例析逆向思維在化學教學中的應用

李梅

化學是高考必考內容之一，在理科綜合試卷中占有很大比例。逆向思維可以幫助學生開闊思路，讓他們在“山重水復”中看見“柳暗花明”。

逆向思維是一種反向的思維方式，運用得當就會變成解決難題的一把利器。教師的職責就是將這把利器交給學生。本人具有多年高中化學實踐教學經驗，對如何培養學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，敬請斧正。

一、一物兩用，巧斷還原

有些化學計算題會出現在選擇題中，一個反應物在化學反應中可能存在兩種身份。有時候這兩種身份就是我們解題的關鍵，利用這一特點，運用逆向思維有助于我們分析化學反應中物質的變化方向，從而解決問題。

例 ：（人教版化學《金屬銅》）agCu可與含有bgHNO3的溶液恰好反應。如果a：b=4：10.5，則被還原的HNO3的質量為（ ）。

A. bg B. g C. g D. g

這道題考查學生的計算能力，在Cu與HNO3的反應中，硝酸的濃度不同，產物也不同。如果這道題用正常的方法解決，即正向思維，則參加反應的Cu與被還原的HNO3之間的量難以確定，這會給學生解題帶來障礙，很多學生可能因而放棄了解題。其實這道題并不難，運用逆向思維，從反應中未被還原的硝酸著手，問題就會迎刃而解。

依題意可知，參加反應的Cu為mol，起到酸作用的HNO3為mol，其質量為mol×63g/mol=ag，從而得到被還原的HNO3的質量為（b-a）g，又因為a：b=4：10.5，即a=b，故被還原的HNO3的質量為g，所以正確答案為D。

在這個化學反應中，HNO3扮演了兩個角色，既起到了酸的作用，也起到了還原劑的作用。正面解題有時難以下手，換個角度，逆向思考，問題就會變得容易。教師在教學中可有意識地引導學生進行逆向思維，幫助他們解決正向思維難以解決的問題。

二、混合反應，逆求氣體

上面的計算題是單一物質的反應，其中的一個反應物有兩種身份。在一些比較常見的計算題中會出現混合反應，相對單一物質的反應顯得稍微復雜些，但是逆向思維同樣可以起到作用。

在解混合反應的相關計算題時，教師要提醒學生抓住這幾個反應的共同之處，抓住解題的關鍵，同時更要注意，遇到正向思維無法解決的問題時，一定要想到逆向思維的作用。

例： （人教版化學習題）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量的濃度為25%的稀H2SO4完全反應，待水分完全蒸發得到100g固體物質，則在反應中生成的氫氣的質量為（ ）。

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

這是一道與混合反應相關的化學計算題，在解題之初，我們要提醒學生，這個混合反應的共同點是都能夠生成氫氣。通常情況下，從正向思維入手，將鋅粉、鐵粉、鎂粉的質量分別設成未知數進行分析，列出化學方程式，根據式子一個一個進行計算。可想而知，整個計算的過程會有多么復雜，學生還沒有解出答案，腦子就已經發懵了。這時候，若能及時回頭，采用逆向思維進行分析，問題會變得簡單得多。

我們都知道，化學反應前后各元素的質量不發生改變，因此我們可以直接根據結論來解題。得到的固體是硫酸鋅、硫酸鐵、硫酸鎂的混合物，而其中鋅、鐵、鎂的質量我們是知道的，即4g。因此剩下的96g就全部來自于硫酸根，然后再根據氫氣與硫酸根的離子關系進行計算，就能夠輕松得出生成氫氣的總質量為2g的結論。正確答案為A。

從逆向思維角度解析這道題目，對學生思維的靈活性及敏感性的培養大有裨益，教師在實際課堂教學中對此加以針對性強化顯然十分必要。

三、圖像分析，反向判斷

圖像是命題人考查學生綜合分析能力的關鍵載體，此類題目也因此經常出現。將化學學科知識和圖像有機結合也能考查學生對圖像中有用信息的提取及知識遷移能力。教師應要求學生在解決圖像題時，一要看好圖像中各個要點，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。當正面難以分析出解題策略時，我們可以考慮將圖像反過來，從后向前分析，或許會找到靈感。

例：（人教版化學習題）已知兩種質量相同的金屬M和N，分別將其與足量的稀硫酸發生反應，均生成了一定質量的硫酸鹽和氫氣。通過實驗記錄與總結，生成氫氣的質量m與反應時間t的關系如圖1所示：

（1）試分析M、N兩種金屬的活動性強弱；

（2）據圖分析還能夠得出何種結論？

這道題考查的化學知識點與上面的例題差不多，只不過結合了圖像，使問題變得稍微復雜些。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時生成的氫氣質量與時間的曲線，從圖像中并不能看出有任何的作用。正面思考無從下手，若采用逆向思考，就能夠得到正面看不到的結論。

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

四、物質推斷，從有到無

物質推斷題是高考必考題型之一，可以考查學生的整個知識體系以及學生對細節知識點的把握，是高考命題人最傾向的考查方式。在解決此類問題時，教師可以引導學生通過解題過程的分析去關注關鍵詞及點，尋求解決問題的最佳突破口。根據題目中的化學反應難以得出物質類型時即可倒過來思考，依據已知的生成物去反推未知的反應物類型。

例：（人教版化學習題）根據下圖判斷：

（1）如果B是水，那么A是（ ）；

（2）若果B屬于酸溶液，那么A是（ ）；

（3）請寫出C與BaCl2溶液反應的化學方程式（ ）。

在正常思維模式下解這道題會十分困難，因為無法具體分析出它們所代表的各個物質是什么，會造成心理上的負擔，讓人產生放棄的念頭。這時，教師應點撥、引導學生轉換思維模式。如采用逆向思考的方式，也就是說，從整個反應的尾端開始解題就容易多了。解元素物質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，得到這兩個物質，再進行之后的分析就會十分簡單，須要學生擁有扎實的基本功。

對于物質推斷題，教師也要為學生多做準備，將那些具有典型特征的物質進行分類總結，以表格的形式展現給學生，讓他們記住各物質的特點。有這些經驗在手，學生面對物質推斷題時才會胸有成竹。

由此可見，熟練掌握逆向思維這一利器是非常有必要的。化學教師要注重學生逆向思維的訓練，有意識地幫助學生結合實例去體會逆向思維的妙用。