數形結合法在大學化學教學中的應用

劉麗

本文主要介紹在大學化學教學中的一些數形結合的例子，在教學過程中發現，如能善于將一些知識點以數形結合的方法加以體現，對學生的理解記憶有著很大幫助，使得乏味的文字變得更加生動，課堂的教學效果得到提高。

1規律巧記型

在分析化學中，根據用量的多少，將分析化學方法分為常量分析、半微量分析、微量分析、超微量分析的知識點中，在知識點的闡述中是分固體樣品和液體樣品來進行的，要記憶這個知識點，必須要記以下幾個要素：（1）固體樣品各個分類的范圍共4個；（2）范圍的單位2個；（3）液體樣品各個分類的范圍共4個；（4）每個分類的名稱共四個；（5）牢記區分固體樣品、液體樣品不能混淆。如果利用數形思想如圖（一）記憶，不難發現數軸上的這6個分界點（2個系列）是有規律的，從大的數到小的數分別縮小10倍，100倍。這樣，記憶要素就減少了四個，而且記憶的數字少了（數值最容易記錯），這里只要提醒學生是在0.1（或10）的基礎上縮小10倍以后得到0.01（或1），再在0.01（或1）的基礎上縮小100倍得到0.0001（或0.01），而不是籠統的都是用第一個數來縮小。其實只要知道了數值對應的單位，就能知道是固體樣品還是液體樣品了。這樣可以避開不好記的雷區，用尋找規律找到巧記的方法，而且不容易記錯。

2結論巧記型

在物理化學化學動力學中，有一張表格是非常重要的，這就是簡單級數反應的動力學特征，這個知識點在大部分課本中都是以表格的形式呈現，信息量是非常的大，而且對于動力學方程學生容易記混淆，但是如果利用數形結合以及利用隱含條件，以及一些結論，這個問題變得迎刃而解。這樣只要記作圖特點的幾個要素，隱藏條件等學生都可以明白，這樣記住的公式是非常牢固的，不易忘記且不容易出錯。動力學方程的左邊都是任意狀態減去初始狀態動力學方程的右邊都是kt。以零級為例說明：零級是c～t作圖是直線，所以用c的形式減，任意減初始c-c0，由于c0，所以c-c0=-kt在教學的過程當中，也會提出另一道例題，在0級，一級，二級反應中，哪個反應可以完全，時間是多少。這道題按照常規的思維是缺少已知條件的，但若果對動力學方程很熟悉，同學們還是很容易給出答案。為什么呢，反應完全，就意味著終了狀態的濃度為0了，那么在這3個動力學方程當中， ， 都是沒有意義的，方程是無解的，所以只能是0級反應可以反應完全，并且可以很方便的求出反應時間。通過的結論的記憶，將記憶要點精煉，找到規律，這對學生的記憶非常有幫助，記憶的準確度得到了很大的提高。

3理解記憶型

在無機化學，稀溶液的依數性之一沸點的升高的教學過程中依然可以用到數形結合的思想。在飽和蒸氣壓、沸點、溶液的蒸氣壓下降等知識點的基礎上，將三個知識點一起體現在圖二中，就很容易得到溶液沸點升高的結論，在教學過程中，通常利用PPT動畫的效果，學生可以更好的理解為什么溶液的沸點會升高，其本質就是溶液的蒸氣壓下降，課堂反饋的結果非常理想。

4啟發式記憶型

分析化學教學過程中，發現氧化還原滴定的滴定突躍（ ）的講授過程中用到數形結合的思想幫助學生記憶結論，加深對前面準備知識的理解，相輔相成，記憶簡單方便，效果理想。思考能力也可以得到相應的提高。如該章節一開始就是講到氧化還原反應的分類是按照滴定劑來分類的，很顯然裝在滴定管中的應該是氧化劑（這里是第一處啟發，會以提問的形式給出），那么怎樣的才可以做氧化劑呢（第二處啟發），根據無機化學的知識，只有電極電勢大的才可以做氧化劑，那么也就是說，只有滴定管中的溶液的電極電勢一定 會比錐形瓶中溶液的電極電勢 要高 ，利用數軸表示如圖三（b）（第三處啟發），所以自然而然的可以得到滴定液比錐形瓶中的溶液大。而在繪制滴定曲線的時候反映的是錐形瓶中溶液的電極電勢，當錐形瓶中的物質反應完了，繼續滴定，那么錐形瓶中的溶液就是滴定液了，那么錐形瓶中的電極電勢經歷了一個怎樣的過程（第四處啟發）？很顯然，是從小變到大的過程，所以非常自然的得到滴定曲線的形狀如圖三（a）。滴定突越很顯然在 和 之間，如圖四（b），所以滴定突越的范圍就是，小的加，大的減，如圖四（c），而加減的因子形式是一樣的， 對 ， 對 。通過這樣，利用數形結合的啟發式引入講解，學生很容易就記下滴定突越的結果，只要記三個要素（1）大電極電勢滴小電極電勢，（2）加減因子形式（3）大的減，小的加，下標相對應。通過這個方法，學生加減不會弄反，下標不容易混淆，記憶簡單準確。

5結束語

高專的學生基礎都比較差，并且缺乏學習方法，理解記憶的能力比較薄弱，在課堂的教學過程中教師如果能有意識的將知識點形象化，圖形化，對教學效果有著很好的提高，并且與學生啟發式的互動中，對于學生的理解力思考力有著一定的提高，促進學生形成自己的學習方法，學習理念。

（作者單位：江西省中醫藥高等專科學校）