論高中化學中的數學思維

李青英

摘 要： 思維是一種非常復雜的意識活動，生活、工作、學習都離不開思維，數學作為人類最基本的思維方法不僅是研究數學的思維，還是研究客觀世界普遍的思維。因此，要提高高中化學學科教學的有效性，必須重視化學思維與數學思維的構建。鑒于此，本文詳細闡述了高中生思維品質的培養及如何在化學問題解決過程中培養學生數學思維，以期為一線教育工作者提供有益參考，逐步提高化學教學水平，加快素質教育進程。

關鍵詞： 高中化學 思維品質 數學思維

1.高中生思維品質的培養

教師的教學任務不僅是傳授學科知識，提高考試成績，還包括對學生思維品質的培養。當前素質教育要求高中階段學生要具備以下五種思維品質。

（1）廣闊性思維。廣闊性思維指學生考慮時既關注整體又關注細節；既關注事物本身又關注事物與周邊環境及因素的聯系。培養廣闊性思維要以豐富、全面、深入的知識掌握為基礎，只有擁有大量知識存儲，才能避免思考問題片面、狹隘。對此，首先要加強理論學習，其次要引導學生善于思考，運用化學思維的形象性看問題的表象，運用數學思維的抽象性和邏輯性看事物的本質。

（2）批判性思維。批判性思維要求學生勇于質疑，并讓自己的思維在事實中經受檢驗。批判性思維是以廣闊性思維為基礎，只有具有廣闊性思維，學生才能提出問題和假設，學會客觀地看待問題，虛心自我檢查，并勇于向錯誤思維提出挑戰。培養批判性思維時，教師要為學生創造出矛盾的問題情境，并引導學生不斷推翻、驗證自己，在這個過程中既結合化學思維的直觀性，又結合數學思維的演繹、歸納、類比等。

（3）深刻性思維。思維的深刻性要求學生看待問題時能夠深入本質，把握核心，深刻性思維以批判性思維為前提，學生在提出質疑、不斷驗證的過程中，摒棄錯誤認知，充分理解知識，做到知其然，知其所以然。擁有深刻性思維的學生更擅長鉆研問題，他們看待問題時不會被簡單的表面現象迷惑，而是可以透過現象看本質，在深刻性思維的培養中，重在引導充分利用數學的分析、類比法進行思考。

（4）靈活性思維。思維的靈活性不是耍小聰明，不是投機取巧，不是毫無原則地見風使舵，而是機智應變，根據客觀事物及時變化調整自己的思維。靈活性思維要建立在扎實的學科知識基礎上。要想提高思維的靈活性，就是使學生既能靈活運用化學思維的形象性和直觀性，又能靈活運用數學思維的抽象、概括、邏輯推理等思維形式，且將二者有效結合、自由轉換。

（5）敏捷性思維。思維的敏捷性指學生面對化學問題時反應迅速，能夠在最短時間內找出問題的解決方案，擁有敏捷思維的學生做事果斷、準確、不拖沓。敏捷思維是所有優良思維品質的集中表現，因為廣闊性思維使學生更細致、周全地思考問題；批判性思維使學生勇于質疑，摒棄不合乎規律的想法；深刻性思維使學生把握問題的核心；靈活性思維則讓學生學會隨機應變，而兼具上述品質后，才能具有敏捷性。

2.在化學問題解決的過程中培養學生數學思維

（1）在高中化學教學過程中，引導學生利用數學概括、總結、對比等思維方法對知識進行橫向和縱向的統攝整理，這是化學問題解決中培養數學思維的第一步。橫向和縱向統攝整理有助于形成系統化網絡知識，方便學生記憶儲存，也有利于尋找知識間的聯系，使學生應用知識時融會貫通。

比如，在講授每一主族元素相關課時內容時候，筆者就要求學生尋找元素的單質及其化合物以族為線索的一般規律與特殊規律，之后再以一般規律與特殊規律為出發點，利用數學思維的概括性、歸納性及比較分析性，把之前學習的同類物質從頭做一遍考察、研究，最后整理出完整的知識體系，儲存于腦海中，在這樣的思維引導下，知識不再是雜論無章的，且能在日后生活和學習中不斷深化、發展。

（2）在高中化學教學過程中，引導學生利用數學抽象、邏輯、演繹、推理等思維方法尋找化學知識間的內在聯系，并總結規律、按照規律進行合理想象和科學推理。這種思維的構建能力要求層次相對較高，學生必須并對化學知識有深入的把握和理解，否則難以完成?？v觀最近幾年高考試題得分情況，凡事需要學生自己總結統攝規律的考題，得分率都很低，能夠拿滿分的學生少之又少。

比如，筆者帶領學生做課外練習時就遇見這樣一個問題：依據現有元素周期表中各周期元素的種類，請推斷出20周期有多少種元素。解答這個問題時，通過書寫核外電子排布式推斷第20周期容納的元素種類，是非常困難的；若學生能夠先分析1、2、3、4……周期所能容納的元素種類，畫出表格，對比數據，總結規律就很容易看出。這道題目不僅是一個化學問題，而且是一個數列問題，能夠分析到這一步，答案呼之欲出。

（3）在高中化學教學過程中，引導學生利用數學中的分析和綜合、比較和論證等思維方法，對化學問題解決方案優缺點進行科學評判?！霸u價”代表了認知領域的最高水平。

以下題為例：通過實驗確定某酸HA是弱電解質。課堂上，同學A、B各給出一個解決方案。

同學A：第一步，量取一定量的某酸HA配制出濃度為O.lmol/L的溶液100mL；第二步，通過pH試紙測試溶液的pH值，證明某酸HA是弱電解質。

同學B：第一步，用已知物質的量濃度的HA溶液、鹽酸，分別配制pH=1的兩種溶液各100mL；第二步，從兩種溶液中各取出mL，加水稀釋為100mL；第三步，取出同等體積的兩種稀釋液分別放入兩個試管中，之后再放入同樣的鋅粒，根據現象反應就能夠證明某酸HA是弱電解質。

上述題目的兩個解決方案貌似都有道理和依據，但乙方案中存在諸多不妥之處，可操作性并強。一個化學問題往往有多種解決方案，這個時候，學生應該學會多角度分析，選擇最優解決辦法。美國著名的心理學家、“掌握學習”學派創始人布魯姆認為，在各類學習目標中，“評價”是一項最復雜、最深刻的思維過程。

馬克思曾說：“一種科學只有當它在成功運用數學時，才算達到真正完善的地步?！背浞终f明了數學是科學的工具、語言，最重要的是數學是科學的思想。相比于其他學科，數學的應用范圍更廣闊、認識問題更深刻，是客觀世界的普遍思維，將數學思維融入化學學習意味著化學學科正在不斷成熟；而將化學問題轉換為數學問題，即代表著思維建構的一種飛躍。

3.結語

高中化學中的數學思維是新課程改革的要求，也是促進學生素質全面提升的有效策略?；瘜W思維和數學思維的構建及融合應該貫穿高中化學教學始終，作為一項長期、系統工程規劃，教師必須周密安排，循序漸進。首先要提高對學生思維培養的意識；其次要科學執行，把思維的培養灌注到每一個教學環節中；第三，教師自身要不斷發展自己思維建構的能力。相信在一線教育工作者的不懈努力和奮斗下，各學科教學實效定將有所改善。

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