试论高中化学解题中数学方法的应用

焦阳

摘要：高中化学和数学都是理论性和逻辑性比较强的学科，两门学科的学习方式和解题方法都有很多相似之处。对高中化学解题中数学方法的应用进行研究有利于创新出新的学习方法，有利于提高教学质量。数学是理科的基础学科，数学的学习贯穿于小学、初中、高中、甚至大学阶段，所以，高中化学解题中会经常用到数学方法。本文从高中化学和数学的学习方法出发，进一步探讨高中化学解题中数学方法的应用

关键词：高中化学；解题；数学方法；应用

一般而言，数学的研究方向主要是空间形式和数量的关系，因此，在化学的学习过程中可以把数学当作一门工具，并且可以在化学解题中借鉴数学方法。高中阶段的学生一般都具备一定的学习能力和逻辑思维能力，完全可以把数学的解题方法运用到化学的学习中，不仅可以提高学生的解题能力，还能进一步提高学生的独立思考能力和逻辑思维能力。因此，在高中化学的解题过程中运用数学方法是具有一定的科学性、合理性的。同时，还要注重培养学生的发散思维和解题能力。

一、高中化学解题中数学方法应用的必要性分析

数学作为一门基础性的学科，也是提高学生计算能力和逻辑思维能力的重要学科。而化学是带有科学启蒙的一门学科。近年来，数学方法在高中化学解题中得到越来越广泛的运用，并且在高考化学试卷中运用数学方法来解题已经成为老师和学生的“共识”。所以，教师在教学实践中要注重引导学生运用数学思维来学习化学知识，并且要善于把两门学科有效结合起来，才能进一步提高教学质量和学生的学习成绩。高中阶段的化学知识，特别是一些重要的考试知识，通常都会涉及到很多计算，而这些需要计算的题目，则需要运用数学知识才能进一步得到解决。除此之外，现代高中化学和数学的联系越来越紧密，主要体现在很多计算类的知识点都是相通的，既可以运用到数学解题中，也可以运用到化学解题中，比如，平均值法、十字交叉法等。因此，在高中化学教学中，应该推广使用数学的方法，这样不仅可以拓宽学生的知识面，还能提高学生分析问题、解决问题的能力。除此之外，在高中化学解题中运用数学方法有利于拓宽学生的发散思维，使得学生可以从不同的角度考虑问题，这是充分发挥学生主观能动性的重要举措，也是提高学生积极性、创造性的重要方法。

二、高中化学解题中数学方法的应用

（一）极值法在化学问题中的应用

例如：某烃的同系物里包含碳分子，并且含碳量随着碳分子的增加而增加，进一步推断出该同系物中碳分子的百分比。

分析：根据题目我们可以得到以下信息。首先，该同系物所包含的碳分子随着碳含量的增加而增加，并且分子含碳量和分子量成正比。另外，我们可以根据所学知识判断只有烃的同系物才符合題目要求，而单烯烃的含碳量不符合题目所描述的随分子量的变化而变化，则可以进一步排除单烯烃的可能。在高中化学知识中含碳量最低的是甲烷，并且甲烷的含碳量随分子量的变化而变化。一般而言，甲烷在正常的环境中，其含碳量为75%，计算烃烷中的含碳量可以使用公式CnH2n+2，因此，我们可以进一步推断出烃烷中碳含量的计算公式12n/（14n+2），并且当n趋向于无穷大时，可以通过数学公式计算出极值为86%，则可以确定烃的同系物的最高含碳量为86%。通过上述分析，可以得出该同系物中碳含量的范围在75%～86%之间。在这道化学题目中，既运用到高中数学的计算方法，也运用到高中化学的分析方法，是高中化学解题中数学方法应用的典范。另外，在解题的过程中，既巩固了数学知识，也提高了解决化学问题的能力。

（二）排列组合法在化学问题中的应用

例如：甲烷的分子结构属于四面体，如果甲烷分子中的氢原子被Br、CL、F和I取代，计算可以得出多少种烃？

分析：根据题目可以得出烃一般分为一卤代烃、二卤代烃、三卤代烃和四卤代烃，并且代替氢原子的物质也只有四种，即Br、CL、F、I，可以通过数学中的排列组合方法来进行处理。

这些例子都充分说明了高中化学解题中可以运用数学方法，这样不仅可以节约计算时间，还能提高学生举一反三的能力。在高中化学的教学实践中，老师要注重培养学生的数学思维，让学生把化学知识和数学知识紧密结合起来，一方面，可以使得学生运用数学思维解决化学问题，另一方面，也可以使得学生运用化学思维、科学思维去分析数学问题，这样有利于增强学生的理解能力，提高学生分析问题、解决问题的能力。比如，高中数学知识中的概率、几何和排列组合等知识都可以运用化学问题中。处于高中阶段的学生，已经具备一定的理解能力和学习能力，可以通过一些题目把数学思维和化学思维进行比较，进一步归纳总结出数学思维和化学思维的差异，从而得出哪一类题目运用化学方法比较简单，哪一类题目运用数学方法比较简单。总的来说，化学思维更强调逻辑思维能力和归纳总结能力，适合运用到数学的一些应用题中。而数学思维更强调计算能力和归纳总结能力，比较适合运用在化学的计算题中。

三、结语

综上所述，在高中化学解题中运用数学方法是提高解题速度，增强理解能力和逻辑思维能力的重要方法，并且运用数学思维来解决化学问题有利于提高学生的计算能力和举一反三能力。另外，现代高中化学和数学的联系越来越紧密，主要体现在很多计算类的知识点都是相通的，既可以运用到数学解题中，也可以运用到化学解题中，比如，平均值法、十字交叉法等。因此，在高中化学教学中，应该推广使用数学的方法，这样不仅可以拓宽学生的知识面，还能提高学生分析问题、解决问题的能力。同时，随着新一轮的教学改革不断推进，高中数学和化学这两门学科的联系将会越来越紧密，这样有利于提高学生分析问题、解决问题的能力。

参考文献：

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[2]陈海燕.数学思想和方法在高中化学解题中的应用[J].文理导航·教育研究与实践，2015（4）.