湯方喜

(安徽省利辛縣第一中學,安徽 亳州 236700)

逆向思維是一種特殊的思維方式,又叫求異思維,是對司空見慣、已成定論的事物或者觀點展開反方向思考,使思維指向對立面發(fā)展,基于問題相反視角展開深入探索,促進新思想的樹立與新形象的創(chuàng)立.在高中化學解題教學中,當遇到一些比較特殊的問題時,假如使用正向思維難度較大,容易出錯,這時教師可引領學生應用逆向思維,從問題結論往回推導,進行反向思考,從求解過渡至已知條件,將問題變得簡單化,繼而提高他們的解題效率.

1 逆向思維的作用

在高中化學解題訓練中應用逆向思維,一方面能夠有效提高學生的解題效率,他們通過逆向思維的應用,能夠掌握題干中的關鍵知識要素,梳理出清晰的解題思路,明確找到解題方向,把握好重點信息,使其學會辯證的思考與分析問題,靈活使用所學的化學知識點進行解題,達到學以致用的效果,在逆向思維中促使自己將學過的化學知識要點聯(lián)系起來;從另一方面來講,能夠促進學生深層分析與理解化學試題的含義,達到深度學習的目的,使其在解題訓練中慢慢形成知識遷移的能力,讓他們的思維不僅停留在題目表層,還形成深度發(fā)掘題目內涵的意識和能力[1].此外,隨著新一輪教育改革的持續(xù)推進與不斷深化,高中化學教學應突出拓展性與延伸性,在解題教學中培養(yǎng)學生的逆向思維是相當有必要的,使其掌握解答化學試題的方法與竅門,拓展學習的廣度和深度,讓他們結合假定條件、逆向思維與尋找矛盾點等多種方式真正提高自身的解題水平[2].

2 逆向思維在高中化學解題中的實踐應用

2.1 運用逆向思維分析題干,快速處理客觀化學試題

客觀題主要包括選擇題、判斷是非題等題型,在處理客觀題時,因為無需進行詳細、完善的解題流程,與逆向思維有著極強的適配性,學生可以根據(jù)題干中的關鍵信息迅速找準做題突破口,使其確定解題方法,讓他們很快地求出結果.在高中化學客觀題解題訓練中,教師可指導學生運用逆向思維分析題干中提供的已知條件,使其回憶與搜索知識庫中儲備的信息,讓他們通過逆向分析在較短的時間內就把這類試題處理掉[3].

例1以下說法正確的是( ).

A.金屬陽離子只具有氧化性,不存在還原性

B.離子化合物中有可能存在共價鍵

C.某種化學元素在一種化合物中只會顯示出一種化合價

D.共價化合物中不可能存在離子鍵

分析針對選項A,要想盡快判斷出這一說法是否正確,如果運用正向思維短時間內很難判斷出來,而基于逆向思維視角切入,可以這樣思考,只要找到一種陽離子既有還原性,還有氧化性,就能夠推翻這一說法,其中Fe2+就具有這種特性,由此證明A選項是錯誤的;針對選項B,通過正向思維就可以判斷出說法正確;針對C選項,仍然可以使用逆向思維,找出一種元素在同一種化合物中具有多種化合價,學生結合所學知識,找到在NH4NO3這一化合物中,氮元素的化合價有-3和+5,據(jù)此說明是一個不正確的說法;針對選項D,同樣可以使用正向思維分析題干信息,發(fā)現(xiàn)這一說法是正確的.

2.2 應用逆向思維重新審題,確定各個信息之間聯(lián)系

針對高中化學解題教學來說,審題不僅是學生做題的第一個環(huán)節(jié),還是極為關鍵的一環(huán),只有把題意審清才可以透徹理解題目內容,才能夠把頭緒理清,明確解題的基本方向與思路,使其準確、快速地得到結果.綜合題是高中化學解題訓練中一種比較常見的題型,學生處理這類題目時需具備較強的審題能力,教師可提醒他們應用逆向思維重新審理題目內容,確定題干中各個信息的聯(lián)系,使其精準把握題目中的核心內容,從而得到正確答案[4].

例2有一種沒有驗證過的液體,經過測量后發(fā)現(xiàn)總量是1 L,密度是11 g/mL,發(fā)現(xiàn)在這一液體中氫元素的質量分數(shù)是8.64%,氧元素的為85.6%,剩下的都是氮元素,請判斷出這種液體具體是什么?并求出該物質的質量分數(shù)與物質的量的濃度.

分析在解答這類題目時,學生要先根據(jù)氫、氧、氮三種元素的質量分數(shù)來求出物質的量的比,即為n(H)∶n(N)∶n(O)=8.64%/1∶85.6%/16∶5.76%/14=21∶13∶1,針對這一比值較為陌生,能夠判斷出這種液體并非純凈物,題干中又涉及到質量分數(shù)、物質的量等化學概念,據(jù)此判斷出屬于水溶液的一種,之后借助逆向思維展開推斷,因為水溶液中含有氫、氧、氮三種化學元素,結合高中化學知識范疇,該種溶液可能是亞硝酸溶液、硝酸溶液與氨水,代入相關信息進行反向推理以后,由于氨水的密度比1小,同題干信息不相符,這說明不是氨水;假如是亞硝酸溶液,氫、氧、氮這三種元素的比例不符合題干描述,由此說明只能是硝酸溶液,如果把1 mol的硝酸溶入到10 mol的水中,通過驗證能夠證明這一答案是正確的,然后通過計算就能夠求出該硝酸溶液的質量分數(shù)與物質的量的濃度.

2.3 巧妙運用逆向思維方式,助推學生掌握解題技巧

與正向思維相比,逆向思維則是對常識、慣例、常規(guī)進行挑戰(zhàn),能夠突破傳統(tǒng)思維定勢的束縛,擺脫由經驗和習慣所導致的固定思維認知與模式的禁錮,突顯新穎和個性.在高中化學解題訓練中,教師需要指引學生學會使用逆向思維的方式分析題目內容與解題,使其產生煥然一新的感覺,借此助推他們掌握更多有用的解題技巧[5].

例3一位同學進行化學實驗探究時,選取質量是4 g的鐵粉、鎂粉、鋅粉混合物,把它們與一定質量分數(shù)是25%的稀硫酸進行反應,剛好可以完成反應,然后將水全部蒸發(fā)出來后,固體物質的質量是100 g,則在這一反應過程中生成的氫氣質量是( ).

A.2 g B.3 g C.4 g D.5 g

分析處理這道題目時,假如運用正向思維的方式進行運算,顯得計算量比較大,而且還會涉及到等式中的化學變量,使用逆向思維時,學生可以依托代入法把四個選項中的數(shù)值逐個代入到化學方程式之中,并借助質量守恒定律得出在100 g的固體物質中,能夠判斷出鐵粉、鎂粉與鋅粉的總量仍然為4 g,其它成分是SO4,那么可以生成的氫氣質量為2 g,所以說選項A是本題的正確答案.

2.4 使用逆向思維的靈活性,學生梳理正確解題思路

從相反的視角進行思考,是逆向思維的體現(xiàn)與應用,通常能夠起到意想不到的效果,同傳統(tǒng)的正向思維相比表現(xiàn)得更加多變與靈活,有利于解題思路的確定.針對高中化學解題教學來說,教師指導學生使用逆向思維分析題意時,思維將會變得更為靈活,使其形成準確的解題流程,盡量把計算步驟進行簡化處理,降低他們出現(xiàn)錯誤的概率[6].

例4已知存在兩種質量分數(shù)不同的硫酸溶液,將這兩種質量相同的硫酸溶液進行混合,得到的溶液質量分數(shù)是a%,把這兩種體積相同的硫酸溶液進行混合,得到的溶液質量分數(shù)是b%.將兩種質量相同質量分數(shù)不同的乙醇溶液進行混合,得到的溶液質量分數(shù)同樣為a%,把這兩種體積相同的乙醇溶液進行混合,得到的溶液質量分數(shù)是c%,則a、b、c之間的大小關系是( ).

A.a>b>cB.b>a>c

C.c>a>bD.a>c>b

分析學生可以根據(jù)已學的化學知識展開分析,知道當硫酸溶液的濃度變大時,密度也會隨之變大,乙醇則有著相反的特性,濃度越大,密度就越小,他們可使用逆向思維展開解析,當把兩種體積相同的溶液混合時,假如需讓混合之后的溶液質量分數(shù)大于a%,只有多取一些濃硫酸才可以實現(xiàn)要求,同樣的,當把兩者體積一定的乙醇溶液進行混合時,溶液的質量分數(shù)一定會比a%小,這樣能夠判斷出b>a,a>c,即為b>a>c,故正確答案是選項B.

2.5 借助逆向思維進行發(fā)散,有效拓展學生解題空間

在一般情況下,正向思維比較習慣于單方向的思考,追求的是唯一的正確結果,有著明顯的收斂性特點,逆向思維發(fā)散性特點十分顯著,能夠為題目的處理帶來新的思路與方向.在高中化學解題教學中,學生不僅要學會運用正向思維處理一些常規(guī)題目,教師還要指引他們解答部分特殊題目時充分借助逆向思維優(yōu)勢進行發(fā)散性思考,使其基于問題的結論進行倒推,反過來思考,拓展自身的解題空間,將復雜問題處理的簡單化[7].

例5甲烷中存在的氫原子會發(fā)生化學反應,然后替換成其它原子或原子團,像當用氯原子替代時,將會產生四種不一樣的物質,即為CCl4、CHCl3、CH2Cl2、CH3Cl,而且在以上四種產物當中,只有其中一種產物的生成可以驗證甲烷分子的平面結構并非正方形,而是一種正四面體結構,請問是四種物質中的哪一種?

解析由于甲烷中只有C與H兩種原子,生成物具有相同的C—H鍵,那么在空間分布中將會存在兩種不同的形態(tài),也就是平面正方形和正四面體,將之替換為數(shù)量不相同的氯原子之后,自然會出現(xiàn)不相同的C—Cl鍵.此時,學生可使用逆向思維法來解題,如果甲烷的結構為平面正方形,CCl4、CHCl3、CH3Cl都可以繪制出一種結構,但是CH2Cl2具有兩個不相同的結構形態(tài),如圖1所示,由此可見與題目中給出的四種物質有著明顯不同,從而證明甲烷的結構不是平面正方形,即根據(jù)CH2Cl2可以說明甲烷的結構為正四面體.