逆向思維在高中化學(xué)解題中的運(yùn)用

王幼琴

摘 要：社會(huì)的不斷發(fā)展，對教育的重視程度變得越來越高，教學(xué)方式也出現(xiàn)了多樣化。本文就逆向思維在高中化學(xué)教學(xué)中應(yīng)用進(jìn)行分析和探討，通過教學(xué)實(shí)踐，得出更好地解決問題的應(yīng)用策略，使得高中化學(xué)的教學(xué)更有效率，以達(dá)到預(yù)想的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：逆向思維;高中化學(xué);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(jìn)行問題的思考時(shí)，對某些事物或觀點(diǎn)反向思考的思維方式。在高中化學(xué)教學(xué)過程中，結(jié)合學(xué)生教學(xué)的實(shí)際情況，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用逆向思維解決問題的能力，已被越來越多的高中化學(xué)教師認(rèn)可。

一、逆向思維方式

逆向思維在我們工作、學(xué)習(xí)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(dāng)一個(gè)人懂得反其道而思之的時(shí)，就有可能從一些司空見慣的事情中找到突破點(diǎn)，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(jī)遇。但在初中階段，絕大部分的學(xué)生并沒有養(yǎng)成逆向思考問題習(xí)慣。究其原因，是因?yàn)橥ǔＳ龅降膯栴}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(kuò)展培養(yǎng)學(xué)生思維能力，就有必要在教學(xué)上有意培養(yǎng)和強(qiáng)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(xí)題的逆向分析和訓(xùn)練培養(yǎng)逆向思維。雖然開始培養(yǎng)逆向思維的過程中，會(huì)有沖突和別扭的感覺。但是，經(jīng)過長期訓(xùn)練過后，自然會(huì)運(yùn)用逆向思維的思考問題。這樣，學(xué)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(qiáng)的思維能力，為學(xué)生之后的發(fā)展提供一個(gè)良好的基礎(chǔ)。

運(yùn)用逆向思維解決高中化學(xué)的常見問題，對于學(xué)生的成績的提高起著至關(guān)重要的作用。高中化學(xué)常見題型主要有，判斷題、選擇題、推斷題、計(jì)算題以及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題。在解題的過程中，原有的教學(xué)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(xí)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(shí)證明在上述題型中均可以應(yīng)用逆向思維，使問題變得簡單化。運(yùn)用逆向思維可讓學(xué)生從不同的角度看待他高中化學(xué)問題，達(dá)到預(yù)想的教學(xué)效果。

二、在高中化學(xué)的判斷題中運(yùn)用逆向思維

在高中教學(xué)過程中，可應(yīng)用逆向思維進(jìn)行相關(guān)問題的解決同時(shí)再次培養(yǎng)了學(xué)生的逆向思維能力。在高中化學(xué)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(gè)選項(xiàng)的呈現(xiàn)）。相較于高中化學(xué)中的其他題型，判斷題一般出題的知識點(diǎn)為基礎(chǔ)知識，在解題過程中所需時(shí)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(yùn)用逆向思維，將個(gè)人知識庫中的化學(xué)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(gè)案例來，介紹高中化學(xué)判斷題中需要運(yùn)用逆向思維解決問題的題目。例如：為了讓學(xué)生真正地掌握化合價(jià)的概念，讓學(xué)生進(jìn)行題目的練習(xí)，下面則是關(guān)于化合價(jià)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(jià)。（正確打?qū)，錯(cuò)誤打X）。在化合價(jià)的學(xué)習(xí)過程中，如果化合價(jià)概念沒有正確的理解，部分學(xué)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(jià)”，得出該題正確的錯(cuò)誤結(jié)論（在解題中也會(huì)發(fā)現(xiàn)不可能把所有的化合物列舉完全）。若如果運(yùn)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(xué)元素有兩種化合價(jià)，如NH4NO3中，氮元素的化合價(jià)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(cuò)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(cuò)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(gè)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(gè)質(zhì)子，很明顯就證明該結(jié)論是錯(cuò)誤的。

三、在高中化學(xué)的選擇題中運(yùn)用逆向思維

在高中化學(xué)的教學(xué)過程中，如果學(xué)生有主觀能動(dòng)性、獨(dú)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(xué)生今后的發(fā)展。高中化學(xué)選擇題的解答過程中，可以培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用逆向思維進(jìn)行化學(xué)選擇題的問題解決的能力，使復(fù)雜的計(jì)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(yīng)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(jìn)行題目的解答，需要注重過程，分次列出多個(gè)方程式，進(jìn)行多步計(jì)算，這將花費(fèi)大量的時(shí)間來運(yùn)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(xiàng)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(jìn)行該實(shí)驗(yàn)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(yīng)該中和剩余的HCl，再與氯化鎂、氯化鋁反應(yīng)得到氫氧化鎂、氫氧化鋁沉淀，此時(shí)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?dú)溲趸c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(xué)的推斷題中運(yùn)用逆向思維

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

例3（如2020年7月浙江省普通高校招生如化學(xué)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(yīng)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(yīng)

C.反應(yīng)Ⅱ涉及加成反應(yīng)、取代反應(yīng)

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、氨基的乙酰化;C→D是甲基的氧化，D應(yīng)為。

五、在高中化學(xué)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題目中運(yùn)用逆向思維

相較于其他題目而言，高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的題目靈活度比較高，對于學(xué)生的知識儲備量的要求也高，因此，在進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)的過程中，學(xué)生花費(fèi)的時(shí)間和精力也比較多，為了讓學(xué)生的得到較高分?jǐn)?shù)，在進(jìn)行平時(shí)的題目練習(xí)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(jìn)行靈活的思考，選擇合適的解題策略，部分的題目可以運(yùn)用到逆向思維的方式，通過逆向思維，進(jìn)行相關(guān)題目的解答，節(jié)省時(shí)間，并且也可以提高相關(guān)的題目的準(zhǔn)確性，達(dá)到預(yù)想的教學(xué)目的，讓學(xué)生的高中化學(xué)成績得到進(jìn)一步的提高，使得學(xué)生的綜合素養(yǎng)達(dá)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(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)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(yīng)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(yàn)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(jìn)行下步的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。

六、在高中化學(xué)的計(jì)算題中應(yīng)用運(yùn)用逆向思維

高中化學(xué)的計(jì)算題的解答過程中，可以發(fā)現(xiàn)，計(jì)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(rèn)真審題，分析相關(guān)問題的要點(diǎn)所在，找到需要用到的條件，再進(jìn)行推理計(jì)算，，達(dá)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(diǎn)：什么是同分異構(gòu)體，同分異構(gòu)體有什么特征。在化學(xué)中，有著相同分子式的分子，各原子間的化學(xué)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(xué)性質(zhì)，但如果是官能團(tuán)異構(gòu)的同分異構(gòu)體（即官能團(tuán)不同），那么化學(xué)性質(zhì)不同，因?yàn)橛袡C(jī)物的化學(xué)性質(zhì)主要由官能團(tuán)決定。同分異構(gòu)現(xiàn)象是有機(jī)化合物種類繁多數(shù)量巨大的原因之一。有機(jī)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(tuán)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(tuán)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(tuán)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(tuán)異構(gòu)和碳鏈異構(gòu)，只求官能團(tuán)的位置異構(gòu)，如按通常做法，由于數(shù)量多，極易出現(xiàn)錯(cuò)數(shù)、漏數(shù)的現(xiàn)象，為了減少這種現(xiàn)象的發(fā)生，達(dá)到預(yù)想的效果，可以運(yùn)用逆向思維的解題方式，減少錯(cuò)誤率，同時(shí)，也可以減少做題所花費(fèi)的時(shí)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(gè)氫原子可以被溴取代，也就是說，每取代4個(gè)氫原子，就肯定剩下2個(gè)氫原子未取代，也就是，取代四個(gè)氫原子和取代兩個(gè)氫原子的同分異構(gòu)體的個(gè)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(jìn)行高中化學(xué)教學(xué)的過程中，需要運(yùn)用逆向思維的方式進(jìn)行相關(guān)題目的解答，在解題過程中，充分的培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用逆向思維解題的能力，使得學(xué)生的解題效率更加的高效，不斷地進(jìn)行運(yùn)用方式的改進(jìn)，讓學(xué)生真正地?fù)碛心嫦蛩季S的能力，提升學(xué)生的綜合素養(yǎng)，達(dá)到預(yù)想的教學(xué)目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

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