逆向思維在高中化學(xué)解題中的應(yīng)用

摘 要：在解題教學(xué)中，由于高中化學(xué)試題難度較大，比較復(fù)雜，當(dāng)通過正向思維難以處理時，教師可指導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用逆向思維，讓他們順利突破難題障礙.據(jù)此，文章結(jié)合具體案例探討了逆向思維在高中化學(xué)解題中應(yīng)用的方法.

關(guān)鍵詞：逆向思維；化學(xué)解題；高中化學(xué)

中圖分類號：G632? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ?文章編號：1008-0333（2023）27-0095-03

收稿日期：2023-06-25

作者簡介：湯方喜（1982.12-），男，安徽省利辛人，本科，中學(xué)一級教師，從事高中化學(xué)教學(xué)教研.

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?qū)α⒚姘l(fā)展，基于問題相反視角展開深入探索，促進(jìn)新思想的樹立與新形象的創(chuàng)立.在高中化學(xué)解題教學(xué)中，當(dāng)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(lǐng)學(xué)生應(yīng)用逆向思維，從問題結(jié)論往回推導(dǎo)，進(jìn)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(xué)解題訓(xùn)練中應(yīng)用逆向思維，一方面能夠有效提高學(xué)生的解題效率，他們通過逆向思維的應(yīng)用，能夠掌握題干中的關(guān)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(xué)會辯證的思考與分析問題，靈活使用所學(xué)的化學(xué)知識點進(jìn)行解題，達(dá)到學(xué)以致用的效果，在逆向思維中促使自己將學(xué)過的化學(xué)知識要點聯(lián)系起來；從另一方面來講，能夠促進(jìn)學(xué)生深層分析與理解化學(xué)試題的含義，達(dá)到深度學(xué)習(xí)的目的，使其在解題訓(xùn)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(nèi)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(jìn)與不斷深化，高中化學(xué)教學(xué)應(yīng)突出拓展性與延伸性，在解題教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的逆向思維是相當(dāng)有必要的，使其掌握解答化學(xué)試題的方法與竅門，拓展學(xué)習(xí)的廣度和深度，讓他們結(jié)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(xué)解題中的實踐應(yīng)用

2.1 運用逆向思維分析題干，快速處理客觀化學(xué)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(jìn)行詳細(xì)、完善的解題流程，與逆向思維有著極強(qiáng)的適配性，學(xué)生可以根據(jù)題干中的關(guān)鍵信息迅速找準(zhǔn)做題突破口，使其確定解題方法，讓他們很快地求出結(jié)果.在高中化學(xué)客觀題解題訓(xùn)練中，教師可指導(dǎo)學(xué)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(nèi)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(xué)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(nèi)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(xué)生結(jié)合所學(xué)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(yīng)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(xué)解題教學(xué)來說，審題不僅是學(xué)生做題的第一個環(huán)節(jié)，還是極為關(guān)鍵的一環(huán)，只有把題意審清才可以透徹理解題目內(nèi)容，才能夠把頭緒理清，明確解題的基本方向與思路，使其準(zhǔn)確、快速地得到結(jié)果.綜合題是高中化學(xué)解題訓(xùn)練中一種比較常見的題型，學(xué)生處理這類題目時需具備較強(qiáng)的審題能力，教師可提醒他們應(yīng)用逆向思維重新審理題目內(nèi)容，確定題干中各個信息的聯(lián)系，使其精準(zhǔn)把握題目中的核心內(nèi)容，從而得到正確答案[4].

例2 有一種沒有驗證過的液體，經(jīng)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(zhì)量分?jǐn)?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(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)與物質(zhì)的量的濃度.

分析 在解答這類題目時，學(xué)生要先根據(jù)氫、氧、氮三種元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)來求出物質(zhì)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(zhì)量分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量等化學(xué)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(xué)元素，結(jié)合高中化學(xué)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(guān)信息進(jìn)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(zhì)量分?jǐn)?shù)與物質(zhì)的量的濃度.

2.3 巧妙運用逆向思維方式，助推學(xué)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(jìn)行挑戰(zhàn)，能夠突破傳統(tǒng)思維定勢的束縛，擺脫由經(jīng)驗和習(xí)慣所導(dǎo)致的固定思維認(rèn)知與模式的禁錮，突顯新穎和個性.在高中化學(xué)解題訓(xùn)練中，教師需要指引學(xué)生學(xué)會使用逆向思維的方式分析題目內(nèi)容與解題，使其產(chǎn)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(xué)進(jìn)行化學(xué)實驗探究時，選取質(zhì)量是4 g的鐵粉、鎂粉、鋅粉混合物，把它們與一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)是25%的稀硫酸進(jìn)行反應(yīng)，剛好可以完成反應(yīng)，然后將水全部蒸發(fā)出來后，固體物質(zhì)的質(zhì)量是100 g，則在這一反應(yīng)過程中生成的氫氣質(zhì)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(jìn)行運算，顯得計算量比較大，而且還會涉及到等式中的化學(xué)變量，使用逆向思維時，學(xué)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(xué)方程式之中，并借助質(zhì)量守恒定律得出在100 g的固體物質(zhì)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(zhì)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(xué)生梳理正確解題思路

從相反的視角進(jìn)行思考，是逆向思維的體現(xiàn)與應(yīng)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(xué)解題教學(xué)來說，教師指導(dǎo)學(xué)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(zhǔn)確的解題流程，盡量把計算步驟進(jìn)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(zhì)量分?jǐn)?shù)不同的硫酸溶液，將這兩種質(zhì)量相同的硫酸溶液進(jìn)行混合，得到的溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)是a%，把這兩種體積相同的硫酸溶液進(jìn)行混合，得到的溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)是b%.將兩種質(zhì)量相同質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同的乙醇溶液進(jìn)行混合，得到的溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)同樣為a%，把這兩種體積相同的乙醇溶液進(jìn)行混合，得到的溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)是c%，則a、b、c之間的大小關(guān)系是（? ）.

A.a＞b＞c? ? ?B.b＞a＞c

C.c＞a＞bD.a＞c＞b

分析 學(xué)生可以根據(jù)已學(xué)的化學(xué)知識展開分析，知道當(dāng)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(dāng)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(zhì)量分?jǐn)?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(dāng)把兩者體積一定的乙醇溶液進(jìn)行混合時，溶液的質(zhì)量分?jǐn)?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(jìn)行發(fā)散，有效拓展學(xué)生解題空間

在一般情況下，正向思維比較習(xí)慣于單方向的思考，追求的是唯一的正確結(jié)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(xué)解題教學(xué)中，學(xué)生不僅要學(xué)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(jìn)行發(fā)散性思考，使其基于問題的結(jié)論進(jìn)行倒推，反過來思考，拓展自身的解題空間，將復(fù)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(xué)反應(yīng)，然后替換成其它原子或原子團(tuán)，像當(dāng)用氯原子替代時，將會產(chǎn)生四種不一樣的物質(zhì)，即為CCl4、CHCl3、CH2Cl2、CH3Cl，而且在以上四種產(chǎn)物當(dāng)中，只有其中一種產(chǎn)物的生成可以驗證甲烷分子的平面結(jié)構(gòu)并非正方形，而是一種正四面體結(jié)構(gòu)，請問是四種物質(zhì)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(xué)生可使用逆向思維法來解題，如果甲烷的結(jié)構(gòu)為平面正方形，CCl4、CHCl3、CH3Cl都可以繪制出一種結(jié)構(gòu)，但是CH2Cl2具有兩個不相同的結(jié)構(gòu)形態(tài)，如圖1所示，由此可見與題目中給出的四種物質(zhì)有著明顯不同，從而證明甲烷的結(jié)構(gòu)不是平面正方形，即根據(jù)CH2Cl2可以說明甲烷的結(jié)構(gòu)為正四面體.

參考文獻(xiàn)：

［1］ 孫凌云.高中化學(xué)解題中逆向思維的應(yīng)用[J].名師在線，2022（23）：67-69.

[2] 史永利.如何在高中化學(xué)解題中應(yīng)用逆向思維[J].高考，2022（11）：147-149.

[3] 沈剛.逆向思維在高中化學(xué)解題過程中的應(yīng)用[J].數(shù)理化學(xué)習(xí)（教研版），2021（10）：9-10.

[4] 王幼琴.逆向思維在高中化學(xué)解題中的運用[J].高考，2021（24）：67-68.

[5] 殷彩春.高中化學(xué)解題中逆向思維的應(yīng)用[J].數(shù)理化解題研究，2021（19）：104-105.

[6] 季蘭香.高中化學(xué)解題中的逆向思維探析[J].中學(xué)生數(shù)理化（教與學(xué)），2019（11）：84.

[7] 黃麗.逆向思維在高中化學(xué)解題中的運用[J].高中數(shù)理化，2019（14）：60-61.

［責(zé)任編輯：季春陽］