初中数学与化学的关系

时间:2022-11-24 14:15:47 浏览量:

摘 要: 化学中渗透数学知识, 既新鲜有趣, 利于激发兴趣, 又通过运用数学知识, 拓展了学生的本领, 还可以从中提高我们的思维品质。将数学知识渗透到化学中, 实际上就是将化学问题抽象成为数学问题,即在化学中运用已掌握的数学工具, 通过分析化学变量之间的相互关系。最终达到解题的目的。

关键词: 初中數学;化学;关系

【中图分类号】 G633.6 【文献标识码】 A【文章编号】 2236-1879(2018)15-0169-01

一、问题背景

俄国化学家门捷列夫发现了元素周期律, 揭示了看来毫无联系的各种化学元素之间所存在着的深刻的内在联系, 从而为现代的无机化学奠定了基础。他本人曾总结道“为了正确地进行推论, 不仅需要了解元素质的标志, 而且需要认识它的量的标志, 即可计量的标志。当某些特性能够计量的时候, 这些特性就不再带有主观随意性, 并使对比具有客观性。” 由此可见, 门捷列夫之所以能作出上述发现, 其重要原因之一就是他十分重视量的分析以及量和质的辩证关系。这样, 定量的分析最终就导致了元素周期律的发现化学元素的性质随元素原子量的增加而呈周期性的变化。这一工作也预示了数学方法在化学领域的广阔的应用前景。

二、数学渗透到化学之中

化学是一门很广泛的科学,其实不然,随着时代的进步,数学方法已深入到纯化学领域之中,数学不仅在语言上还在技术上应用于化学中,并在很多方面已有了令人意想不到的应用。化学的新发现和重要成果分析都离不开数学,数学的发展和深入的研究将在化学研究中占有重要的地位,数学是研究化学的一个工具,是研究化学的一个动力,所以数学广泛应用于化学领域。

1、渗透数学归纳法知识。

众所周知, 要推导核外各电子层最多容纳的电子数, 必须系统地学习电子层知识。学生要想靠已知的化学知识推导核外各电子层最多容纳的电子数是不可能的, 但若借助数学中的完全归纳法进行推导, 却能实现殊途同归。例如: 用数学归纳法推导核外电子分层排布最多容纳的电子数为2n2。

2、渗透数列、极限的知识。

求解分子式是化学中一类常见的问题,然而所给的物质往往不能通过典型代表物的通式来求解,使人产生山穷水尽疑无路的困惑。若通过观察、比较、分析、归纳,借助数列、极限知识,将化学问题抽象为数学问题,则会有柳暗花明又一村的感觉。

3、渗透不等式知识 化学平衡是中学化学教学的难点。在解决某些实际问题时,若仅凭平衡理论试图通过演绎、归纳推理,往往会有较大的难度。如果借助数学工具,却能顺理成章地得到解决。

三、数学与化学的关系

任一自然科学学科的发展中都离不开数学,数学的基础作用,无不在学科的深入研究中显示出来。数学是自然科学之母。然而在化学发展的初始阶段,数学的作用并不明显。 起初的化学注重的是现象和实验,随着人们的进一步研究,化学中的一些实际本质必须借助数学物理中的公式、理论去解释,从定量分析到量子化学,从数量分析到计量化学,数学在化学中的作用日益增强。 数学方法为化学的深入研究发展提供了强有力的工具。用高等数学基础知识解决化学工程中的一些实际问题的例子,旨在启发学生怎样正确理解和巩固加深所学的知识,并且强化应用数学解决实际问题的意识。用数学的方法来解决化学中的问题,使问题的解答更科学、更合理。不仅凭经验,而且从理论上获得了满的解释。反过来,化学要应用到数学里边就不大可能。如同具体科学只能为哲学增加解决问题的具体方法类似,化学对数学起的帮助就是用化学实验来验证数学模型的正确性。

四、总结

数学与我们的生活息息相关,化学也是我们生活当中经常用到的一个学科。它们之间有着密切的联系。现今数学在化学中的作用日益增强,所涉及的数学知识也越来越深奥。一个合格的化学家必须学会将化学问题转化为数学模型,并熟练的使用数学方法 (如向量分析、 常微分方程、 微分与变分法、偏微分方程、有限差分计算、数值方法、矩阵、群论、过程最优化方法、概 率与统计等等)来解决问题,这也正是当今化学的发展趋势。相信随着科技的发展,数学中的方法和手段会随之先进,曾经解决不了的化学问题也能够顺利解决。我们应该从生活中多发现问题,并用所学的知识来解决问题。

总之,数学是“思维的体操”。化学解题很强调思维的灵活性与独创性,因而运用数学方法来解决某些化学问题可简化思维过程,锻炼思维能力,加快解题速度。

参考文献

[1] 尹亚东.论化学教学中数学知识的渗透 [J].南通师院附中, 江苏南通出版社.2002

[2] 刘洁民.数学与化学[J].学科教育.2009

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