己學(xué)習(xí)需求的學(xué)習(xí)內(nèi)容。

綜上所述，《數(shù)學(xué)走進(jìn)現(xiàn)代化學(xué)與生物》一書旨在推動(dòng)數(shù)學(xué)、化學(xué)和生物學(xué)之間的交叉融合，為學(xué)生提供更全面、綜合的知識(shí)體系。閱讀本書，可為數(shù)學(xué)在化學(xué)與生物學(xué)科中的滲透提供參考，促進(jìn)學(xué)科的融合教育。

作者：姜伯駒錢敏平龔光魯 著出版社：科學(xué)出版社，2023-09定價(jià)：28.00元裝幀：平裝ISBN：9787030178930