论高中化学中的数学思维

李青英

摘 要： 思维是一种非常复杂的意识活动，生活、工作、学习都离不开思维，数学作为人类最基本的思维方法不仅是研究数学的思维，还是研究客观世界普遍的思维。因此，要提高高中化学学科教学的有效性，必须重视化学思维与数学思维的构建。鉴于此，本文详细阐述了高中生思维品质的培养及如何在化学问题解决过程中培养学生数学思维，以期为一线教育工作者提供有益参考，逐步提高化学教学水平，加快素质教育进程。

关键词： 高中化学 思维品质 数学思维

1.高中生思维品质的培养

教师的教学任务不仅是传授学科知识，提高考试成绩，还包括对学生思维品质的培养。当前素质教育要求高中阶段学生要具备以下五种思维品质。

（1）广阔性思维。广阔性思维指学生考虑时既关注整体又关注细节；既关注事物本身又关注事物与周边环境及因素的联系。培养广阔性思维要以丰富、全面、深入的知识掌握为基础，只有拥有大量知识存储，才能避免思考问题片面、狭隘。对此，首先要加强理论学习，其次要引导学生善于思考，运用化学思维的形象性看问题的表象，运用数学思维的抽象性和逻辑性看事物的本质。

（2）批判性思维。批判性思维要求学生勇于质疑，并让自己的思维在事实中经受检验。批判性思维是以广阔性思维为基础，只有具有广阔性思维，学生才能提出问题和假设，学会客观地看待问题，虚心自我检查，并勇于向错误思维提出挑战。培养批判性思维时，教师要为学生创造出矛盾的问题情境，并引导学生不断推翻、验证自己，在这个过程中既结合化学思维的直观性，又结合数学思维的演绎、归纳、类比等。

（3）深刻性思维。思维的深刻性要求学生看待问题时能够深入本质，把握核心，深刻性思维以批判性思维为前提，学生在提出质疑、不断验证的过程中，摒弃错误认知，充分理解知识，做到知其然，知其所以然。拥有深刻性思维的学生更擅长钻研问题，他们看待问题时不会被简单的表面现象迷惑，而是可以透过现象看本质，在深刻性思维的培养中，重在引导充分利用数学的分析、类比法进行思考。

（4）灵活性思维。思维的灵活性不是耍小聪明，不是投机取巧，不是毫无原则地见风使舵，而是机智应变，根据客观事物及时变化调整自己的思维。灵活性思维要建立在扎实的学科知识基础上。要想提高思维的灵活性，就是使学生既能灵活运用化学思维的形象性和直观性，又能灵活运用数学思维的抽象、概括、逻辑推理等思维形式，且将二者有效结合、自由转换。

（5）敏捷性思维。思维的敏捷性指学生面对化学问题时反应迅速，能够在最短时间内找出问题的解决方案，拥有敏捷思维的学生做事果断、准确、不拖沓。敏捷思维是所有优良思维品质的集中表现，因为广阔性思维使学生更细致、周全地思考问题；批判性思维使学生勇于质疑，摒弃不合乎规律的想法；深刻性思维使学生把握问题的核心；灵活性思维则让学生学会随机应变，而兼具上述品质后，才能具有敏捷性。

2.在化学问题解决的过程中培养学生数学思维

（1）在高中化学教学过程中，引导学生利用数学概括、总结、对比等思维方法对知识进行横向和纵向的统摄整理，这是化学问题解决中培养数学思维的第一步。横向和纵向统摄整理有助于形成系统化网络知识，方便学生记忆储存，也有利于寻找知识间的联系，使学生应用知识时融会贯通。

比如，在讲授每一主族元素相关课时内容时候，笔者就要求学生寻找元素的单质及其化合物以族为线索的一般规律与特殊规律，之后再以一般规律与特殊规律为出发点，利用数学思维的概括性、归纳性及比较分析性，把之前学习的同类物质从头做一遍考察、研究，最后整理出完整的知识体系，储存于脑海中，在这样的思维引导下，知识不再是杂论无章的，且能在日后生活和学习中不断深化、发展。

（2）在高中化学教学过程中，引导学生利用数学抽象、逻辑、演绎、推理等思维方法寻找化学知识间的内在联系，并总结规律、按照规律进行合理想象和科学推理。这种思维的构建能力要求层次相对较高，学生必须并对化学知识有深入的把握和理解，否则难以完成。纵观最近几年高考试题得分情况，凡事需要学生自己总结统摄规律的考题，得分率都很低，能够拿满分的学生少之又少。

比如，笔者带领学生做课外练习时就遇见这样一个问题：依据现有元素周期表中各周期元素的种类，请推断出20周期有多少种元素。解答这个问题时，通过书写核外电子排布式推断第20周期容纳的元素种类，是非常困难的；若学生能够先分析1、2、3、4……周期所能容纳的元素种类，画出表格，对比数据，总结规律就很容易看出。这道题目不仅是一个化学问题，而且是一个数列问题，能够分析到这一步，答案呼之欲出。

（3）在高中化学教学过程中，引导学生利用数学中的分析和综合、比较和论证等思维方法，对化学问题解决方案优缺点进行科学评判。“评价”代表了认知领域的最高水平。

以下题为例：通过实验确定某酸HA是弱电解质。课堂上，同学A、B各给出一个解决方案。

同学A：第一步，量取一定量的某酸HA配制出浓度为O.lmol/L的溶液100mL；第二步，通过pH试纸测试溶液的pH值，证明某酸HA是弱电解质。

同学B：第一步，用已知物质的量浓度的HA溶液、盐酸，分别配制pH=1的两种溶液各100mL；第二步，从两种溶液中各取出mL，加水稀释为100mL；第三步，取出同等体积的两种稀释液分别放入两个试管中，之后再放入同样的锌粒，根据现象反应就能够证明某酸HA是弱电解质。

上述题目的两个解决方案貌似都有道理和依据，但乙方案中存在诸多不妥之处，可操作性并强。一个化学问题往往有多种解决方案，这个时候，学生应该学会多角度分析，选择最优解决办法。美国著名的心理学家、“掌握学习”学派创始人布鲁姆认为，在各类学习目标中，“评价”是一项最复杂、最深刻的思维过程。

马克思曾说：“一种科学只有当它在成功运用数学时，才算达到真正完善的地步。”充分说明了数学是科学的工具、语言，最重要的是数学是科学的思想。相比于其他学科，数学的应用范围更广阔、认识问题更深刻，是客观世界的普遍思维，将数学思维融入化学学习意味着化学学科正在不断成熟；而将化学问题转换为数学问题，即代表着思维建构的一种飞跃。

3.结语

高中化学中的数学思维是新课程改革的要求，也是促进学生素质全面提升的有效策略。化学思维和数学思维的构建及融合应该贯穿高中化学教学始终，作为一项长期、系统工程规划，教师必须周密安排，循序渐进。首先要提高对学生思维培养的意识；其次要科学执行，把思维的培养灌注到每一个教学环节中；第三，教师自身要不断发展自己思维建构的能力。相信在一线教育工作者的不懈努力和奋斗下，各学科教学实效定将有所改善。

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