高中化學(xué)解題的假設(shè)性思維

浙江省杭州市蕭山區(qū)第三高級(jí)中學(xué) 何梁君

在高中化學(xué)教學(xué)中，教師教授學(xué)生科學(xué)的解題方法十分重要，并通過(guò)引導(dǎo)使學(xué)生養(yǎng)成高效率的解題思維。只有這樣才能使學(xué)生慢慢提高解題效率，從而增加學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)自信，影響學(xué)生的性格，使其具有不畏懼艱難和挑戰(zhàn)的精神，將自己平時(shí)所積累的經(jīng)驗(yàn)應(yīng)用到考試中，為高考夯實(shí)學(xué)習(xí)根基。

一、假設(shè)性思維的理論介紹

在應(yīng)用假設(shè)性思維時(shí)，應(yīng)該對(duì)假設(shè)性思維有系統(tǒng)地了解，包括假設(shè)性思維的由來(lái)，在高中化學(xué)解題中的優(yōu)勢(shì)，假設(shè)性思維的分類(lèi)。

（一）假設(shè)性思維的由來(lái)

大膽假設(shè)是科學(xué)驗(yàn)證的重要環(huán)節(jié)。胡適曾說(shuō)過(guò)：“大膽假設(shè)，小心求證。”并將其作為一生的求學(xué)方針，對(duì)我國(guó)近代科學(xué)產(chǎn)生了巨大的影響?？梢哉f(shuō)這就是假設(shè)性思維的基本概念。從科學(xué)角度解釋假設(shè)性思維的話，則是以已知的科學(xué)原理和事實(shí)材料為基礎(chǔ)，對(duì)事物存在的原因、普遍規(guī)律、因果關(guān)系進(jìn)行進(jìn)一步的推理和假定，從而得出結(jié)果。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，即在沒(méi)有足夠的證據(jù)和事實(shí)依據(jù)的情況下，基于科學(xué)的基礎(chǔ)，用一個(gè)不確切的命題、原則進(jìn)行推理，再對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)證。

（二）假設(shè)性思維的優(yōu)勢(shì)

假設(shè)性思維應(yīng)用在解題過(guò)程中，具有很強(qiáng)的實(shí)用性，且可以廣泛應(yīng)用到其他學(xué)科上。應(yīng)用過(guò)程也非常容易理解，即在已知條件下先對(duì)其結(jié)果進(jìn)行假定，根據(jù)假定的結(jié)果和所具備的條件進(jìn)行具體的推理和計(jì)算，進(jìn)而驗(yàn)證是否與假定結(jié)果相符合。在化學(xué)解題中，通過(guò)假設(shè)性思維，可以分解問(wèn)題，弱化問(wèn)題的難度。

（三）假設(shè)性思維的具體分類(lèi)

可以將假設(shè)性思維概括為以下三種類(lèi)型，即過(guò)程假設(shè)法、極端假設(shè)法、賦值假設(shè)法。其中，不同的假設(shè)性思維適用于不同的化學(xué)題類(lèi)型，在應(yīng)用過(guò)程中教師應(yīng)將每一種假設(shè)性思維的方法、特點(diǎn)、功能、適用范圍告知學(xué)生，以便學(xué)生有針對(duì)性地選擇使用。筆者將三種假設(shè)法的特點(diǎn)、功能、適用范圍整理成表格，見(jiàn)表1。

表1 假設(shè)性思維具體分類(lèi)

二、高中化學(xué)解題中的常見(jiàn)問(wèn)題

根據(jù)筆者的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，目前很多高中生面對(duì)化學(xué)題時(shí)經(jīng)常摸不著頭腦，不知從何開(kāi)始，思路僵化，解題效率和質(zhì)量不高。筆者將學(xué)生的常見(jiàn)問(wèn)題總結(jié)為以下幾個(gè)方面。

（一）解題不得其法

目前，很多高中生在化學(xué)解題過(guò)程中存在著這樣的問(wèn)題，即化學(xué)解題過(guò)程中不得其法，導(dǎo)致出現(xiàn)較為嚴(yán)重的錯(cuò)誤?；瘜W(xué)是一門(mén)自然學(xué)科，在進(jìn)行解題時(shí)應(yīng)遵循化學(xué)法度，結(jié)合自己所學(xué)的知識(shí)，腳踏實(shí)地、循環(huán)漸進(jìn)地進(jìn)行解題，從而得出化學(xué)答案。只有這樣才具備化學(xué)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)素養(yǎng)，在化學(xué)學(xué)習(xí)中穩(wěn)步前進(jìn)。但是達(dá)到這一要求的學(xué)生少之又少。

（二）思路僵化

高中化學(xué)題考查的較為綜合，需要學(xué)生在面對(duì)形形色色的化學(xué)題目時(shí)，快速地對(duì)各種化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行思考。但是學(xué)生在思考過(guò)程中會(huì)受到很大的阻礙，難以進(jìn)行下一步的思考，這降低了學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)效率。學(xué)生也很容易陷在里面出不來(lái)，導(dǎo)致學(xué)習(xí)陷入僵局，這對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)和發(fā)展是非常不利的。

（三）解題效率低

受多種因素的影響，學(xué)生的解題效率低。筆者認(rèn)為造成這一現(xiàn)象的主要原因是學(xué)生自身的化學(xué)學(xué)習(xí)效率不高，學(xué)生往往花費(fèi)較多的時(shí)間和精力，卻沒(méi)有取得理想的學(xué)習(xí)效果，這不僅阻礙了學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)道路，甚至?xí)驌魧W(xué)生的學(xué)習(xí)自信心、能動(dòng)性。

三、培養(yǎng)學(xué)生假設(shè)性思維的建議

在高中化學(xué)教學(xué)中，為了提高學(xué)生的假設(shè)性思維，教師還應(yīng)該從日常的教學(xué)入手。對(duì)此，筆者從四個(gè)方面提出具體的建議。

（一）教師需不斷豐富教學(xué)方法

教師在化學(xué)教學(xué)過(guò)程中，首先應(yīng)該使高中生使用正確的化學(xué)學(xué)習(xí)方法激活自我的思想，并且學(xué)會(huì)如何在化學(xué)學(xué)習(xí)中不斷補(bǔ)齊自身的學(xué)習(xí)短板和打破學(xué)習(xí)局限，只有這樣才能使自身的學(xué)習(xí)有所提高。假設(shè)法就是一種科學(xué)的方法，教師將其作為化學(xué)解題的方法教授給學(xué)生，使學(xué)生在面對(duì)化學(xué)題目時(shí)通過(guò)假定結(jié)果，將其化難為簡(jiǎn)。

（二）使學(xué)生形成系統(tǒng)化的化學(xué)解題思維

在高中化學(xué)教學(xué)中，為了使學(xué)生的學(xué)習(xí)效果得到不斷提高，形成系統(tǒng)性的化學(xué)解題思維，教師還應(yīng)該采取不同類(lèi)型的教學(xué)方法，使學(xué)生形成化學(xué)解題思維，進(jìn)而提高自身的學(xué)習(xí)成果。具體來(lái)說(shuō)，很多高中學(xué)生在解答化學(xué)問(wèn)題時(shí)，腦子里缺乏思路，不知道該從哪里入手，出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因包括兩方面：一方面是學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)薄弱；另一方面則是缺乏解題經(jīng)驗(yàn)，導(dǎo)致學(xué)生的化學(xué)解題思維受限。因此，作為化學(xué)教學(xué)工作者，就應(yīng)該根據(jù)學(xué)生的這一問(wèn)題，將假設(shè)法應(yīng)用到教學(xué)中去，激發(fā)學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)思維，令學(xué)生的學(xué)習(xí)能力得到質(zhì)的提高。根據(jù)筆者自身經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，長(zhǎng)期通過(guò)這種學(xué)習(xí)方法訓(xùn)練學(xué)生，學(xué)生就會(huì)形成正確的化學(xué)解題思維。

（三）使化學(xué)學(xué)習(xí)的氛圍變得更加活躍

學(xué)習(xí)氛圍對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果會(huì)帶來(lái)一定程度的影響。假設(shè)班級(jí)內(nèi)處于積極向上的氛圍，都以提高自身的解題能力作為目標(biāo)，那么學(xué)生之間也會(huì)相互激勵(lì)，并互相借鑒好的學(xué)習(xí)方法，這樣有助于全體學(xué)生達(dá)成良好的化學(xué)解題素養(yǎng)。因此，這就需要教師通過(guò)假設(shè)法的教學(xué)方法來(lái)激發(fā)全體學(xué)生的思維動(dòng)力，從而使班級(jí)處于一個(gè)積極、活躍的狀態(tài)。除此之外，只有這些是不夠的，教師還應(yīng)該加強(qiáng)培養(yǎng)學(xué)生正確的化學(xué)學(xué)習(xí)態(tài)度，才能讓他們?cè)诨瘜W(xué)學(xué)習(xí)中克服每一個(gè)難題。

（四）結(jié)合實(shí)際案例分析如何運(yùn)用假設(shè)法

除了將假設(shè)法教授給學(xué)生之外，還應(yīng)該通過(guò)實(shí)際案例使學(xué)生了解，為什么要用假設(shè)法，哪種題型應(yīng)選擇哪一種類(lèi)型假設(shè)法。對(duì)此，筆者結(jié)合實(shí)際案例對(duì)三種假設(shè)法的應(yīng)用做出闡述。

1．過(guò)程假設(shè)法的應(yīng)用

過(guò)程假設(shè)法簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是將較為復(fù)雜的變化過(guò)程簡(jiǎn)單化，通常適用于化學(xué)平衡過(guò)程和反應(yīng)過(guò)程。

例如，當(dāng)溶液中紅色物質(zhì)或離子，與另一種物質(zhì)或離子都能發(fā)生反應(yīng)時(shí)，反應(yīng)過(guò)程比較復(fù)雜。這時(shí)假設(shè)無(wú)法直接判斷其反應(yīng)順序時(shí)，則可以利用過(guò)程假設(shè)法。筆者以圖形的方式將過(guò)程假設(shè)法的解題模型進(jìn)行展示。當(dāng)學(xué)生遇到該類(lèi)題型時(shí)，則可以按照這種解題思路進(jìn)行假設(shè)。具體見(jiàn)圖1。

圖1 過(guò)程假設(shè)法解題模型

2．極端假設(shè)法的應(yīng)用

極端假設(shè)法是高中化學(xué)解題過(guò)程中較為常用的假設(shè)方法，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是從極端的角度出發(fā)，將問(wèn)題的難度化簡(jiǎn)，經(jīng)常適用于取值范圍、混合物的相關(guān)計(jì)算、等效平衡的初始狀態(tài)等題型。

例如，在一定條件下，CO和水蒸氣在密閉容器內(nèi)發(fā)生反應(yīng)，CO＋H2→—O CO2＋H2，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，測(cè)得其中的CO2的物質(zhì)的量為0．6mol，已知初始狀態(tài)下，CO的物質(zhì)的量為1mol，現(xiàn)在容器中再通入4mol水蒸氣，再次達(dá)到平衡時(shí)，容器中CO2的物質(zhì)的量（ ）。

A．等于0．6mol B．等于1mol

C．大于0．6mol，小于1mol D．大于1mol

這是一道典型的求范圍的題目，特殊的地方在于此反應(yīng)為可逆反應(yīng)?？赡娣磻?yīng)在達(dá)到平衡時(shí)，如果增加反應(yīng)物的濃度，會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)的平衡正向移動(dòng)，題目中水蒸汽的濃度會(huì)變大，CO濃度保持不變，隨即平衡正向移動(dòng)，CO2的轉(zhuǎn)化率會(huì)提高，但不會(huì)完全反應(yīng)。題目中，第一次達(dá)到反應(yīng)平衡時(shí)，CO2的物質(zhì)的量為0．6mol，通入水蒸氣后，反應(yīng)正向進(jìn)行，CO2的物質(zhì)的量必然增加，但無(wú)法確定具體增加多少。此時(shí)可以應(yīng)用極端假設(shè)法，假設(shè)CO完全反應(yīng)，1mol的CO可以生成1mol的CO2，可以得出CO2的實(shí)際值必然在0．6mol到1mol之間，因此答案選C。

3．賦值假設(shè)法的應(yīng)用

賦值假設(shè)法即題干沒(méi)有給出明確的數(shù)據(jù)，這時(shí)就需要通過(guò)賦值假設(shè)法給予某一化學(xué)量一個(gè)定值，使得抽象的問(wèn)題具體化。賦值假設(shè)法通常適用于數(shù)值大小比較和無(wú)數(shù)值計(jì)算等題型。

例如，將等量的N2、O2以及CO2混合氣體加入過(guò)氧化鈉之后進(jìn)行干燥，這些混合氣體的體積變?yōu)樵瓉?lái)的8／9，在發(fā)生反應(yīng)前后溫度以及壓力都在相同條件下，這時(shí)混合氣體中N2、O2以及CO2的物質(zhì)的量比是（ ）。

A．6∶9∶0 B．6∶7∶2

C．3∶3∶2 D．3∶4∶1

這時(shí)，假設(shè)原有的混合氣體中N2、O2以及CO2的體積都是3V，在與過(guò)氧化鈉結(jié)合時(shí)只有CO2發(fā)生反應(yīng)：2Na2O2＋2CO2═══2Na2CO3＋O2。通過(guò)計(jì)算得出反應(yīng)后的氣體總體積會(huì)下降1V。結(jié)合題目中，溫度以及壓力都沒(méi)有發(fā)生變化并且氣體的體積減小為8／9的已知條件，設(shè)參加反應(yīng)的CO2為x，則反應(yīng)后N2、O2、CO2的物質(zhì)的量比值為3∶（3＋0．5x）∶（3－x）。因此，這時(shí)混合氣體中N2、O2以及CO2的物質(zhì)的量比就是3∶4∶1，則選項(xiàng)D為正確答案。

通過(guò)上述三種假設(shè)法的實(shí)際舉例可以得知，假設(shè)法應(yīng)用在化學(xué)解題過(guò)程中能有效地幫助學(xué)生提高解題效率。但是需要提出的是，在運(yùn)用該方法時(shí)，應(yīng)保證假設(shè)的合理性，否則會(huì)加大解題難度，使過(guò)程變得更加煩瑣。所以，只有掌握上述內(nèi)容是不夠的，還需要重視假設(shè)的存在性、可靠性、等價(jià)性。筆者建議，在進(jìn)行假設(shè)時(shí)，可以通過(guò)題目給出的信息、反應(yīng)規(guī)律以及化學(xué)原理來(lái)對(duì)假設(shè)進(jìn)行判斷。因此，在實(shí)際過(guò)程中要正確利用假設(shè)法思維，才能發(fā)揮假設(shè)法在解題過(guò)程中的作用，將問(wèn)題簡(jiǎn)單化，使學(xué)生找到解決問(wèn)題的關(guān)鍵點(diǎn)。事實(shí)上，假設(shè)和猜想以及實(shí)驗(yàn)存在本質(zhì)上的聯(lián)系，都是探索的途徑。高中化學(xué)教師應(yīng)教會(huì)學(xué)生大膽假設(shè)，使其慢慢養(yǎng)成良好的解題思維，那么他們?cè)谌蘸蟮慕忸}和生活中也會(huì)去大膽地推理和假設(shè)，從而去探索發(fā)現(xiàn)未知的可能。

四、結(jié)語(yǔ)

本文圍繞高中化學(xué)解題的假設(shè)性思維展開(kāi)探討，目前高中生在面對(duì)化學(xué)題時(shí)經(jīng)常存在解題不得其法、思路僵化、解題效率低的問(wèn)題。而假設(shè)性思維是一種科學(xué)的解題方法，有助于學(xué)生打破解題困難的局面。因此，高中化學(xué)教師應(yīng)該將假設(shè)性思維的解題方法教授給學(xué)生，將此方法融入日常的做題和教學(xué)中，使學(xué)生逐漸形成假設(shè)性思維的解題模式，使其在遇到問(wèn)題時(shí)可以大膽假設(shè)，嚴(yán)謹(jǐn)求證。這樣學(xué)生不僅可以提高做題效率，還能從解題中養(yǎng)成不畏困難的精神。