王海波
摘? 要:在高中化學課堂上,隨著學科內(nèi)容和難度的增加,問題設(shè)置變得更加靈活。在解決問題的過程中,學生要通過對問題的分析、總結(jié)和歸納逐步提高自己的問題解決能力。學生在解決問題時,需要必須具備一種思維方式——逆向思維。如果學生總是從一個固定的角度進行思考,那么就有可能會走進“思維的死胡同”,從而影響問題解決的效果。同樣地,化學知識可能會有很多種不同的題目,這對學生的思維靈活性是非常大的挑戰(zhàn),因此高中階段的學生一定要形成逆向思維,這樣才能更好地解決問題。
關(guān)鍵詞:高中化學;解題;逆向思維;正向思考
高中化學知識兼具復雜性、邏輯性和抽象性等特征,學生所學習的化學知識越多,學習難度就越高。但是化學知識同時也具備了規(guī)律性和系統(tǒng)性,各個知識點之間有著密切的關(guān)聯(lián)性?;谏鲜鎏卣?,在解決化學問題時,學生運用逆向思維,并適當改變解題的思路,可以讓化學題目的解題流程變得更加簡單。
一、通過問題發(fā)散,培養(yǎng)逆向思維
逆向思維更利于發(fā)散學生的思維,從而形成與傳統(tǒng)解題方式不同的解題思路,為學生帶來新的思維發(fā)展方向;學生在解題的過程中,能夠在現(xiàn)有結(jié)論或已知問題的基礎(chǔ)上進行倒推,以此對猜測的正確性進行判定,從而達到簡化解決問題過程的目的。
比如,教師提出問題:“在甲烷中,氫原子可以被其他原子或原子團取代,當氯原子取代時,就會產(chǎn)生四個不同的物質(zhì),即CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4,并且這四個物質(zhì)中有一個能夠證明甲烷分子并不是平面正方形結(jié)構(gòu),而是正四面體結(jié)構(gòu),請同學們想一想,上述哪個物質(zhì)能夠證明這個結(jié)論?”
已知甲烷分子中,有C、H兩個原子,它所形成的C-H鍵也是一樣的,所以它在空間上有兩種形式,一種是平面正方形,另一種是正四面體。但如果用不同數(shù)目的氯原子取代,則會產(chǎn)生不同的C-Cl鍵。在解決這道題目時,教師可以發(fā)散學生的思維,指導學生進行逆向思考,即指導學生進行前提假定,假定當甲烷為平面正方形結(jié)構(gòu)時,CH3Cl、CHCl3、CCl4都只能制造出一種結(jié)構(gòu),然而CH2Cl2卻存在著兩種完全不同的形式,這與題干中所提到的四種物質(zhì)有著顯著區(qū)別,因此可以證實平面正方形的結(jié)構(gòu)是錯誤的,從這里就可以判斷出甲烷本身的結(jié)構(gòu)屬性。由此可見,在這個問題中,有一些知識點已知,在具體分析時,學生要采用逆向思考的思路,先對一個不正確的前提進行假定,然后再根據(jù)這個假定判定四種物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu),這樣就能發(fā)現(xiàn)其中的假定沖突,從而實現(xiàn)反推驗證。
二、通過推導,培養(yǎng)逆向思維
在高中化學的解題教學中,有些難題要循序漸進地得到解答,部分高中生在思考問題的過程中,可能缺少深入思考與分析,在簡單思考幾步之后,就急于開始解答題目,結(jié)果局限了自己的解題思路。為有效解決上述學習問題,在解題時,教師可以引導他們使用推導法,經(jīng)過一步一步推導,在實踐和思考的過程中,逐漸地發(fā)展學生的逆向思維。推導方法運用的關(guān)鍵,在于運用問題中已經(jīng)明確的題干信息進行逆向推理,逐漸尋找切入點,從而解答問題。在進行邏輯推導的過程中,學生的思維能夠有效擴展,這有助于他們理清問題中的關(guān)鍵點,尋找出解決問題的方法,從而提高解題效率。
比如,“a、b、c、d、e這五種物質(zhì)中包含相同的元素,有可能會發(fā)生一些轉(zhuǎn)化。其中a是單質(zhì),b是氣體,c和d都是氧化物,e是酸。請同學們想一想,a有可能是以下哪種單質(zhì)?第一種是Cl2,第二種是N2,第三種是S,第四種是Si?!泵鎸@樣一道推導問題,如果學生在回答時,僅依靠正向的思考方式,解題就會比較困難。此時教師可以引導學生運用逆向思維進行分析和推斷,這樣能很快得出結(jié)果。具體而言,教師可以指導學生先假定認為“a有可能是Cl2”,則其對應(yīng)的c和d氧化物這一條件將不能滿足,并且b為HCL,也不能保證c物質(zhì)是氧化物,可以將這一假定的觀點剔除。接下來,由學生沿著這樣的思考模式,繼續(xù)推導剩余的選項。如學生假定認為“a有可能是N2”,則b是NH3,c是NO,d是NO2,e是NHO3。在反應(yīng)中,氨催化氧化產(chǎn)生NO,然后與氯進行化學反應(yīng),產(chǎn)生氮氣,這個結(jié)果顯然與推斷的結(jié)果不一致,因此也可以排除這一假定的觀點。學生逐個進行推導,有效簡化了推理的整體流程,快速、精確地獲得了答案。
三、通過思維轉(zhuǎn)換,培養(yǎng)逆向思維
在過去的學習中,學生已經(jīng)積累了一些解題經(jīng)驗和解題技巧,并擁有了一些基本的化學知識基礎(chǔ),擁有的化學認識體系也越來越完善。基于此,教師在教學過程中,要側(cè)重進行解題思路的點撥、指導、啟發(fā),幫助學生掌握解決不同化學試題的技巧,再配合化學知識的靈活應(yīng)用,就能夠獲得較好的學習效果。對此,教師可以主動地對自己的教育模式進行調(diào)整、改進,用科學的問題解題練習來培養(yǎng)學生的逆向思維,通過對問題的分析和觀察,讓學生慢慢學會如何用化學知識解決實際問題,從而提高學生的化學問題解決能力。如可以通過設(shè)置正反向轉(zhuǎn)化的化學試題,利用相同的知識設(shè)置不同的題目,讓學生通過對這些問題的分析、總結(jié)和歸納,達到逆向解題的目的。在正反解題中,需要學生首先要進行正向思考,然后要進行逆向思考,這樣才能更好地培養(yǎng)逆向思維。
比如,教師提問:“為了避免水被Cr2O72-污染,通常會添加一種化學試劑,將其變成Cr3+。請同學們想一想,這個化學試劑是以下四種中的哪一種?第一種試劑是NaOH溶液,第二種試劑是FeCl3溶液,第三種試劑是明礬,第四種試劑是Na2SO3和H2SO4?!边@道問題的重點考查知識點是“氧化還原反應(yīng)”,在提出問題后,教師需要指導學生的解題過程,之后再進行逆向習題設(shè)計,這樣可以轉(zhuǎn)變學生的思維,使學生進行逆向思考。如“請同學們結(jié)合自身生活經(jīng)驗,思考在真實的生活中,Na2SO3和H2SO4能夠被用于做什么?”利用逆向問題讓學生展開思考,對逆向問題展開解析,能夠引導學生轉(zhuǎn)變思路,從與之相反的角進行思考和分析。學生在思維的轉(zhuǎn)變中,不僅鞏固了基礎(chǔ)知識,還提高了思考能力。
四、利用可逆性思考,培養(yǎng)逆向思維
逆向思維的特征是解題思路清楚,解題快速,它的應(yīng)用是以結(jié)果為條件,將其視為解決問題的起點,是反向解析化學反應(yīng)過程的一種解題方法。在化學問題的解題中,許多問題都可以通過逆向思維來高效求解,進而提升學生的化學綜合素質(zhì)。
比如,教師可以提問:“一質(zhì)量分數(shù)為25%的稀H2SO4,正好與4克鎂粉、鐵粉和鋅粉的混合物發(fā)生反應(yīng),在將水蒸發(fā)干凈后,能夠獲得100克的固態(tài)物質(zhì),請同學們想一想,其中所產(chǎn)生的氫氣的質(zhì)量是多少克?”如果用常規(guī)的方法解決這道問題,就必須把鎂粉、鐵粉和鋅粉的量都設(shè)置為未知數(shù),然后才能對它們進行單獨的分析和計算,這個過程很煩瑣,而且計算量也很大。如果采取逆向思維,學生就可以從以下角度進行分析:各種元素的質(zhì)量在反應(yīng)前后沒有改變,鎂粉、鐵粉、鋅粉都充分地參加了反應(yīng),并形成了硫酸鎂、硫酸亞鐵、硫酸鋅;在蒸發(fā)掉水分后,100克固體物質(zhì)為硫酸鎂、硫酸亞鐵、硫酸鋅的混合物,其中4克為鎂、鐵、鋅三種元素的總質(zhì)量,其余的SO42-質(zhì)量為96克。接下來,學生結(jié)合SO42-和H2在反應(yīng)中的關(guān)系,推算出產(chǎn)生氫的質(zhì)量為2克。
總之,解決問題是高中化學教學的關(guān)鍵。解決問題的水平與學生在高考中的表現(xiàn)有著密切聯(lián)系,并將對學生今后的發(fā)展起到重要作用。高中化學題型多樣,且每種題目都有關(guān)鍵得分,如果不能抓住每個題中的關(guān)鍵得分,將會對學生的考試成績造成很大的影響。逆向思維可以讓學生找到更多解決問題的方法,還可以訓練他們對問題的思考能力,使學生從多個方面考慮問題,以此抓住更多的關(guān)鍵信息。
參考文獻:
[1]孫凌云. 高中化學解題中逆向思維的應(yīng)用[J]. 名師在線:中英文,2022(23):67-69.
[2]殷彩春. 高中化學解題中逆向思維的應(yīng)用[J]. 數(shù)理化解題研究,2021(19):104-105.
[3]陳二雷. 培養(yǎng)逆向思維,發(fā)展化學素養(yǎng)[J]. 中學生數(shù)理化:教與學,2020(12):32.
(責任編輯:鄒宇銘)