例析逆向思維在化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

?江蘇省海安縣南莫中學(xué) 李 梅

例析逆向思維在化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

?江蘇省海安縣南莫中學(xué) 李 梅

化學(xué)是高考必考內(nèi)容之一，在理科綜合試卷中占有很大比例。逆向思維可以幫助學(xué)生開闊思路，讓他們?cè)凇吧街厮畯?fù)”中看見“柳暗花明”。

逆向思維是一種反向的思維方式，運(yùn)用得當(dāng)就會(huì)變成解決難題的一把利器。教師的職責(zé)就是將這把利器交給學(xué)生。本人具有多年高中化學(xué)實(shí)踐教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)如何培養(yǎng)學(xué)生的逆向思維有一定的研究。下面以一些例題為媒介，向各位同仁分享一二，不足之處，敬請(qǐng)斧正。

一、一物兩用，巧斷還原

有些化學(xué)計(jì)算題會(huì)出現(xiàn)在選擇題中，一個(gè)反應(yīng)物在化學(xué)反應(yīng)中可能存在兩種身份。有時(shí)候這兩種身份就是我們解題的關(guān)鍵，利用這一特點(diǎn)，運(yùn)用逆向思維有助于我們分析化學(xué)反應(yīng)中物質(zhì)的變化方向，從而解決問題。

例：（人教版化學(xué)《金屬銅》）a gCu可與含有b gHNO3的溶液恰好反應(yīng)。如果a：b=4:10.5，則被還原的HNO3的質(zhì)量為（ ）。

這道題考查學(xué)生的計(jì)算能力，在Cu與HNO3的反應(yīng)中，硝酸的濃度不同，產(chǎn)物也不同。如果這道題用正常的方法解決，即正向思維，則參加反應(yīng)的Cu與被還原的HNO3之間的量難以確定，這會(huì)給學(xué)生解題帶來(lái)障礙，很多學(xué)生可能因而放棄了解題。其實(shí)這道題并不難，運(yùn)用逆向思維，從反應(yīng)中未被還原的硝酸著手，問題就會(huì)迎刃而解。

在這個(gè)化學(xué)反應(yīng)中，HNO3扮演了兩個(gè)角色，既起到了酸的作用，也起到了還原劑的作用。正面解題有時(shí)難以下手，換個(gè)角度，逆向思考，問題就會(huì)變得容易。教師在教學(xué)中可有意識(shí)地引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行逆向思維，幫助他們解決正向思維難以解決的問題。

二、混合反應(yīng)，逆求氣體

上面的計(jì)算題是單一物質(zhì)的反應(yīng)，其中的一個(gè)反應(yīng)物有兩種身份。在一些比較常見的計(jì)算題中會(huì)出現(xiàn)混合反應(yīng)，相對(duì)單一物質(zhì)的反應(yīng)顯得稍微復(fù)雜些，但是逆向思維同樣可以起到作用。

在解混合反應(yīng)的相關(guān)計(jì)算題時(shí)，教師要提醒學(xué)生抓住這幾個(gè)反應(yīng)的共同之處，抓住解題的關(guān)鍵，同時(shí)更要注意，遇到正向思維無(wú)法解決的問題時(shí)，一定要想到逆向思維的作用。

例：（人教版化學(xué)習(xí)題）有4g混合物，只知道其由鋅粉、鐵粉、鎂粉按照一定的比例混合而成。混合物可恰好與一定質(zhì)量的濃度為25%的稀H2SO4完全反應(yīng)，待水分完全蒸發(fā)得到100g固體物質(zhì)，則在反應(yīng)中生成的氫氣的質(zhì)量為（ ）。

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

這是一道與混合反應(yīng)相關(guān)的化學(xué)計(jì)算題，在解題之初，我們要提醒學(xué)生，這個(gè)混合反應(yīng)的共同點(diǎn)是都能夠生成氫氣。通常情況下，從正向思維入手，將鋅粉、鐵粉、鎂粉的質(zhì)量分別設(shè)成未知數(shù)進(jìn)行分析，列出化學(xué)方程式，根據(jù)式子一個(gè)一個(gè)進(jìn)行計(jì)算。可想而知，整個(gè)計(jì)算的過程會(huì)有多么復(fù)雜，學(xué)生還沒有解出答案，腦子就已經(jīng)發(fā)懵了。這時(shí)候，若能及時(shí)回頭，采用逆向思維進(jìn)行分析，問題會(huì)變得簡(jiǎn)單得多。

我們都知道，化學(xué)反應(yīng)前后各元素的質(zhì)量不發(fā)生改變，因此我們可以直接根據(jù)結(jié)論來(lái)解題。得到的固體是硫酸鋅、硫酸鐵、硫酸鎂的混合物，而其中鋅、鐵、鎂的質(zhì)量我們是知道的，即4g。因此剩下的96g就全部來(lái)自于硫酸根，然后再根據(jù)氫氣與硫酸根的離子關(guān)系進(jìn)行計(jì)算，就能夠輕松得出生成氫氣的總質(zhì)量為2g的結(jié)論。正確答案為A。

從逆向思維角度解析這道題目，對(duì)學(xué)生思維的靈活性及敏感性的培養(yǎng)大有裨益，教師在實(shí)際課堂教學(xué)中對(duì)此加以針對(duì)性強(qiáng)化顯然十分必要。

三、圖像分析，反向判斷

圖像是命題人考查學(xué)生綜合分析能力的關(guān)鍵載體，此類題目也因此經(jīng)常出現(xiàn)。將化學(xué)學(xué)科知識(shí)和圖像有機(jī)結(jié)合也能考查學(xué)生對(duì)圖像中有用信息的提取及知識(shí)遷移能力。教師應(yīng)要求學(xué)生在解決圖像題時(shí)，一要看好圖像中各個(gè)要點(diǎn)，其次要注意解題方法。解題方法有多種，逆向思維同樣適用于圖像分析中。當(dāng)正面難以分析出解題策略時(shí)，我們可以考慮將圖像反過來(lái)，從后向前分析，或許會(huì)找到靈感。

例：（人教版化學(xué)習(xí)題）已知兩種質(zhì)量相同的金屬M(fèi) 和N，分別將其與足量的稀硫酸發(fā)生反應(yīng)，均生成了一定質(zhì)量的硫酸鹽和氫氣。通過實(shí)驗(yàn)記錄與總結(jié)，生成氫氣的質(zhì)量m與反應(yīng)時(shí)間t的關(guān)系如圖1所示：

圖1

（1）試分析M、N兩種金屬的活動(dòng)性強(qiáng)弱；

（2）據(jù)圖分析還能夠得出何種結(jié)論？

這道題考查的化學(xué)知識(shí)點(diǎn)與上面的例題差不多，只不過結(jié)合了圖像，使問題變得稍微復(fù)雜些。這道題本身并不難，圖像是這道題的特色。本題只是給出了金屬與酸反應(yīng)時(shí)生成的氫氣質(zhì)量與時(shí)間的曲線，從圖像中并不能看出有任何的作用。正面思考無(wú)從下手，若采用逆向思考，就能夠得到正面看不到的結(jié)論。

不難看出，曲線的斜率越大則說明金屬與稀硫酸的反應(yīng)越劇烈，也就是說，該金屬的活躍性則越強(qiáng)，得出結(jié)論：活躍性為M大于N。換一個(gè)角度還可以看出M產(chǎn)生的氫氣比N產(chǎn)生的氫氣質(zhì)量多，并且完成反應(yīng)所需要的時(shí)間較短，這些都可以作為從圖像中得出的結(jié)論。逆向思維在圖像中應(yīng)用同樣可以得到意想不到的效果。

四、物質(zhì)推斷，從有到無(wú)

物質(zhì)推斷題是高考必考題型之一，可以考查學(xué)生的整個(gè)知識(shí)體系以及學(xué)生對(duì)細(xì)節(jié)知識(shí)點(diǎn)的把握，是高考命題人最傾向的考查方式。在解決此類問題時(shí)，教師可以引導(dǎo)學(xué)生通過解題過程的分析去關(guān)注關(guān)鍵詞及點(diǎn)，尋求解決問題的最佳突破口。根據(jù)題目中的化學(xué)反應(yīng)難以得出物質(zhì)類型時(shí)即可倒過來(lái)思考，依據(jù)已知的生成物去反推未知的反應(yīng)物類型。

例：（人教版化學(xué)習(xí)題）根據(jù)下圖判斷：

（1）如果B是水，那么A是（ ）；

（2）若果B屬于酸溶液，那么A是（ ）；

（3）請(qǐng)寫出C與BaCl2溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式（ ）。

在正常思維模式下解這道題會(huì)十分困難，因?yàn)闊o(wú)法具體分析出它們所代表的各個(gè)物質(zhì)是什么，會(huì)造成心理上的負(fù)擔(dān)，讓人產(chǎn)生放棄的念頭。這時(shí)，教師應(yīng)點(diǎn)撥、引導(dǎo)學(xué)生轉(zhuǎn)換思維模式。如采用逆向思考的方式，也就是說，從整個(gè)反應(yīng)的尾端開始解題就容易多了。解元素物質(zhì)推斷題的重心是抓住題眼，如本題的“紅褐色沉淀F”就是本題題眼，紅褐色沉淀物只有Fe（OH）3，由此得出黃色溶液一定是FeCl2，得到這兩個(gè)物質(zhì)，再進(jìn)行之后的分析就會(huì)十分簡(jiǎn)單，須要學(xué)生擁有扎實(shí)的基本功。

對(duì)于物質(zhì)推斷題，教師也要為學(xué)生多做準(zhǔn)備，將那些具有典型特征的物質(zhì)進(jìn)行分類總結(jié)，以表格的形式展現(xiàn)給學(xué)生，讓他們記住各物質(zhì)的特點(diǎn)。有這些經(jīng)驗(yàn)在手，學(xué)生面對(duì)物質(zhì)推斷題時(shí)才會(huì)胸有成竹。

由此可見，熟練掌握逆向思維這一利器是非常有必要的。化學(xué)教師要注重學(xué)生逆向思維的訓(xùn)練，有意識(shí)地幫助學(xué)生結(jié)合實(shí)例去體會(huì)逆向思維的妙用。

編輯/王一鳴

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