大学数学在化学化工专业课程教学中的作用

大学数学在化学化工专业课程教学中的作用

董倩倩

(太原科技大学晋城校区公共教学部，山西晋城048000)

The Role of University Mathematics in the Teaching of Chemistry and Vhemical

Engineering

Dong Qianqian

(Public teaching department,Taiyuan University of Science and Technology Jincheng Campus,Jincheng 048000,China)

Abstract:It is well known that mathematics and chemistry are mutually infiltrated.Almost all chemical and chemical activities are inseparable from mathematics.Mathematics is widely used in the field of chemistry and chemical engineering,and plays an important role in their future development.University Mathematics It mainly includes “Advanced Mathematics”,“Linear Algebra”and “Probability Theory and Mathematical Statistics”.It is an important public foundation course for students majoring in chemistry and chemical engineering.It is of great help to the follow-up of professional courses.This paper emphasizes university mathematics respectively.The role of the three courses in the teaching of professional courses for students majoring in chemistry and chemical engineering suggests how to make students combine the mathematical tools and chemistry formulas and principles to provide higher requirements for teachers'teaching.

Keywords:university mathematics

；chemistry and chemical engineering ；teaching

大学数学主要包括《高等数学》《线性代数》和《概率论与数理统计》，是高等学校中经济类、理工类专业学生必修的重要基础课程。在现实世界中，一切事物都在不断地变化着，并遵循量变到质变的规律。作为化学化工专业学生的公共基础课程，大学数学这三门课程在学生后续专业课程学习中起到的作用是巨大的。

作为以实验为核心的科学，化学从两方面需要数学的参与。第一，探讨物质的组成、构造以及反应，使用的语言和原理越来越数学化。第二，在化学的实际应用中要求非常严格的定量计算工具，自然会涉及更多的数学应用。简言之，化学学科需要数学各个层面的支持，需要从本科阶段开始掌握灵活运用数学工具的能力。下面从三方面简要谈谈大学数学在化学化工类专业课程教学中的作用，以及在教学中被教师所忽略的问题：如何让学生把数学工具和化学的公式、原理有机结合[1]。

1《高等数学》在化学化工专业课程教学中的作用

《高等数学》作为大学数学的重要的组成部分，涉及微积分、极限、连续、向量代数与空间解析几何、无穷级数等等，在化学化工专业课程教学中具有重要的作用。高分子化学为化学化工专业学生的专业基础课，是研究聚合物的合成原理以及化学反应的一门学科，在自由基聚合的聚合反应动力学的教学中，出现一些反应速率方程[2]，这些方程会用到很多的《高等数学》中微积分的知识。例如，引发剂的分解属于一级反应，即

一般专业课课本上会出现“将上式积分可得”这样话，学生看到这里就会感觉看不懂，看不懂就会不管，就会放弃，使得学生不能够深刻理解这问题，这样就会直接影响学生的学习效果。学生在学习诸如此类的专业课问题的时候往往会觉得很难，或者直接放弃，进而影响学习效率。而很多化学化工专业课程的教师在上课的时候会认为这不属于我上课的范畴，我上的是化学课而不是数学课，这是数学问题与我无关。如果任课教师上课的时候能把这些细小的知识点讲清楚，把数学相关知识和化学有机结合，相互渗透，相互包容，这样的话，就能够极大地激发学生学习化学的兴趣，吸引学生对这一化学问题进行深一层次的研究，把专业课知识学得更加牢靠。高分子化学作为交叉学科，和大学数学在很多方面有联系，如果任课教师在讲授知识的时候只停留在了

“化学”的层面上，忽略了《高等数学》的作用，很容易使学生的学习产生困难，并且不能找到学不好的真实原因，只是以为自己没有理解其中的化学原理、化学公式，这样就会是学生本末倒置，无所适从。对于教师可以做出如下详细推导：其中，[I]0、[I]分别代表起始时间(t=0)

和时间t 的引发剂浓度(mol·L -1))。在今后的专业课教学中遇到类似的问题，任课教师都应该结合我们的化学问题做出必要的数学推导，把数学和化学相互渗透，把问题讲明白、说清楚，不能够让我们的学生一知半解，进而可以提高我们的教学质量[3]。

2《线性代数》在化学化工专业课程教学中的作用

《线性代数》是大学数学的一个重要部分，涉及行列式、矩阵运算、初等变换、线性方程组、向量的线性相关性、矩阵的对角化及二次型等知识，处理的是线性关系的问题。化学中的很多研究主要是处理线性关系问题以寻求化学中的自身规律，建立解决化学问题的计算公式和方法。教师应该把《线性代数》和化学化工有机结合，例如，《线性代数》在化学化工专业课程中化学方程式系数配平及用线性空间对物质和物质反应进行表示中具有重要作用：求含有物质CO 2，H 2O ，H 2CO 3的子空间的维数，基底和坐标。教师应该详细讲解清楚如何利用《线性代数》线性空间求解，教师应写出如下过程：

以矩阵列为向量β1，β2，β

3，其秩为2，且，故

含有物质CO 2，H 2O ，H 2CO 3的子空间的维数为2，作为由物质CO 2，H 2O ，H 2CO 3构成的子空间的基底。分子(向量)的总和可表示为：

(下转第191页)

[收稿日期]2019-06-27

[作者简介]

董倩倩，女，山西省长治市人，硕士研究生，研究方向为随机神经网络的稳定性。