逆向思維在高中化學解題中的運用

王幼琴

摘 要：社會的不斷發(fā)展，對教育的重視程度變得越來越高，教學方式也出現(xiàn)了多樣化。本文就逆向思維在高中化學教學中應用進行分析和探討，通過教學實踐，得出更好地解決問題的應用策略，使得高中化學的教學更有效率，以達到預想的教學效果。

關(guān)鍵詞：逆向思維;高中化學;能力

逆向思維又稱為求異思維，逆向思維與傳統(tǒng)的思考方式不同，是一種創(chuàng)新型的思維方式。是指在進行問題的思考時，對某些事物或觀點反向思考的思維方式。在高中化學教學過程中，結(jié)合學生教學的實際情況，培養(yǎng)學生運用逆向思維解決問題的能力，已被越來越多的高中化學教師認可。

一、逆向思維方式

逆向思維在我們工作、學習和生活中，有非常廣泛的作用。逆向思維也是一種聰明的思考方式，當一個人懂得反其道而思之的時，就有可能從一些司空見慣的事情中找到突破點，能從問題的相反角度不斷去探索，給人樹立新的思考空間，發(fā)掘新的發(fā)展方向，找尋新的成功機遇。但在初中階段，絕大部分的學生并沒有養(yǎng)成逆向思考問題習慣。究其原因，是因為通常遇到的問題多是常規(guī)正向思維就可解決，需逆向思維的問題遇到的頻次相對較少，這樣正向思維得到了更多地培養(yǎng)，逆向思維的培養(yǎng)則較少。要擴展培養(yǎng)學生思維能力，就有必要在教學上有意培養(yǎng)和強化逆向思維。如何培養(yǎng)逆向思維呢？最常用的方法是通過習題的逆向分析和訓練培養(yǎng)逆向思維。雖然開始培養(yǎng)逆向思維的過程中，會有沖突和別扭的感覺。但是，經(jīng)過長期訓練過后，自然會運用逆向思維的思考問題。這樣，學生不僅擁有了正向思維，還擁有了逆向思維，將這兩種思維相互結(jié)合，就能擁有更強的思維能力，為學生之后的發(fā)展提供一個良好的基礎(chǔ)。

運用逆向思維解決高中化學的常見問題，對于學生的成績的提高起著至關(guān)重要的作用。高中化學常見題型主要有，判斷題、選擇題、推斷題、計算題以及實驗設(shè)計題。在解題的過程中，原有的教學方式往往是沿著題給信息的正方向來尋求思考解決的方法，但有些習題中正向的思考方法并不能很快得出答案，通過逆向思維的方式，反而使問題簡單化，從而提高解題效率。事實證明在上述題型中均可以應用逆向思維，使問題變得簡單化。運用逆向思維可讓學生從不同的角度看待他高中化學問題，達到預想的教學效果。

二、在高中化學的判斷題中運用逆向思維

在高中教學過程中，可應用逆向思維進行相關(guān)問題的解決同時再次培養(yǎng)了學生的逆向思維能力。在高中化學新課中，有一種常見的題型是判斷題（有些判斷題也可通過選擇題中某個選項的呈現(xiàn)）。相較于高中化學中的其他題型，判斷題一般出題的知識點為基礎(chǔ)知識，在解題過程中所需時間較少，對于知識量的要求也不是很高，但對概念的辨別及定理的本質(zhì)理解程度要求則高。所以對于某些判斷題，需要運用逆向思維，將個人知識庫中的化學知識轉(zhuǎn)化為題目已知條件，逆向分析已知條件，得出相關(guān)的結(jié)論。以下通過幾個案例來，介紹高中化學判斷題中需要運用逆向思維解決問題的題目。例如：為了讓學生真正地掌握化合價的概念，讓學生進行題目的練習，下面則是關(guān)于化合價概念的辨析題：

例題1判斷題：一種元素在一種化合物中只能顯示一種化合價。（正確打?qū)，錯誤打X）。在化合價的學習過程中，如果化合價概念沒有正確的理解，部分學生用正向思維方式，是可列舉很多種化合物，發(fā)現(xiàn)：“一種元素在一種化合物中的確顯示一種化合價”，得出該題正確的錯誤結(jié)論（在解題中也會發(fā)現(xiàn)不可能把所有的化合物列舉完全）。若如果運用逆向思維的解題策略：顯而易見只要能找到一種化合物，它中的同一化學元素有兩種化合價，如NH4NO3中，氮元素的化合價就有—3和+5兩種，問題就變得簡單起來，就可得出結(jié)論是錯誤的。同理判斷：具有相同質(zhì)子數(shù)的微粒一定是同種元素（正確打?qū)，錯誤打X）就不必列舉質(zhì)子數(shù)相同的所有微粒，只要列舉出一個具有相同質(zhì)子數(shù)卻不是同一元素的例子。例如，Na、氨氣、水，它們都有10個質(zhì)子，很明顯就證明該結(jié)論是錯誤的。

三、在高中化學的選擇題中運用逆向思維

在高中化學的教學過程中，如果學生有主觀能動性、獨立思考的能力，對逆向思維的培養(yǎng)有很大幫助，更有利于學生今后的發(fā)展。高中化學選擇題的解答過程中，可以培養(yǎng)學生運用逆向思維進行化學選擇題的問題解決的能力，使復雜的計算題簡單化。

例題2：某興趣小組將5.1g的Mg、Al合金投入500mL的2mol/L的鹽酸中，充分溶解后，逐滴滴加4mol/L的NaOH溶液，要使生成的沉淀最多，則應加入的NaOH溶液的體積是為：A.200mL;B.250mL;C.425mL;D.560mL

如果按照原有的方法進行題目的解答，需要注重過程，分次列出多個方程式，進行多步計算，這將花費大量的時間來運算，而且不能很好的解決的問題。為了解決該題目可以采用一項思維的方式，在解題的過程中不要注重過程，注重其題目的目的，根據(jù)本題可以得知，進行該實驗的最終目的為使生成的沉淀最多，Mg、Al合金溶解在過量的鹽酸中，得到氯化鎂、氯化鋁、鹽酸混合溶液，向該溶液中加入4mol/L的NaOH溶液，若要使生成的沉淀最多，則氫氧化鈉首先應該中和剩余的HCl，再與氯化鎂、氯化鋁反應得到氫氧化鎂、氫氧化鋁沉淀，此時溶液中溶質(zhì)為NaCl，根據(jù)氯離子守恒可知，n（NaCl）=n（HCl）=0.5L×2mol/L=1mol，根據(jù)鈉離子守恒可得，n（NaOH）=n（NaCl）=1mol，需要氫氧化鈉的體積為：1mol4mol/L=0.25L=250mL，因此該題目的答案為250ml。

四、在高中化學的推斷題中運用逆向思維

化學推斷題常分為無機和有機推斷，除了知識儲備量大之外，它更需要學生把正向思維和逆向思維相互結(jié)合應用。

例3（如2020年7月浙江省普通高校招生如化學選考科目考試的第31題）

某研究小組以鄰硝基甲苯為起始原料，按下列路線合成利尿藥美托拉宗。

已知：

請回答：

（1）下列說法正確的是________。

A.反應Ⅰ的試劑和條件是Cl2和光照

B.化合物C能發(fā)生水解反應

C.反應Ⅱ涉及加成反應、取代反應

D.美托拉宗的分子式是C16H14ClN3O3S

（2）寫出化合物D的結(jié)構(gòu)簡式________。

本題的關(guān)鍵是A的結(jié)構(gòu)簡式的確定。用逆向思維方式結(jié)合C可或推知鄰硝基甲苯到A是鹵素原子的取代，才可知A為;A→C為硝基的還原、氨基的乙?；?C→D是甲基的氧化，D應為。

五、在高中化學的實驗設(shè)計題目中運用逆向思維

相較于其他題目而言，高中化學實驗設(shè)計的題目靈活度比較高，對于學生的知識儲備量的要求也高，因此，在進行相關(guān)實驗的過程中，學生花費的時間和精力也比較多，為了讓學生的得到較高分數(shù)，在進行平時的題目練習的過程中，需要充分的考慮到相關(guān)的題目，在解題過程中，進行靈活的思考，選擇合適的解題策略，部分的題目可以運用到逆向思維的方式，通過逆向思維，進行相關(guān)題目的解答，節(jié)省時間，并且也可以提高相關(guān)的題目的準確性，達到預想的教學目的，讓學生的高中化學成績得到進一步的提高，使得學生的綜合素養(yǎng)達到教育部門的要求。

例題4，在黃銅礦冶煉銅的過程中，產(chǎn)生的爐渣中可能含有氧化鐵、氧化亞鐵、二氧化硅、三氧化二鋁等，請選擇以下提供的試劑，設(shè)計實驗驗證爐渣中含有氧化亞鐵。試劑有：稀鹽酸、稀硫酸、硫氰化鉀溶液、酸性高錳酸鉀溶液、氫氧化鈉溶液、碘水。本題關(guān)鍵是選擇哪些試劑？逆向思考，從所給試劑分析，反應后顏色有明顯變化的是：硫氰化鉀溶液、酸性高錳酸鉀溶液、碘水，排除硫氰化鉀和碘水不可能，只有酸性高錳酸鉀溶液可以驗證，所以用稀硫酸浸取，所得溶液使酸性高錳酸鉀溶液褪色就能說明含有亞鐵離子，從而才進行下步的實驗設(shè)計。

六、在高中化學的計算題中應用運用逆向思維

高中化學的計算題的解答過程中，可以發(fā)現(xiàn)，計算題審題需要更加充分，題目中有些已知條件的確需要用到，而在部分情況下，有些已知條件是用來混淆視聽的，這需要我們通過認真審題，分析相關(guān)問題的要點所在，找到需要用到的條件，再進行推理計算，，達到高效解題的目的。

例題5，已知某烴的分子式為C12H12，假設(shè)萘環(huán)上的二溴代物中有9種同分異構(gòu)體，根據(jù)這一條件判斷萘環(huán)四溴代物的同分異構(gòu)體數(shù)量是幾種。

在解決本題目之前，首先需要了解的背景知識點：什么是同分異構(gòu)體，同分異構(gòu)體有什么特征。在化學中，有著相同分子式的分子，各原子間的化學鍵常常是相同的;但是原子的排列卻是不同的。也就是說，它們有著不同的“結(jié)構(gòu)式”。許多同分異構(gòu)體有著相同或相似的化學性質(zhì)，但如果是官能團異構(gòu)的同分異構(gòu)體（即官能團不同），那么化學性質(zhì)不同，因為有機物的化學性質(zhì)主要由官能團決定。同分異構(gòu)現(xiàn)象是有機化合物種類繁多數(shù)量巨大的原因之一。有機物中的同分異構(gòu)體分為構(gòu)造異構(gòu)和立體異構(gòu)兩大類。具有相同分子式，分子中原子或基團連接的順序不同的，稱為構(gòu)造異構(gòu)。在分子中原子的結(jié)合順序相同，而原子或原子團在空間的相對位置不同的，稱為立體異構(gòu)。構(gòu)造異構(gòu)又分為（碳）鏈異構(gòu)、位置異構(gòu)和官能團異構(gòu)（異類異構(gòu)）。立體異構(gòu)又分為構(gòu)象和構(gòu)型異構(gòu)，而構(gòu)型異構(gòu)還分為順反異構(gòu)和旋光異構(gòu)（又稱對映異構(gòu)）。本題是求萘環(huán)上四溴代物的同分異構(gòu)體數(shù)目，不需要考慮官能團異構(gòu)和碳鏈異構(gòu)，只求官能團的位置異構(gòu)，如按通常做法，由于數(shù)量多，極易出現(xiàn)錯數(shù)、漏數(shù)的現(xiàn)象，為了減少這種現(xiàn)象的發(fā)生，達到預想的效果，可以運用逆向思維的解題方式，減少錯誤率，同時，也可以減少做題所花費的時間。由題目的已知條件可以得知，二溴代物有9種同分異構(gòu)體，萘環(huán)上只有6個氫原子可以被溴取代，也就是說，每取代4個氫原子，就肯定剩下2個氫原子未取代，也就是，取代四個氫原子和取代兩個氫原子的同分異構(gòu)體的個數(shù)是相同的，通過題目的已知條件，二溴代物有9種萘環(huán)上四溴代物的同分異構(gòu)體有9種。

結(jié)束語

綜上所述，在進行高中化學教學的過程中，需要運用逆向思維的方式進行相關(guān)題目的解答，在解題過程中，充分的培養(yǎng)學生運用逆向思維解題的能力，使得學生的解題效率更加的高效，不斷地進行運用方式的改進，讓學生真正地擁有逆向思維的能力，提升學生的綜合素養(yǎng)，達到預想的教學目標。

參考文獻

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