数学思想对高中化学教学的启迪.docVIP

精品论文 参考文献 数学思想对高中化学教学的启迪 徐仕伟　四川省苍溪实验中学校　628400 　 　　摘　要：化学教学中，要科学地运用数型结合的思想，解决学生对微观领域的认知不足；借用分类讨论的思想，培养学生的思维能力；利用建模思想，使抽象的概念形象化，以此提高教学质量。 　　关键词：数学思想　数型结合思想　分类讨论思想　建模思想　教学质量 　　在教学实际过程中，教师习惯运用本学科的思想方法来指导教学工作，而忽略了数学作为一门基础学科，作为工具，其思想方法在化学学科实际教学过程中的借鉴和运用。 　　数学思想是指导人们对数学理论和事物本质的认识，数学方法是数学思想的具体化形式，两者的本质相同，差别只是站在不同角度看问题，通常混称为“数学思想方法”。常见的数学思想方法有：数型结合思想、分类讨论思想、建模思想、等价转化思想。 　　一、运用数型结合思想，走出“数缺形时少直观，形少数时难入微”的教学困境。 　　恩格斯说过：“数学是研究现实世界量的关系与空间形式的科学。”数型结合是将抽象的数学语言与直观的图像结合起来，将数量关系的精确刻划与空间形式的直观形象巧妙、和谐地结合在一起，使学生对物质的微观结构的理解与运用化难为易、化繁为简，让缺失形象的化学数据变抽象为直观，使学生走出“形少数时难入微”的学习困境。 　　例如：高三学生在学习“分子结构”时利用价层电子对互斥理论对分子的空间构型、杂化方式的判断上出现瓶颈，多数学生只能死记硬背（见表一）。 　　表一. 价层电子对在空间的分布与电子对数的关系 　　 　　然而中心原子的价层电子对数、成键电子对数、孤电子对数，三者一旦同时介入，学生对不同情况下的价层电子的空间构型、分子的几何构型以及杂化类型就茫然一片。教学中可合理地使用数型结合思想（见表二）。 　　表二. 中心原子A价层电子对的排列方式 　　 　　 　　我们将价层电子对数、成键电子对数、孤电子对数与中心原子价层电子对的空间排列立体图紧密联系起来。学生能直观地从价层电子的空间分布图上观察到：孤对电子只受中心原子的吸引，电子云较“肥大”，对邻近电子对的排斥作用较大。成键电子对与孤对电子对相互排斥作用，决定了电子对的空间夹角和电子对的成键情况，进而对分子的几何构型的理解由难变易。 　　二、运用分类讨论的思想培养学生思维的条理性和概括性。 　　例如：有机化学部分同分异构体的书写是高考热点，也是教学的重点和难点，教学中如何让学生充分运用分类讨论的思想呢？ 　　1.让学生明确产生同分异构现象的根源是原子或原子团在结构上发生了有序的重组。 　　2.让学生对重组方式分类：一是碳链异构，二是官能团异构，三是官能团的位置异构。让学生清楚是否有限定范围的结构要求。 　　3.要求学生分类书写并归纳汇总。 　　再如：写出C4H8O2的各种同分异构体（要求分子中只含一个官能团）。 　　根据分子组成特点和范围的限定，可将其确定为羧酸或酯两类物质。 　　1.以羧酸结构RCOOH为标准，C3H7COOH的同分异构体数目等于-C3H7的碳干异构数目。 　　2.以酯的结构R1COOR2为标准，R2只能是烃基，不能是氢原子，R1和R2应共有3个碳原子。顺理推出，酯的同分异构体分别为：CH3CH2COOCH3、CH3COOCH2CH3或HCOOCH2CH2CH3三种结构。 　　化学教学中很多内容，如物质分类、化学反应类型、金属及其化合物的性质、元素周期表等知识的学习，都可渗透分类讨论的思想。若能正确、合理、严谨地运用分类思想，可化整为零、积零为整，达到分而治之的目的。这样既反映了化学学科的发展规律，又符合学生的认知规律。 　　三、运用“建模”思想，化抽象为形象，跨越学生的认知障碍。 　　例如化学平衡移动原理，这部分知识理论性很强，又非常抽象，学生理解和运用时会遇到各种困难。教学中，我们利用建模思想，将化学平衡移动原理研究的对象可逆反应作原型，以连通器作为模型。 　　1.原型：增大反应物的浓度，平衡向右移动。 　　 模型：加液体升高左边液面，液体向右流动。 　　2.原型：减小反应物的浓度，平衡向左移动。 　　模型：吸取液体，降低左边液面，液体向左流动。 　　教学中，用直观的模型来理解抽象的原型，突破了教学中的难点，使学生跨越了认知上的障碍。 　　在化学教学过程中，借用数学思想来指导本学科知识的学习，正如古人云：“授之以鱼，不如授之以渔”。学习是一种高强度的思维劳动，指导学生灵活应用数学思想方法，既能培养学生良好的思维能力，又能提高课堂教学质量。 　　参考文献 　　[1]张理京 张锦?? 江泽涵 译《古今数学思想》[M].上海科学技术出版社出版。 　　[2]曹锡章 张畹蕙 杜尧国 等 修订《无机化学》[M].高等教育出版社出版。 　　[3]数学思想方法在高中数学教学中的应用.百度