初中化學教學中逆向思維能力培養策略探尋

彭麗菊

（貴州省納雍縣化作中學，貴州納雍 553306）

在社會飛速進步的背景下，培養科技型人才、創新型人才成為當下教育工作的重點。傳統教學過程中，教師注重對理論知識的灌輸與操作方法的演繹教學，忽視培養學生的思維能力，久而久之造成其思維定式，不利于其獨立思考、創新思考。初中化學教師只有改變傳統教學方式，積極在課上開展逆向思維能力教學工作，才能有效發散學生思維，從而促進學生綜合發展。但是，當下的初中化學教學仍然存在“知識滿堂灌”，化學實驗過程、解題過程套路化的問題，在一定程度上影響逆向思維能力的培養。為此，初中化學教師應當立足實際探尋逆向思維能力培養方法，為培養學生逆向思考、逆向推理等逆向思維能力做好準備。

一、逆向思維能力概述

逆向思維是一種與正向思維相對的思維，也被稱之為求異思維，普遍體現為根據已知客觀事物的觀點、看法進行反向思考，從不同角度分析問題并提出具有創新性的解決方案。逆向思維能力主要由以下思維能力構成：因果逆向思維能力，這是一種交換考慮問題結果與問題成因的思維能力，具體表現為根據實驗現象、化學結論逆向推理實驗條件、化學原理等等；結構逆向思維能力，這是一種交換考慮事物結構、形式關系的思維能力；功能逆向思維能力，這是一種反向思考事物的功能并找到解決問題方法的思維能力；狀態逆向思維能力，這是一種反向考慮事物的某一狀態的思維能力。

二、逆向思維能力與化學

化學是一門研究物質的組成、結構、性質、轉化及應用的科學，其將原子、分子、離子（團）的物質結構等內容作為主要研究內容［1］。其邏輯性強、抽象性強，對于研究者的思維能力有著極高要求。化學家只有提高思維的靈活性，才能基于具體的實驗現象、實驗結果推理出更多化學原理，從而完善化學科學體系。逆向思維對于化學研究具有重要意義。諾貝爾化學獎得主亨利·莫瓦桑就曾應用逆向思維嘗試將“鉆石變石墨”的化學反應逆轉，通過改變石墨中碳原子的排列方式將石墨轉變成鉆石；德米特里·伊萬諾維奇·門捷列夫也曾應用逆向思維的方式對繼承的化學研究進行批判分析，同時通過大量實驗總結出“元素的形式隨著原子量的遞增而呈現周期性的變化”這一化學原理。

三、初中化學教學中逆向思維能力培養問題

中考背景下，仍有部分教師將提升初中學生化學應試能力為主要教學目標，選擇機械注入的教學方式為學生講解化學概念、化學原理、化學實驗方式等化學知識，要求學生運用套路的方法分析化學實驗，解決化學試題。這種情況下，教師并不重視培養初中學生的逆向思維能力，反而要求學生死記硬背現有的化學知識、化學方法，久而久之造成了學生慣性思考化學問題的思維習慣。

四、初中化學教學中逆向思維能力培養策略

（一）重新定位教學目標，優化逆向思維能力培養導向

《義務教育化學課程標準（2022 年版）》（以下簡稱《新課標》）要求現階段初中化學教師注重培養學生質疑、批判化學信息、化學觀點、化學結論，提出創造性見解的逆向思維能力［2］。此背景下，傳統的知識灌輸教學目標難以為逆向思維能力的培養教學指明方向，重新定位教學目標迫在眉睫。根據逆向思維能力的構成要素，教師可以從以下角度優化教學目標：從因果逆向思維能力的培養角度出發，讓學生在觀察化學現象、化學反應結果逆推化學原理、化學反應物及反應條件，加深其對化學概念性知識的理解；從結構逆向思維能力培養的角度出發，讓學生在分析問題的過程中逆向思考，尋求解決實驗問題、計量問題等問題的新途徑；從功能逆向思維能力培養的角度出發，讓學生在觀察化學反應物與不同化學試劑發生反應時逆向推理反應性質，如石蕊試劑遇酸變紅說明反應后試劑是酸性的，澄清石灰水遇二氧化碳變渾濁說明澄清石灰水中的氫氧化鈣與二氧化碳發生反應等等；從狀態逆向思維能力的培養角度出發，讓學生基于化學反應的狀態逆向推理，提出新的看法，如觀察電解水實驗同時逆向推理，提出氫氣與氧氣是否能夠合成水，觀察磷在氧氣中燃燒生成五氧化二磷，提出五氧化二磷是否能夠分解為磷與氧氣等等。這樣重新定位教學目標將傳統教學工作與逆向思維能力培養教學工作有機結合在一起，能為教學創新工作指明新方向。

（二）建設活躍教學環境，提供逆向思維能力發展空間

教學實踐表明，沉悶的教學環境不利于學生思維發散［3］。為此，初中化學教師有必要建設氛圍輕松、資源豐富的教學課堂，由此優化教學環境，為初中生發展逆向思維提供空間。一方面，塑造氛圍民主的教學課堂。教師應當擯棄“師本位”的教學觀念，認清學生的主體地位，盡量減少注入式、灌輸式教學活動，以啟發者、指引者的身份指導學生探析化學原理，探索化學實驗。同時，在教學導入、理論講解、隨堂練習、課堂總結等教學環節落實生本化教學，積極組織學生以同桌、學習小組為單位合作討論，使其在討論的過程中交換想法，靈活調整思考角度，提高其思維活性。同時在教學中，教師還應尊重學生的想法，鼓勵其大膽質疑，使其在質疑過程中養成“有問就提”的學習習慣，為其發現問題、轉換角度思考問題打下思維基礎。另一方面，完善教學資源，滿足初中生研究化學理論、探索化學實驗的多種學習需要，為其發展逆向思維能力提供物質支持。在線上，教師可整理教科書、配套練習冊、國家中小學智慧教育平臺等渠道的化學概念、原理，并以微課視頻、MOOC 視頻等形式發放給學生，為其質疑、反思奠定扎實的知識基礎。在線下，教師可開放化學實驗室，提供常規化學實驗儀器及化學藥劑，鼓勵學生主動進入化學實驗室復刻教科書中的化學實驗，并根據自身想法探索其他化學實驗，使其在親身操作、實際觀察的過程中明確化學反應動態，發散逆向思維。

（三）組織多項教學活動，加快逆向思維能力發展速度

課堂是開展教學工作的主陣地。在初中化學教學課堂中組織概念講解、化學實驗探究、化學原理分析、化學習題訓練等多種多樣的教學活動，可以為學生提供更多逆向思考、逆向推理、逆向分析的學習機會，從而加快學生逆向思維能力的發展速度。

1.在概念講解活動中培養學生逆向思維能力。化學概念是古往今來化學研究成果的文字體現。教師采取灌輸式教學方法為學生講解概念只會使學生淺層理解相關概念，不利于學生逆向思維能力的生成。實際教學中，教師可以采取探究式教學法，先圍繞化學概念拋出具體問題或呈現具體的化學實驗現象，組織學生基于已掌握的生活常識、化學知識觀察、分析具體內容，激發學生由現象、結論逆向分析化學變化過程、化學變化原理的思考意識。此基礎上，再圍繞具體問題展開對話，通過對話的方式循序漸進地引出逆向思維能力培養教學主題，使學生在逆向思考的過程中理解化學原理。

比如，在講解化學變化與物理變化的區別時，教師可以采取探究教學方式，為學生展示水電解后變成氫氣與氧氣、水被冷凍后變成冰塊的兩個操作視頻，組織學生根據視頻呈現內容進行逆向推理，并在此過程中拋出拓展問題：兩個視頻中，水經過處理后分別變成了什么？如果將該水加熱，使水變成水蒸氣，這個變化可以被稱為化學變化嗎？在這一概念教學中，通過呈現化學變化現象、物理變化現象讓學生基于現象逆推原理，使學生在逆向思考、逆向分析的過程中發現“是否發生化學變化，取決于變化中是否生成新物質”這一化學原理。這樣，學生既能夠扎實掌握化學原理，還能夠提升根據已有現象逆向推理化學原理的逆向思維能力。

2.在化學實驗活動中培養學生逆向思維能力。實驗教學內容是初中化學教學內容的重要構成部分［4］。教師可以利用實驗教學活動組織學生認知、感知物質的化學變化過程以及變化規律，從而提高學生逆向思維能力。初中化學實驗教學以驗證化學原理為主要教學目的，其本身具有逆向思維能力培養教學特征。教師只需要抓住化學實驗反應現象與化學實驗原理的邏輯關系，創新教學角度，即可讓學生在觀察實驗現象、總結實驗結果的過程中逆向推理化學實驗原理，從而強化學生的逆向思維。以“碳和碳的氧化物”一單元的實驗教學為例。該單元實驗教學內容以驗證二氧化碳不可燃的性質為主。也就是說，將燃燒的火柴伸入裝滿二氧化碳的集氣瓶中，如果火柴熄滅，就從實驗的角度驗證了二氧化碳不可燃的性質，完成了對化學原理的逆向證明。教師可以此實驗教學內容為參考，在其他化學原理教學課程中設計類似實驗教學活動，指導學生從“果”逆推“因”，在加深學生對化學原理的深刻認識的同時，鍛煉學生的因果逆向思維能力。

3.在配平化學方程式中培養學生逆向思維能力。化學方程式集中反映了化學反應中反應物、生成物、反應條件的具體情況，包括反應物、生成物的物質的量的關系、各物質之間的質量比等等。在初中化學教學中，教師直接讓學生背誦化學反應方程式，只能導致學生對化學方程式的機械識記，不利于學生化學思維的發散。為改善這一教學現狀，教師可以在課堂教學中組織化學方程式書寫教學活動，要求學生根據具體的實驗現象或化學變化結果書寫化學方程式，使其在活動中掌握化學方程式的書寫法則，形成良好的狀態逆向思維能力。實際教學中，教師可以應用Flash 動畫課件為學生演繹某化學反應中反應物、生成物的分子、原子的粒子狀態，讓學生在直接觀看微粒變化的過程中明確化學反應物與化學生成物，組織其觀察動畫中的化學反應條件，依據直觀呈現內容寫出反應物、生成物以及反應條件，要求學生對照動畫內容檢查所寫方程式，確定計量數是否配平，使其在對照結論寫原理表達式的過程中形成因果逆向思維能力、狀態逆向思維能力。

4.在化學習題練習中培養學生逆向思維能力。指導學生從不同角度出發分析化學問題可以提高學生解題效率，同時鍛煉學生的逆向思維能力［5］。在完成理論知識教學工作以后，教師可以圍繞化學課程教學主題組織習題練習教學活動，以此鞏固學生理論基礎。同時，教師可以在習題練習教學活動中指導學生分別從問題的正面、反面或對立面分析問題、思考問題，讓學生對比兩種思維模式的優劣之處，從而增強學生逆向思考問題的意愿，指導學生逆用化學原理分析問題，逆用化學問題反推化學變化過程，讓學生在根據結論推理條件、根據結果推理原因的過程中明確化學解題的關鍵點，從而將復雜難題化為簡單問題，提高解題效率。在此過程中，教師可以在恰當時機與學生展開對話，激活學生的逆向思維，逐漸提升學生的逆向思維能力。

（四）完善教學評價體系，提高逆向思維能力培養效果

在初中化學教學中培養學生的逆向思維能力，要注重優化教學評價體系。傳統教學評價主要評價學生的知識記憶情況、套路解題能力，忽視評價學生的逆向思維發展情況。初中化學教師應當認識到傳統教學評價的缺陷，著手完善課前、課中、課后教學評價體系，以此促進學生逆向思維的持續發展。課前，教師主要關注學生對化學物質構成（如分子、原子、原子結構等）、質量守恒定律等基本化學概念的預習情況，評價學生是否應用逆向思維的方式反推化學概念，以此檢驗學生自主逆向思考的能力。課中，教師主要關注學生應用化學原理解釋滅火原理、食用鹽除雜等生活問題，跟蹤管理學生利用現實生活現象反思化學問題、探究化學原理的學習行為，評價學生的狀態逆向思維能力、結構逆向思維能力的發展情況。課后，教師主要關注學生應用何種方法解決復雜化學難題、完成化學實驗任務，評價學生靈活應用逆向推理、逆向分析方法解決實際問題能力的發展情況。這樣，在預習化學概念、探究化學原理、解決化學問題等不同教學階段給予學生不同評價，指導學生反思自身在化學學習過程中逆向思維能力形成情況，能提高逆向思維能力培養教學效果。

五、結語

要在初中化學教學中有效培養學生的逆向思維能力，需要教師對化學概念、化學方程式、化學實驗等教學內容進行深入分析，提煉其中可以作為逆向思維能力培養的教學素材。教師還應當對原有的教學規劃采取優化設計手段，并組織多種可發散學生化學逆向思維的化學概念講解、化學實驗教學活動，讓學生在由實驗現象逆推實驗原理、由實驗過程逆推化學方程式等過程中形成逆向思維能力。此外，教師還應當做好教學評價管理工作，通過持續性的評價調整學生的學習態度，使學生養成逆向思考的思維習慣。