數學思維在高中化學教學中的應用研究

摘要：數學思維在高中化學教學中的應用指在學習化學知識及解題過程中，把數學知識融入其中，運用數學知識并通過邏輯推理、計算和分析來解決化學問題。其中數形結合思想、化歸轉化思想及函數方程思想是典型的數學思想。日常教學中教師要重視教學方法的創新，注重學科知識的滲透融合，提升學生的關鍵能力和化學學科素養，完成由教書到育人的轉變。

關鍵詞：數學思維" 化學" 教學

數學思維是人腦利用數學符號或文字，用抽象、歸納、概括等方法，運用數學推理和演算揭示物質的組成、結構和內在聯系。數學思維在高中化學教學中的應用指高中化學課程中在學生掌握基礎知識和解題實踐過程中，把數學知識融入其中，并逐步向學生滲透基本數學知識，包括集合、數軸、斜率、平均值、方程、相似三角形、數列、極限、不等式、解析幾何、函數、立體幾何等，并通過數學的邏輯推理、計算和分析，培養學生的判斷、分析及解決問題能力。其中數形結合思想、化歸轉化思想及函數方程思想是典型的數學思想，本文主要介紹這幾種數學思維，并通過具體的題型來闡述數學思維的使用。[1]

一、數形結合思想

數形結合思想是從“數”和“形”兩個特征研究化學問題的一種思想方法。以高考試題為例，電解質溶液問題是每年考查的熱點之一，是選擇題中的壓軸題，學生得分率不高。《普通高中化學課程標準》（2017年版2020年修訂）明確要求學生會綜合運用離子反應知識、化學平衡知識分析、解決有關電解質溶液在生產生活中的實際問題。電解質溶液問題多種多樣，但以電解質溶液作知識背景和圖像相結合最常見，在日常教學中教師要引導學生正確運用數形結合思想分析解決這類題型，培養學生的理解辨析、分析推理能力。[2]

二、化歸轉化思想

化歸轉化思想是通過對問題的分析、聯想，將一個復雜、陌生的問題轉化為簡單、學生熟悉的問題，從而順利解決問題的思想方法。電化學試題是每年高考一定考的題型，該類試題不但考查原電池、電解池的工作原理，還考查復雜的反應工序，綜合性很強，要求學生有很強的解決綜合問題的能力。化歸轉化思想的運用，能夠使學生在解決該類問題時實現從無序到有序，起到化繁為簡、化難為易、化生為熟的作用，提升學生對問題的分析推理能力。[3]

三、函數方程思想

函數方程思想的基本思路是將問題之間的聯系用函數的方式描述出來，再進一步解決問題。化學反應速率與平衡問題也是每年高考一定考的題型。《普通高中化學課程標準》（2017年版2020年修訂）要求學生能運用理論模型來解釋化學反應速率受外界條件的影響，能運用平衡移動原理推測平衡移動的方向和相關物理量發生的變化，能綜合分析化工生產條件并做出合理解釋。函數方程思想的運用，能夠使學生針對化學反應速率和平衡問題應用數學知識進行推理、計算、分析，提升學生的概括歸納、分析論證能力。[4]

《中國高考評價體系》考查綜合能力，要求融會貫通，既包括縱向的觸類旁通，又包括橫向的交互融合。所以在日常教學中，教師既要融合滲透跨學科的知識，打破明確的學科界限，又要重視培養學生的高階思維能力。巧用數學思想創新性地解決化學問題，將化學問題轉化為數學問題，既可以培養學生的創新思維能力，又可以拓展思維，實現學科思維融合互補，使學生能靈活、快速、創造性地解決化學問題，培養學生的思維品質和解決問題的能力。總之，在日常教學中，教師既要注重教學方法的創新，關注學科知識的滲透融合，深度挖掘化學教學的育人價值和育人功能，又要培養學生綜合應用化學知識解決生產生活中實際問題的能力，從而提升學生的化學學科素養和關鍵能力，實現從教書到育人的轉變。

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部制定.普通高中化學課程標準（2017年版2020年修訂）[S].北京：人民教育出版社，2020.

[2]程晶，蔡海濤.數學思想在高中化學解題教學中的應用——以2020全國Ⅰ卷為例[J].福建教育學院學報，2021（6）：35-37.

[3]江合佩，單旭峰.基于高考評價體系的化學科考試命題研究[J].教育測量與評價，2020（4）：3-9.

[4]李春文.數學思維在化學計算中的應用[J].數理化學習，2019（3）：59-61.