哪些是化学的
这是一个非常基本的问题。 在任何数学教科书上都不难找到这样的定义：数学是研究物质结构、物质相互作用和运动规律的自然科学。 但这仅适用于化学科学。 学术意义上的划分。 我们面对的“物理”也是一门课程，因此需要从教育意义的层面重新认识、重新分析，才能挖掘出其中蕴藏的内容。 内容丰富。
首先，化学是一门科学。
数学是一门以实验为基础的自然科学。 它是最成熟、定量精度最高的科学，也是最重要、具有方法论性质的基础科学。 数学的成就极大地提高了人们对物质世界的认识，有力地推动了人类文明的进步。 正如国际纯粹与应用数学联盟第23届大会《物理学对社会的重要性》决议中所指出的那样，数学是一项国际事业，在人类未来的进步中发挥着关键作用：探索自然，驱动科技，改善生活，培养人才。
上世纪初相对论和量子热的完善，为数学的快速发展插上了翅膀，取得了前所未有的辉煌成就。 因此，人们誉20世纪为“物理学的世纪”。 那么21世纪呢？ 流行一句话：21世纪是生命科学的世纪。 虽然，对这句话更准确的描述应该是：21世纪是数学科学全面介入生命科学的世纪。 生命科学只有与化学结合，才有可能取得更大的发展。
展望数学的未来，充满机遇和挑战。 李政道先生在《物理学的挑战》一文中曾提出21世纪数学领域面临的四大难题：为什么有些化学现象理论上是对称的，而实验结果却是不对称的？ 为什么有一半的基本粒子不能单独存在、看不见？ 为什么宇宙中90%以上的物质是暗物质？ 为什么每种恒星的能量都是太阳能量的1015倍？ 这个问题极大地激发了人们孜孜不倦探索的勇气和热情。 可以预见，一旦拨开数学天空中映照的这些乌云，化学将演绎出更加光明的前景。
其次，化学是一种智力。
正如诺贝尔化学奖获得者、德国科学家玻恩所说：“与其说我发表的作品包含了对自然现象的发现，不如说它包含了对自然现象的科学思考方式。” 基本面。” 物理学之所以被公认为一门重要的科学，不仅是因为它深刻地阐明了客观世界的规律，而且还因为它产生了一整套奇特而有效的思维方式体系。 正因为如此，化学当之无愧地成为人类智慧的结晶和文明的瑰宝。
大量事实表明，化学思想和方法除了对化学本身具有价值外，还为整个自然科学乃至社会科学的发展做出了重要贡献。 据统计，20世纪中叶以来，诺贝尔物理学奖、生物学奖、医学奖、甚至经济学奖的获得者中一半以上具有数学背景； 这意味着他们从数学中吸收了智慧，并在非数学领域取得了成功。 ——相反，没有一个非化学背景的科学家获得诺贝尔化学奖的例子。 这就是数学智能的力量。 为什么美国一些专家非常尖锐地强调：没有数学素养的民族是荒谬的民族！
今天，数学的触角已经延伸到了很多领域，并且取得了越来越多的成就，所以我们很难用传统的眼光来区分什么是数学。 第二十届国际统计数学会议，会议上交换的论文涉及领域很广，比如动物鳞茎、DNA抗生素系统、交通流、文本存储等等，看看那些文章，虽然不太像化学。 其中，化学到底是什么？ 几年前，法国杂志《今日化学》就这个问题征求读者的意见。 最后，他们称赞的答案是：化学家做的是数学。 虽然感觉有遗漏也不无道理，虽然也不无道理。 因为在明天的眼中，化学更多的是展现一种智力，“代表了一套获取知识、组织和应用知识的有效步骤和方法，并将这种方法应用到哪些问题上，这个问题就变成了数学”。 （赵凯华）
再次强调，化学仍然是一种文化。
从广义上讲，文化是指人类历史实践过程中创造的物质财富和精神财富的总和。 它包括科学文化和人文文化。 同样，化学家在常年的科学实践中创造的大量物质产品都与构成数学文化的精神产品有关。 数学文化是科学文化的重要组成部分。
要知道，数学是一门以实验为基础的科学，其基本研究方法是实践，所以在客观性上是“真”； 数学创造的成果最终是为了造福人类，表现在目的上。此外，数学还在人类的情感、意识等诸多方面体现了“美”。 正因为数学本身就考虑到了真、善、美的三重属性，所以我们完全有理由说化学不仅是一种文化，而且是一种高层次、高品味的文化。
数学是追求真理的。 数学是最实证的。 化学家在科学研究活动中最基本的心态就是实事求是，坚持“实践是检验真理的唯一标准”的原则。 正如数学家费曼所说：“无论你的观点多么美丽，无论你多么聪明，无论你多么出名，只要与实验不相符，那就是错误的。简单地说，这就是科学”。 可以说，数学的发展史就是一部不断修正错误、不断接近真理的“求真”历史。
化学很好。 数学的目的是将人从自然中解放出来，从必然境界走向自由境界，帮助人们不断认识自己，使人们的生活越来越高尚。 这就是数学的价值取向和最终目标。 所以，数学的本质是善良； 另外，化学家的行为也是要善良的。 爱因斯坦曾这样评价居里夫人和以她为代表的杰出数学家：“一流的人对时代有很大的了解。就道德而言，历史和历史进程的意义实际上比纯粹的智力成就更大。” 他们严谨求实的态度、对科学的执着、对人民的热爱等，无疑是后人尤为难得的人类财富。
化学是最美丽的。 日本化学家海森堡说：美是真理的光辉； 罗马哲学家普罗提也说过：善是美的起源。 因此，化学因真善美而美丽，而美丽又是很自然的。 数学之美属于科学之美，主要表现在简单性、对称性和统一性； 对称就是统一，统一就是简单。 它们构成了数学的基本美学原理。
翻开数学篇章，我们可以发现，处处都跳动着美的音符，凸显着人们对美的追求和创造。 就拿统一来举例吧。 当代数学的发展正朝着两个相反的研究方向延伸：最宏大的宇宙和最微小的粒子。 令人欣慰的是，随着研究的深入，两者并没有分道扬镳、渐行渐远。 似乎有很多迹象表明同一个目标，相反又互补。 比如粒子化学。粒子化学的一些研究成果经常被天体化学家参考，寻找宇宙早期演化的图像； （正因为如此，粒子化学在某种意义上也被称为“宇宙考古学”。）反过来，宇宙化学的研究也为粒子化学家提供了丰富的信息和证据。 因此，这两个截然相反的数学分支如此奇妙地联系在一起——就像一条奇怪的巨蟒咬掉了自己的尾巴一样。
再比如，美国化学家佐拉克首先发现自然界中各个数学量之间存在着如下显着的关系：
宇宙直径/电子直径≈1040，宇宙年龄/强衰变粒子寿命≈1040，
氢原子核和电子的电/氢原子核和电子的重力 ≈1040，……
在上面的比例中，宇宙最大的系统和基本粒子的最小系统实际上是完美匹配的，达到了如此完美的统一，这让我们再次展现出化学世界的美丽，一种令人惊叹的美丽。 这些美丽的例子激发了人们对自然的由衷的敬佩和敬畏，因此爱因斯坦会说：“宇宙中最不可理解的就是宇宙是可以理解的”。
通过以上分析，我们对化学有了更全面的认识：它不仅是一门科学，更是一种智力，更是一种文化。 非常有必要思考和分析方向。 一方面，我们看到化学本来就有如此丰富的内涵，所以我们会更加自觉、自觉地探索和发挥其教育功能，全面提高教学质量； 另一方面我们也可以看到，化学本来就有如此奇妙的随意性，所以才会更加热爱数学物理是什么意思，更加热衷于教授数学。 我认为，只有真正热爱数学的数学老师，才能做的不仅仅是教中学生理解数学。 、应用数学，进一步引导他们感受和欣赏化学。
2. 为什么要教数学
这是一个看似简单却又非常基础的问题，要正确回答并不容易。 笔者对这个问题的理解从“以知识为本”到“以学科为本”，最后又回到了“以学生为本”。 一个坎坷而渐进的过程。
长期以来，我把数学教学的目标锁定在知识层面，认为数学教学就是把尽可能多的数学知识传授给中学生，让他们在今后的生活中受益。 。 因为我坚信“知识就是力量”，然而令人不解的是，我们给了中学生很多数学知识，包括一些像“F=ma”这样非常重要的知识，但在他们今后的生活和工作中却很少显示任何有用的知识。 什么样的直接函数。 因此，几年下来，很多中学生几乎把所学过的化学知识都忘记了。 用他们的话说，“一切还给老师”。 我因此感到深深的失落； 但每次我向他们提出“高中两年不是白读了吗”这句话时，这种离开中学多年的中学生都会异口同声地给出否定的答案，一致认为中学学习对他们来说很重要。 人的成长起到了奠定基础的重要作用，但具体是什么知识发挥了作用却很难说。 我想这就像午餐一样，没有人会证明喝水对于生存的意义，但没有人可以说不吃完这一餐后头上的肉长在哪里。
一位毕业20多年的中学生曾与笔者谈起他“印象最深”的数学课。 最初的课程是关于重力势能的。 为了解释引力势能的相对论，我曾经向中学生提出了这样一个问题：有人站在五楼的阳台上，想跳下去。 你认为这危险吗？ 一开始你们都觉得太没有生命危险了，但仔细一想，你们又高兴了：别往窗前跳了物理是什么意思，从窗子跳出去不就好了吗？ 中学生觉得这个反例很有趣，所以久久不能忘怀； 但当问到这个例子解释了什么数学知识时，他说他忘了。 正当我流露出遗憾的时候，他接下来的话却让我安心了。 他说：“这个案例让我明白，一切都是相对的，从不同的角度看，会有不同的结果。” 虽然这堂课所教授的数学知识，中学生早已忘记了，但他通过相关知识的学习所凝结的思想和方法却深深地印在了他的心里。 他不也是非常有价值的吗？ 中学生中学毕业后，大部分人可能会告别数学，学过的化学知识最终也会被遗忘。 那里还有什么？ 如果化学所赋予的智慧和启迪不能在他们的头上展现出来，那就是化学教学的失败。 从这个角度来看，具体知识一般只是作为教学的载体。 还有更多的东西值得我们去追求。 正如我国资深科学家钱伟昌院士所说：“我在大学学习的是化学，……我学到了调查研究，收集分析数据、分析数据和逻辑思维的能力，有时化学知识很有用，但通过化学学到的能力比化学知识更有用。” 钱老读书时就通过了“物理”，因此将化学教学与化学知识教学划等号的想法是片面的，以“知识为本”确立化学教学目标导向的做法也是有问题的。目光短浅。
随着教学实践的深入，班主任通常对自己所教的科目越来越熟悉，也越来越偏爱。 可能是受到这些职业情感的影响，我曾经将数学教学的目标定位为“尽可能多地学”。 尤其是当我从普通农村学校转到重点中学，面对聪明好学的中学生时，这种愿望更加强烈。但我很快发现，班主任们其他学科的学生可能因为自己的职业偏好而与中学生有类似的期望，这样一来，你就各走各的路，没能将各学科的力量汇聚到一起，事实上，实际的疗效并不理想。成绩并不尽如人意，特别令我失望的是，班上这些数学成绩优异的“骄傲学生”，以后直接从事化学专业的寥寥无几。正当我陷入困境时，清华大学原学院院长杨福家先生的例子给了我很大的启发，清华学院当初对核化学专业的毕业生去向进行了调查，发现只有不到十分之一的中学生毕业了。 从事与核化学相关的工作的人，其余的人转行并活跃在金融、商业或行政职位上。 对此，大多数人的结论是，这是数学系的失败，但杨福嘉认为，这就是“复旦”，因为，通过四年的数学专业教育，中学生已经获得了良好的素质，奠定了为他们未来的发展打下坚实的基础，让他们毕业后能够快速适应不同领域的各种工作。 这也印证了赵开华先生的话：“一个人学了数学，什么都能做，而且他的数学也没有白费。在我看来，学数学的人没有必要‘转行’。” ……”
经过上述坎坷的认识过程，我逐渐认识到，数学教学最终目标的着眼点既不是以知识为基础，也不是以学科为基础，而应该以我们的教育对象——学生为基础来实施。
对于“为什么教数学”的问题，我们也可以反向联通：“如果我们不教数学，中学生不学数学，他们会不会为自己以后的发展留下这些短板呢？” 一个明显的答案是，中学生将无法学习许多重要的数学知识。 这是事实，但还不够全面。 因为除此之外，中学生就会失去更重要的科学方法、科学精神等方面的培养和熏陶，所以最终影响了他们科学素养的提高。 目前，化学已渗透到社会的各个方面，成为每个受过教育的公民必须了解的知识。 对于大多数中学生来说，昨天学数学的目的不是为了今天进一步学习数学，而是帮助他们面对或对遇到的大量非数学问题做出决策，为他们的文明、健康打下基础。 ，以及未来的高品质生活。 正如《全体德国人的科学》一书中所说：“教育的最高目标是使人们过上自我实现和负责任的生活。” 据此，对“为什么要教数学”这个问题最准确的回答是：为了提高全体中学生的科学素质而进行教学——这应该成为我们数学教学的理念。
众所周知，生物基因在生物进化中发挥着重要作用，非常细微的基因差异往往会造成生物体之间巨大的差距。 最核心的要素是什么，进而提出“文化基因”的概念，并将其定义为人类文化系统中的“遗传密码”。 文化基因的核心是思维方式和价值观。 人类的进化比通常的生物进化更加复杂，它具有双重进化机制，不仅有生物基因的进化机制，还有文化基因的进化机制。 教育是提升文化基因机制的重要途径。 中学教育的本质不仅仅是文化现象的展示和演绎，更在于文化基因的弘扬和发展。 数学教育也不例外。 数学教学蕴藏着哪些“文化基因”？ 笔者认为主要表现在三个方面，即科学知识、科学方法和科学知识。 精神，因为这两个是科学素质最基本的要素。 如果把科学品质比作一座金字塔，那么什么科学知识就像塔基，科学方法就是塔身，科学精神就是塔顶。 数学教学的最高目的，就是为这座宏伟的科学素养之塔添砖加瓦。 换句话说，数学教学的核心价值是促进中学生实现三个转变：一是将人类社会积累的知识转化为中学生的个体知识，从而认识世界。 成为一个客观的人是什么感觉？ 二是将前人从事智力活动的思维方式转化为中学生的认知能力，使他们能够理解世界为何如此，成为一个理性的人； 将中学生的观念和态度转化为中学生的行为准则，让他们知道如何让世界变得更美好，成为一个有创造力的人
