逆向思維在化學創新教學中的運用

摘要：逆向思維是邏輯思維中的一種重要思維方式，重視逆向思維能力的訓練，不僅能提高學生反應的敏捷性和答題速度；還有助于學生更好地學習其它知識和提高解決問題的能力。

關鍵詞：教學 培養 逆向思維

逆向思維從相反的角度去思考問題，當某一思路受阻時，能迅速轉移到另一思路，從而使問題得到解決。簡單來說就是“倒過來想一想“應用逆向思維解題，對于促進學生更好地理解知識，培養學生思維的靈活性、變通性，提高學生分析問題和解決問題的能力等，都有著非常重要的作用。因此，在化學解題教學中，教師有意識地對學生進行逆向思維的訓練，幫助學生克服思維定勢，引導學生正、逆雙向思維。

一、加強習題教學中的逆向思維訓練

逆向思維和正向思維是思維活動中的兩個不同方式，它們的思維的角度是不相同的，正向思維有時又可稱為習慣性思維，教師的陳述、講解易培養學生的正向思維，而學生逆向思維的形成則必須通過教師有意識地培養，設置巧妙的問題是培養學生逆向思維的有效途徑。化學教學中要求學生具有較強的推理和計算能力。而真正化學中的知識點和重點難點并不多，只是題目的千變萬化使得學生難以是從，其實，很多題目，考察的知識點并不難，往往學生自以為難以解答的題目，經過老師同學的點撥，稍微轉換一下思路，也就是進行逆向思考，就會有一種恍然大悟的感覺。這就說明應用逆向思維的方式可以大大降低解題的難度和所花的時間，對學生提高解題效率和能力有重大意義，對于靈活的發散性思維訓練也有很大的促進作用。

例1：a gCu可與含有bgHNO3的溶液恰好反應。若a： b = 4：10.5，則被還原的HNO3的質量為 （ ）

A. b g B. b2 g C.3b4 g D. b4 g

解析：Cu與HNO3反應時因硝酸的濃度的不同，其還原產物也不同。若正向思維，則參加反應的Cu與被還原的HNO3之間的量的關系難以確定。但若考慮反應中未被還原的硝酸，則問題可迎刃而解。依題意知，參加反應的Cu為 a64 mol，起酸作用的HNO3為2a64 mol，其質量為 2a64 mol×63g/mol = 6332 ag，進而可知被還原的HNO3的質量為（b-6332 a）g ， 因a ： b = 4：10.5，即a = 4b10.5 ，故被還原的HNO3的質量為b4 g。由此可見逆向思維對培養思維的靈活性和敏感性是非常有益的。

例2、在CO和CO2的混合氣體中，氧元素的質量分數為64%，將該混合氣體5㎏通過足量的灼熱的氧化銅，充分反應后，氣體再全部通入足量的澄清石灰水中，得到的白色的沉淀的質量是多少？

解析：本題如果按部就班，涉及到的反應較多，數據較多，計算繁瑣，易于出錯。而如果把握住最終反應產物是碳酸鈣，采用逆向思維，找出碳酸鈣和起始反應物CO和CO2的混合氣體之間所存在的C-CaCO3守恒關系，則極易走出“山重水復”，迎來“柳暗花明”。

二、在易混淆概念或原理對比中運用逆向思維

化學概念與原理的教學對發展學生的能力起著十分重要的作用，可以使學生學習運用科學方法，培養學生多種能力，開發學生智力。教學中我們要引導學生形成概念和發展對概念的理解，化學概念的建立過程包含著豐富的科學方法，學習化學的過程要發展能力，而連接知識與能力的橋梁就是方法，所以學習概念過程是學生學習、運用科學方法，提高能力的過程。任何概念、原理都不是孤立的，它與相關知識組成相對獨立的知識系統。當經過努力從正向理解和掌握了某個概念、原理、法則或基本的化學方法后，若能再適當地進行逆向思維，往往會跨進新的知識領域，從而加深了對基礎知識的理解，發現解題技巧，提高分析問題和解決問題的能力。

三、在實驗設計中運用逆向思維

科學探究的成功與否主要取決于實驗方法和實驗技術，其中實驗方法占著重要地位。在設計實驗方法時引導學生用逆向思維。

教師在實驗中，不時會遇到出乎意料的情況，甚至會出現反復實驗都難以成功的窘況。如何進行實驗改進？一反常規的逆向思維有時會有奇效。如，做乙醇在銅作用下發生催化氧化反應時，常規的做法是把下部繞成螺旋狀的紅色銅絲先在酒精燈的外焰上燒黑，然后趁熱迅速伸入裝有適量乙醇的試管中，銅絲又變為紅色。反復多次，聞試管中乙醛的刺激性氣味。這種做法中有較多乙醇氣化，這既使體系溫度降低、很難反應，又掩蓋了微量乙醛的刺激性氣味。取反應后的液體與銀氨溶液反應，幾乎得不到銀鏡；取反應后的液體與新制的Cu（OH）2堿性懸濁液共熱，看不到紅色沉淀，因此無法證明生成物就是乙醛。通過討論分析，我們認為導致實驗結果不理想的原因可能有2個：①乙醇與銅絲接觸面積太小，反應太慢；②反應轉化率低，反應后液體中乙醛含量太少，乙醇的大量存在對實驗造成干擾。要對實驗進行改進，我們圍繞上述兩點展開了積極的思索與討論。我們設想：①要想加快反應速率，可以通過增加銅絲的根數，將3根～4根銅絲擦亮，繞成螺旋狀，將銅絲放在乙醇中一同加熱；再根據反應原理：2C2H5OH+O2=2CH3CHO+2H2O，若能改空氣為氧氣，增大氧氣濃度，并把氧氣通入乙醇中，也可加快反應速率。②若能將生成的乙醛從與乙醇形成的混合物中分離出來，就可以減少或消除乙醇的干擾。綜合我們的實驗探索經驗，吸取他人的優點，我們最終設計了如下實驗：

硬質玻璃管規格為25mm×300mm，略向右下傾斜，產生的乙醛液體可直接流到燒杯中，也就解決了膠塞沖出的問題；浸透乙醇的棉團與銅絲相隔近些，這樣，酒精燈給銅絲加熱時傳導的熱量就足以使乙醇變成蒸氣；只需間斷地向MnO2中滴加10%～15%的H2O2水溶液，就能使反應持續進行，且約7min～8min得到無色透明液體既能發生銀鏡反應，又能與新制Cu（OH）2反應得到磚紅色沉淀。此裝置較簡單，反應時間較短，現象明顯，很適合教師課堂上演示。

總之重視獲取知識的途徑，培養求真求實的科學精神。要在課題研究和社會調查過程中，培養學生分析問題、解決問題的能力，要求學生能對既有材料的整理對已有知識的運用，加強自我認識，自我感悟 ，并且增加實驗課，實踐課。只要教師有心啟發，學生用心觀察思考，總能把學生引向“逆向”，提高學生的逆向思維能力，使學生馳騁于逆向思維的王國中。

參考文獻：

[1]化學教學中學生思維能力的培養.陳曉明.中學化學教與學.2005/2.