如何培養(yǎng)化學專業(yè)學生更好地掌握數(shù)學知識

黃玲玉

【摘 要】隨著科學技術的高速發(fā)展，創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)已成為高校教學改革的熱潮。化學作為一門重要的學科，在人才培養(yǎng)的過程中占據(jù)了十分重要的地位。數(shù)學課程是化學專業(yè)的必修課，大家需要學習它，但是為什么去學習和如何去學習？卻缺乏有深度的思考。學習數(shù)學并不是想讓學生成為數(shù)學家，而是讓大家用數(shù)學知識針對化學與化工中經(jīng)常出現(xiàn)或典型的問題，進行更有效和合理的解答。本文就化學專業(yè)學生如何學好數(shù)學知識，達到學以致用進行了探討。

【關鍵詞】化學專業(yè) 數(shù)學課程

華羅庚先生曾說：“宇宙之大，粒子之微……化工之巧，地球之變……無一不可用數(shù)學來表達”。數(shù)學是專注于研究人類思維方式的一門科學，在人類的活動中，幾乎都要運用到數(shù)學工具。

化學是一門在原子、分子層次上研究物質(zhì)的組成、結構、性質(zhì)及其變化規(guī)律的科學。化學變化的基礎是化學反應，這需要我們進行大量的實驗，不管是傳統(tǒng)的化學實驗還是現(xiàn)代波譜分析實驗，都需要運用相應的數(shù)學知識。除此之外，化學研究的對象是分子，面對大量的化學實驗和各種新的研究構思，化學工作者需要良好的理論思維，將實驗中觀察到的現(xiàn)象、測量獲得的數(shù)據(jù)通過建立各種模型解釋分子的行為。學習數(shù)學模型的構建會更好地幫助培養(yǎng)化學專業(yè)學生從化學的實際問題中運用數(shù)學來解決實際問題的能力，進而達到拓展學生的想象力 。

引用著名數(shù)學家楊樂教授在北京航空航天大學為研究生作學術報告時說的一句話：“工科研究生以后能否在工作中有突出成就，他們在大學時對所學數(shù)學知識的掌握情況起著決定性的作用”。學生剛入大學，還沒有過多地接觸到專業(yè)課程，并不能很好地意識到學習數(shù)學的重要性，加上授課教師一般都是數(shù)學學院的老師，不能較好的將數(shù)學與專業(yè)相結合，繼而造成了為了完成學分而學習數(shù)學的現(xiàn)象。

科技和經(jīng)濟的快速發(fā)展對高校人才培養(yǎng)提出了更高要求，作為基礎的本科課程教學也就顯得尤為重要。在化學專業(yè)學習過程中，化學固然重要，但作為解決化學問題的數(shù)學學習，也非常值得大家關注。為了使化學專業(yè)學生更好地掌握數(shù)學知識，并能做到學以致用，我認為化學專業(yè)的數(shù)學課程教學有必要從以下幾個方面進行改進：

一、教學內(nèi)容需合理

不論是高等數(shù)學還是工程數(shù)學，課時都是有限的，教師可以講給學生的知識也是有限的，對于非數(shù)學專業(yè)的學生來說，我們并不用掌握所有的知識，而是應該更多地學習我們需要的知識。對于教師來說，需要根據(jù)教學對象的實際情況對內(nèi)容進行取舍。

比如說，對于化工專業(yè)需要學習化工原理課程，可要求學生著重掌握一元、二元微分的知識，而對微分方程則簡單了解即可。

二、師資隊伍需改善

如果要解決化學中的數(shù)學問題，化學工作者一般要求助于數(shù)學家，然而雙方?jīng)]有各自必要的科學基礎，處理問題會產(chǎn)生很多麻煩。在教學中也是一樣的，數(shù)學專業(yè)的教師對化學并不熟悉，所以在授課時，并不能完全合理地進行內(nèi)容設置。除此之外，從目前的教學效果來看，學生運用數(shù)學知識解決具體的化學問題會感到非常陌生，突破這個難關需要具體的專業(yè)內(nèi)容和教學活動緊密聯(lián)系。這些都要求化工學院培養(yǎng)具有化學知識背景的數(shù)學課授課教師。

教師可以在授課的過程，可對化學有關的例子進行講解；除此外，以數(shù)學教材為學習基礎，結合化學史實，充分利用習題練習，這在訓練學生思維的同時，也能讓學生認識到學習數(shù)學的重要性，使學習更有目標性和方向性。

比如說，化學動力學中反應速率的微分表達式：r =dc/dt，充滿了數(shù)學思想和方法。再比如說，在化學學科中，為提高萃取的效率，“少量多次”常常提到，對“少量多次”的解釋一般都停留在直觀感覺，我們可以用數(shù)學的偏微分方法來解開 “少量多次”這個“謎”。這些實例不僅可以增強學生學習數(shù)學的興趣，有效提高教學質(zhì)量，還使學生在學習數(shù)學的同時掌握更多的化學知識，培養(yǎng)學以致用的能力。

三、提高學生學習興趣

學生學習興趣不濃厚是由多方面的原因造成的，除了上面所提到的由于教學內(nèi)容設置不合理和學習數(shù)學意識淡薄所造成的動力欠缺外，教師的授課風格也是影響學生學習興趣的一個因素。所以除了以上兩點外，教師各方面能力的提升也是必須的。

四、改變傳統(tǒng)教學模式

“以學生發(fā)展為中心、以學生學習為中心和以學習效果為中心”的“新三中心”是美國大學普遍倡導的基本教育理念。這一理念的提出和貫徹實施，不僅提高了學生的學習能力，促進了學生的發(fā)展，也改善了美國的高等教育質(zhì)量，使其成為高等教育改革的一個成功范例。

“構建主義”認為學習者將自己在認知活動中所獲得的知識與經(jīng)驗加以總結凝練并構建成自己的知識框架體系是學習的本質(zhì)。在教學中，教師需要充當引路人和組織者，引導學生運用已掌握的數(shù)學工具，通過分析化學變量之間的相互關系，建立一定的數(shù)學關系或構造數(shù)學模型，最終達到解決化學問題的目的。

五、小結

化學專業(yè)學生學習數(shù)學就是為了用數(shù)學的方法來解決化學中的問題，使問題的解答更科學、更合理。不僅是憑經(jīng)驗，還可以從理論上獲得了一個完滿的解釋。本文從提高化學專業(yè)學生學習數(shù)學課程的效果出發(fā)，對影響學生學習效果的幾個方面進行了分析，并提出一些解決辦法。

參考文獻

[1]張俊松，司玲，李邨.關于提高化學化工專業(yè)學生數(shù)學素養(yǎng)的幾點思考[J]化工高等教育.2005（2）：92-93

[2]趙俊梅等.《高等數(shù)學》在化學化工類專業(yè)中的教學改革探討[J]山東化工.2016（45）

[3]桂易清，尚小琴.面向化學化工專業(yè)的《高等數(shù)學》教學探討[J]廣州化工.2006，34（4）：84-85

[4]郝建麗，曹廣秀.高校化學化工專業(yè)高等數(shù)學教學改革探討[J]廣州化工.2016，44（12）：229-230

[5]張德華，張曉燕.數(shù)學方法在化學中的應用[J]湖北師范學院學報（自然科學版）.2007，27（1）：110-115

[6]尹亞東.論化學教學中數(shù)學知識的滲透[J]湘潭師范學院學報（自然科學版）.2002，24（4）：120-125