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數(shù)學(xué)思想在化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用論文
摘要:在教學(xué)中筆者觀察發(fā)現(xiàn),如果把知識(shí)直接告知學(xué)生,他們?nèi)菀淄浿R(shí)本身的意義。根據(jù)認(rèn)知心理學(xué)的思想,如果教給學(xué)生利用數(shù)學(xué)中的一些方法對(duì)化學(xué)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行推理論證,那么學(xué)生就會(huì)將所學(xué)知識(shí)融會(huì)貫通,形成自己歸納問(wèn)題、解決問(wèn)題的方法,養(yǎng)成自學(xué)的習(xí)慣,并使所學(xué)的知識(shí)得到進(jìn)一步的理解和領(lǐng)會(huì)。
關(guān)鍵詞:認(rèn)知心理 數(shù)學(xué)思想 歸納法 等差數(shù)列 化學(xué)教學(xué)
認(rèn)知心理學(xué)主要采用信息加工的觀點(diǎn)去研究人的認(rèn)知過(guò)程,其主要的研究目標(biāo)是揭示人如何提取頭腦中的知識(shí)來(lái)解決所面臨的問(wèn)題,并且力圖建立人的學(xué)習(xí)和思維的心理加工過(guò)程的模型。這有助于我們深入理解學(xué)生學(xué)習(xí)和思維的心理過(guò)程及其規(guī)律,并用其指導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)有效地學(xué)習(xí)和思維。俗話說(shuō)得好:“授之于魚(yú)不如授之于漁!苯處熞私庹J(rèn)知心理學(xué)這門(mén)科學(xué),有意識(shí)地根據(jù)學(xué)科特點(diǎn)教給學(xué)生一些學(xué)習(xí)策略和思維策略,使其更好地掌握知識(shí)與思維方法。
一、歸納法在化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用
在化學(xué)教學(xué)中,我們經(jīng)常用到數(shù)學(xué)歸納法,卻把整個(gè)推理過(guò)程略去,只告訴學(xué)生結(jié)論,對(duì)于大部分學(xué)生,只是囫圇吞棗的理解,其實(shí)沒(méi)有建構(gòu)知識(shí)體系,沒(méi)有真正理解問(wèn)題本質(zhì)。我們不妨進(jìn)行簡(jiǎn)單分析,不但能清楚明白所歸納的結(jié)論,同時(shí)體會(huì)了“過(guò)程與方法”三維目標(biāo),真正做到學(xué)生自主學(xué)習(xí),也滲透了學(xué)科知識(shí),充分體現(xiàn)知識(shí)的綜合運(yùn)用,培養(yǎng)了學(xué)生綜合分析問(wèn)題、綜合應(yīng)用所學(xué)學(xué)科知識(shí),培養(yǎng)了學(xué)生綜合分析問(wèn)題的能力,使其全面發(fā)展。無(wú)形中教會(huì)了學(xué)生如何把各學(xué)科知識(shí)融會(huì)貫通,何樂(lè)而不為呢?
一是有關(guān)Na2O2與CO2(H2O)反應(yīng)的計(jì)算。由于參加反應(yīng)的氣體的量很難確定,通常用氣體體積減少的量等于生成氧氣的量來(lái)計(jì)算。對(duì)于這一結(jié)論,學(xué)生知道,但記憶不深,在做題中往往忘記。究其原因,這個(gè)結(jié)論是老師告知的,不是學(xué)生自己推論的,所以我們可以讓學(xué)生參與推理,并總結(jié)得出結(jié)論,在學(xué)生認(rèn)知的基礎(chǔ)上,加上簡(jiǎn)單的推理,使得結(jié)論理解起來(lái)順理成章。學(xué)生也能體會(huì)到推理過(guò)程的樂(lè)趣,印象深刻。
2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2↓△V
211
31.51.5
442
2nnn
二是合成NH3反應(yīng)前后氣體體積的變化量。由于是平衡,參加反應(yīng)的氣體不可能完全反應(yīng),要計(jì)算達(dá)到平衡后氨氣的體積分?jǐn)?shù)或者速率等問(wèn)題時(shí),我們可以轉(zhuǎn)化思想考慮,借助問(wèn)題轉(zhuǎn)化的過(guò)程讓學(xué)生經(jīng)歷知識(shí)的形成過(guò)程,從而有利于促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和學(xué)習(xí)能力的發(fā)展,有利于促進(jìn)問(wèn)題的解決,培養(yǎng)學(xué)生解決問(wèn)題的能力。這樣在計(jì)算題中或者化學(xué)平衡問(wèn)題中使得問(wèn)題簡(jiǎn)單化,學(xué)生也非常愿意推理,在推理時(shí)體會(huì)參與的快樂(lè),還能體會(huì)到一種成就感。
N2+3H2=2NH3↓△V
1322
2644
3966
n3n2n2n
二、等差數(shù)列在化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用
數(shù)學(xué)是“思維的體操”;瘜W(xué)解題很強(qiáng)調(diào)思維的靈活性與獨(dú)創(chuàng)性,因而運(yùn)用數(shù)學(xué)方法來(lái)解決某些化學(xué)問(wèn)題可簡(jiǎn)化思維過(guò)程,鍛煉思維能力,加快解題速度。等差數(shù)列法是一種重要的數(shù)學(xué)思想和分析方法,下面就簡(jiǎn)單分析幾種化學(xué)中等差數(shù)列的應(yīng)用:
一是炔烴通式推導(dǎo):乙炔CH≡CH,丙炔CH≡C—CH3,丁炔CH≡C—CH2—CH3,戊炔CH≡C—CH2—CH2—CH3……首項(xiàng)a1=C2H2,公差d=CH2,求和通式am=a1+(m-1)d=C2H2+(m-1)CH2=Cm+1H2m。令m+1=n,則炔烴的通式為CnH2n-2(n≥2)。同理可推出烷烴的通式為CnH2n+2(n≥1)和烯烴的通式為CnH2n(n≥2)。
二是苯的同系物通式推導(dǎo):苯C6H6,甲苯C6H5-CH3,乙苯C6H5-CH2-CH3,丙苯C6H5-CH2-CH2-CH3……首項(xiàng)a1=C6H6,公差d=CH2,求和通式am=a1+(m-1)d=C6H6+(m-1)CH2=Cm+5H2m+4。令m+5=n,則m=n-5,所以2m+4=2(n-5)+4=2n-6。苯的同系物的通式為CnH2n-6(n≥6)。
三是稠環(huán)芳香烴通式的推導(dǎo):萘C10H8,蒽C14H10,稠二萘C18H12,并五苯C22H14……首項(xiàng)a1=C10H8,公差d=C4H2,求和通式am=a1+(m-1)d=C10H8+(m-1)C4H2=C4m+6H2m+6=C4m+4+2H2m+2+4=C4(m+1)+2H2(m+1)+4。令m+1=n,即m=n-1代入上式,即得知稠環(huán)芳香烴的通式為C4n+2H2n+4(n≥2)。
四是烴的含氧衍生物通式的推導(dǎo):飽和一元醇的通式推導(dǎo):甲醇CH3OH,乙醇CH3CH2OH,丙醇CH3CH2CH2OH,丁醇CH3CH2CH2OH……首項(xiàng)a1=CH3OH,公差d=CH2,求和公式am=a1+(m-1)d=CH3OH+(m-1)CH2=CmH2m+2O(n≥1);同理推出飽和一元醛通式為CmH2mO(n≥1)和飽和一元羧酸的通式為CmH2mO2(n≥1)。
關(guān)于數(shù)學(xué)思想方法的重要性,學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)不僅要學(xué)習(xí)它的知識(shí)內(nèi)容,而且要學(xué)習(xí)它的精神、思想和方法。
參考文獻(xiàn)
[1]邵光華作為教育任務(wù)的數(shù)學(xué)思想與方法[M].上海:上海教育出版社,2009。
[2]王林小學(xué)滲透數(shù)學(xué)思想方法的實(shí)踐與思考[J].課程·教材·教法,2009,9。
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