高中化學(xué)解題中逆向思維的應(yīng)用

殷彩春

(江蘇省如東縣馬塘中學(xué) 226401)

逆向思維又稱求異思維，是對(duì)司空見(jiàn)慣、似乎已成定論事物或觀點(diǎn)反過(guò)來(lái)思考的一種思維方式.在高中化學(xué)解題教學(xué)中，教師需提倡學(xué)生遇到解題障礙時(shí)，要敢于“反其道而思之”，使其思維從問(wèn)題的對(duì)立面方向發(fā)展，從相反面展開(kāi)思考與探索，擺脫傳統(tǒng)解題思維的局限性與束縛，產(chǎn)生豁然開(kāi)朗的的感覺(jué)，引領(lǐng)他們正確、快速的解答化學(xué)難題，增強(qiáng)學(xué)習(xí)信心.

一、逆向分析已知條件，快速解決化學(xué)題目

無(wú)論任何教育階段、任何學(xué)科的任何題目中，都會(huì)給出一定數(shù)量的已知條件，不僅是解題的核心，還是求未知條件的關(guān)鍵所在.在高中化學(xué)解題教學(xué)中，當(dāng)遇到一些難度系數(shù)一般的題目時(shí)，十分適合使用逆向思維高效分析題目中的已知條件，引領(lǐng)學(xué)生回憶、搜索知識(shí)庫(kù)中的信息，使其通過(guò)對(duì)已知條件的逆向分析快速解決題目，幫助他們慢慢積累解題自信.

例1下列說(shuō)法正確的是( ).

A.金屬陽(yáng)離子只有氧化性，沒(méi)有還原性

B.離子化合物可能含有共價(jià)鍵

C.一種元素在一種化合物中只顯一種化合價(jià)

D.共價(jià)化合物中一定沒(méi)有離子鍵

解析A選項(xiàng)，為快速判斷正確與否，采用正向思維一時(shí)之間無(wú)法得出確定答案，從逆向思維角度出發(fā)，是否存在一種金屬陽(yáng)離子既有氧化性，還有還原性，通過(guò)思考可以找到一種陽(yáng)離子符合這種特性，即為Fe2+，故錯(cuò)誤；C選項(xiàng)，仍使用逆向思維思考：是否存在某種元素在一種化合物中顯示多種化合價(jià)？經(jīng)過(guò)分析很快發(fā)現(xiàn)在NH4NO3中N的化合價(jià)分別是+3與+5，也錯(cuò)誤；而分析B、D選項(xiàng)時(shí)，運(yùn)用正向思維即可判斷出是正確的.

針對(duì)上述例題，學(xué)生直接分析各個(gè)選項(xiàng)中的已知條件，從逆向角度思考與探討，使其通過(guò)合理推理清晰明白的判斷各項(xiàng)正確與否，最終快速解決化學(xué)題目，加快他們的解題速度.

二、應(yīng)用逆向思維審題，提升學(xué)生解題效率

高中生在解答化學(xué)題目時(shí)，比較重要的一環(huán)是審題，只有審清題意才能夠理清頭緒，確定解題方向，有利于他們快速、準(zhǔn)確的求得答案.在高中化學(xué)解題教學(xué)中，應(yīng)用題是一類題干較長(zhǎng)的題目，對(duì)學(xué)生的審題水平要求較高，這時(shí)教師可指導(dǎo)他們應(yīng)用逆向思維審題，即為先閱讀題目中的問(wèn)題，再帶著問(wèn)題閱讀題干，使其很快的把握核心內(nèi)容，提高解題效率.

例2實(shí)驗(yàn)室有1L密度是11g/mL的未知液體，分析得知?dú)湓刭|(zhì)量分?jǐn)?shù)占8.64%，氧元素占85.6%，其余都是氮元素，該液體是什么物質(zhì)？物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和物質(zhì)的量濃度分別是多少？

解析先求出三種元素的物質(zhì)的量之比，n(H)∶n(N)∶n(O)=8.64%/1∶5.76%/14∶85.6%/16=21∶1∶13，這是十分陌生的比值，不可能是純凈物.這時(shí)學(xué)生可逆向思考該問(wèn)題，由于題干中提到質(zhì)量分?jǐn)?shù)與物質(zhì)的量濃度，說(shuō)明該液體是混合物，且是某物質(zhì)的水溶液，大膽提出以下假設(shè)：氨水，ρ<1，不可能；如果是硝酸溶液，應(yīng)是1mol HNO3溶于10mol水，這時(shí)質(zhì)量分?jǐn)?shù)是25.92%，物質(zhì)的量濃度是4.53mol/L；假如是HNO2溶液，與三種元素的比例不符；等，綜合分析后判定出該物質(zhì)是硝酸溶液.

在上述例題中，學(xué)生對(duì)題干中的信息進(jìn)行逆向?qū)忣}，先提出多項(xiàng)假設(shè)結(jié)果，再根據(jù)題干信息逐個(gè)驗(yàn)證，使其結(jié)合排除法的運(yùn)用最終準(zhǔn)確判定出該物質(zhì)，讓他們高效解答化學(xué)問(wèn)題.

三、運(yùn)用逆向思維發(fā)散，順利求得正確答案

通常情況下，正向思維比較偏向于單向思考，追求唯一的正確答案，具有顯著的收斂性特征，逆向思維則剛好的相反，往往具有比較顯著的發(fā)散性特征，這為解題帶來(lái)新方向.具體到高中化學(xué)解題教學(xué)中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生充分運(yùn)用逆向思維的發(fā)散性，使其從結(jié)論往回推，倒過(guò)來(lái)思考，從求解回到已知條件，反過(guò)去思考或許會(huì)讓問(wèn)題由復(fù)雜化變得簡(jiǎn)單化.

例3已知甲烷中的氫原子能被其它原子或原子團(tuán)代替，如甲烷中的氫原子被氯原子取代可得到4種物質(zhì)，分別為CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4，這四種產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)能充分說(shuō)明甲烷分子是以碳原子為中心的正四面體結(jié)構(gòu)，而不是正方形平面結(jié)構(gòu)的這四種物質(zhì)中的哪一種？

解析甲烷分子中有4個(gè)等同的C—H鍵，在空間可能有兩種對(duì)稱分布情況，正四面體結(jié)構(gòu)與平面正方形結(jié)構(gòu).教師可直接引導(dǎo)學(xué)生采用逆向思維法，先假設(shè)甲烷是正方形的平面結(jié)構(gòu)，CH3Cl、CHCl3和CCl4均只有一種結(jié)構(gòu)，而CH2Cl2分子中的5個(gè)原子如果在同一平面上，應(yīng)有以下兩種結(jié)構(gòu)：

據(jù)此得出，只有甲烷分子是以碳原子為中心的正四面體結(jié)構(gòu)，CH2Cl2才能只有一種結(jié)構(gòu).

上述例題，學(xué)生運(yùn)用逆向思維分析、思考與探索化學(xué)題目，能夠把學(xué)習(xí)過(guò)的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)聯(lián)系在一起，不僅加深對(duì)有關(guān)理論知識(shí)的理解與認(rèn)知，還可以幫助他們順利求得正確答案.

四、逆向思維的靈活性，梳理正確解題思路

當(dāng)人們都朝著一個(gè)固定的思維方向思考問(wèn)題時(shí)，而你卻獨(dú)自朝相反的方向思索，這樣的思維方式就是所謂的逆向思維，同正向思維相比顯得更為靈活和多變，促進(jìn)問(wèn)題解決辦法的尋求.在高中化學(xué)解題教學(xué)過(guò)程中，教師可以指引學(xué)生利用逆向思維的靈活性分析和處理題目，使其梳理出正確的解題思路，盡量減少一些計(jì)算或運(yùn)算步驟，避免錯(cuò)誤現(xiàn)象的出現(xiàn).

例4把兩種質(zhì)量分?jǐn)?shù)不等的硫酸溶液等質(zhì)量混合時(shí)，質(zhì)量分?jǐn)?shù)是a%，等體積混合時(shí)是b%，將質(zhì)量分?jǐn)?shù)不等的兩種乙醇溶液等質(zhì)量混合時(shí)，得到溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)也是a%，而等體積混合時(shí)則為c%，判斷a、b、c的大小關(guān)系( ).

A.a>b>cB.b>a>cC.c>a>bD.a>c>b

解析硫酸的密度隨著濃度的增大而增大，乙醇的密度則隨著濃度的增大而減小，學(xué)生通過(guò)逆向思維的應(yīng)用能夠推理得知，等體積混合時(shí)濃硫酸的質(zhì)量要多取一些，混合后溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一定比a%大，以此類推，兩種乙醇溶液等體積混合后，溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)必然比a%小，即為a>b，ca>c，故選B.

如此，學(xué)生充分應(yīng)用逆向思維的靈活性特征，一方面能夠找到正確的解題思路，另一方面可以獲得簡(jiǎn)便的解題方法，只需通過(guò)推理即可獲得正確結(jié)果，從而改善他們的解題水平.

五、巧妙采用逆向思維，鍛煉學(xué)生解題技巧

一般情況下，人們總是習(xí)慣于沿著事物發(fā)展的正方向去思考問(wèn)題，且尋求解決問(wèn)題的辦法，與正向思想比較而言，是對(duì)傳統(tǒng)、慣例、常識(shí)的反叛和對(duì)常規(guī)的挑戰(zhàn)，能夠克服負(fù)面思維定勢(shì)，破除由經(jīng)驗(yàn)和習(xí)慣造成的僵化的認(rèn)知模式，顯得比較新穎.對(duì)此，高中化學(xué)教師可以引領(lǐng)學(xué)生巧妙采用逆向思維解題，給其以耳目一新的感覺(jué)，鍛煉他們的化學(xué)解題技巧.

例5一名同學(xué)在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，取鋅粉、鎂粉、鐵粉三種化學(xué)混合材料共重4g，將它們同一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%稀硫酸反應(yīng)，剛好能夠反應(yīng)完畢，當(dāng)把水分蒸發(fā)完以后，得到固體物質(zhì)的質(zhì)量為100g，那么在該反應(yīng)過(guò)程中生成氫氣的質(zhì)量總量是( ).

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

解析在解題中，如果采用正面計(jì)算的方式，計(jì)算量較大，還要考慮到等式之間的化學(xué)變量.此時(shí)，教師可指導(dǎo)學(xué)生采用逆向思維，使用代入法把問(wèn)題中的四個(gè)選項(xiàng)分別代入到等式中，依據(jù)題目中化學(xué)粉末物質(zhì)在反應(yīng)前后質(zhì)量恒定不變的原則，在100g的固體物質(zhì)中，判斷出鋅粉、鎂粉、鐵粉三種元素的總量還是4g，其它為SO4，由此得出產(chǎn)生的氫氣是2g.

對(duì)于上述例題，學(xué)生巧妙采用逆向思維處理化學(xué)題目，不僅運(yùn)算量明顯減少，節(jié)省大量的時(shí)間與精力，他們還能夠找到更為便捷的解題方法，使其解題技巧得以有效鍛煉和提升.

在高中化學(xué)解題教學(xué)活動(dòng)中，難題數(shù)量越來(lái)越多，運(yùn)用常規(guī)方法很難求解答案，還容易出現(xiàn)錯(cuò)誤，教師就要指引學(xué)生嘗試應(yīng)用逆向思維思考，使其克服解題中遇到的障礙與困難，拓寬自身的解題思路，進(jìn)而發(fā)展他們的化學(xué)思維.