淺談數學方法在化學解題中的運用研究

譚顯成 劉小芳

摘要：在素質教育全面推進，以及高中教育教學中深化落實新課改的背景下，高中化學教學內容和目標已經發生了明顯變化，不僅要求學生應當有比較突出的化學學科成績，還需要學生掌握更豐富的化學解題策略。找準數學方法在化學解題過程中有效利用的方式方法，有助于幫助學生將難處理的化學題目“化繁為簡”，提高學生的數學成績，幫助學生開拓新的解題思路，樹立學習自信心，強化化學學科解題思維能力與核心素養水平。基于此，本文簡要分析了數學方法在化學解題過程中的運用策略，以期對相關人士發揮出借鑒價值。

關鍵詞：數學方法;高中化學;化學解題

引言：

數學學科與化學學科之間有著非常緊密的聯系，很多數學方法都能夠對化學解題產生積極影響。部分高中生在解決化學問題時，普遍存在解題速度慢、解題錯誤率高等問題，除去學生化學知識掌握量不足因素帶來的影響，很大程度上是由于學生的解題方法不合理。將數學方法應用在化學解題中，有比較明顯的可行性，為此，必須要讓學生牢固掌握如何將數學方法應用在化學解題中。

一、數學方法應用在高中化學解題中的關鍵性

高中化學在高考中的分數占比較高，學生的化學解題速度是否足夠快、解題結果準確率是否足夠高，會對學生的化學考試成績產生關鍵性影響。而且，高考不單純是檢驗學生化學知識儲備量，更需要考核和評價學生的化學思維能力與化學問題處理能力水平。不僅如此，在高中教育教學改革活動中，明確提出要讓高中生既要掌握豐富的化學基礎知識，還要讓學生具備豐富的化學解題技巧。

化學學科與學生的日常生活息息相關，數學學科同樣與生活有著密切聯系，二者在解題過程中有很多的共同之處。教師在化學教學活動中，引導學生熟練利用數學方法對化學題目進行解答和處理，不僅能夠讓學生的解題速度和解題準確率大幅度提升，強化學生對化學基礎知識的理解與記憶能力，還能提高學生的化學解題分析能力與思維能力，讓高中生在化學解題中可以具備“舉一反三”的能力，這對于學生今后的化學學科學習有著非常重要的作用[1]。

二、數學方法應用在高中化學解題中的思路分析

（一）利用極值思想解決化學問題

極值思想是數學學科中比較常用的數學方法，極值思想不僅能夠解決數學問題，還可以實現對化學題目的準確解答，有助于幫助學生將繁瑣的化學題目進行簡化處理。例如，在解決一些已知信息不完整，解題難度比較大的化學題目時，學生便可以利用“極值思想”，先假設可能出現的情況，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，提升學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量1.4g，在與水進行化學反應之后，出現了1.79g的堿，那么該金屬會是鈉、鉀、鋰哪種金屬物質？在解決這一問題時，學生便可以利用極值思想，認定參加化學反應的全部為“金屬”，或者認定參加化學反應的全部為“氧化物”。學生通過列出方程式可以發現，假設全部為金屬時，計算后得出的結果為61;而當參加化學反應的全部為氧化物時，計算后得出的結果為24.3，再最后根據每個金屬物質的相對原子質量進行對比，可以得出結論，該堿金屬的相對原子質量應該介于24.3-61之間，因此，堿金屬物質是“鉀”。學生利用數學極值思想解決該類問題時，能夠降低題目已知信息不完整帶來的解題難度，從而快速完成解題。

（二）利用排列組合解決化學問題

數學排列組合方法應用在化學解題中，大多數情況會運用在同位素形成單質或者化合物的種類判定題目中。由于同位素通常會形成多種類型的單質或者不同組合形式的化合物，因此，學生經常會在處理這一類問題時出現分析錯誤現象，導致漏掉某一類單質或化合物，從而在解題中失分。為此，教師可以引導學生利用排列組合數學思想，對這一類化學練習題進行解答。

例如，“已知1H、2H、3H、16O、17O、18O，經過組合能夠出現幾種不完全相同的水分子？”學生在看到這一題目時，通常會出現茫然現象，如果采用不斷實驗的解題方法，不僅速度比較慢，而且還容易出現遺漏情況，導致解題結果錯誤。當學生利用排列組合數學思想進行解題時，學生便可以發現解題難度大大降低，不再需要進行逐一列舉，通過列數學方程的方式，就能夠準確得出最終的水分子種類數量。這樣不僅極大提高了解題效率，也讓學生的解題準確性大幅度提升[2]。

另外，教師還可以讓學生利用函數方程解決化學問題，該數學方法主要應用在化學學科的電子轉移守恒等方面的解題過程中。

結語：

能夠熟練利用數學方法解決化學問題，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知識的同時，讓學生掌握更豐富的解題技巧，強化學生利用數學極值思想、排列組合、函數方程、數形結合思想、分類討論、估算法等數學方法解決化學題目的意識和能力，引導學生熟練利用數學方法完成對化學練習題的正確解答。這樣不僅可以顯著提高學生的學科成績，還有助于提升學生的核心素養水平。

參考文獻：

[1]沈浩.高中化學解題中數學方法的應用探究[J].數理化解題研究，2020（09）：92-93.

[2]李娜.淺談中學化學計算題教學中數學知識的應用[J].考試周刊，2020（46）：71-72.