逆向思维在高中化学解题过程中的应用

陈浩浩

(甘肃省静宁县第一中学,甘肃 平凉 743400)

随着我国的教育改革不断地深入推进,我国高中阶段的化学课程开始愈发重视学生思维的品质与能力培养.由于高中阶段的化学课程难度较高,题目设计更为灵活巧妙,即便学生牢牢掌握了基础的化学知识,也难免会出现难以较好地分析题目的情况,导致很难找到解题的思路与突破口,进而白白浪费了大量的时间.因此在学生学习高中的化学课程时,要培养学生的逆向思维,使其能够帮助学生的化学知识水平得到有效提升[1].

1 高中化学解题教学的过程中所存在的问题

1.1 教师未重视培养学生的思维能力

在高中时期,学生的思维意识正在逐步觉醒,因此在这个阶段培养好学生思维能力,对其未来的全面发展具有非常重要的影响.然而事实上,很多教师并未重视对学生思维能力的培养,同时与学生之间也缺乏有效的沟通,对于学生的具体学习情况以及思维特性并不了解,无法针对每位学生的个人情况开展相应的教学,仅关注学生基础知识的巩固,忽视了学生的实际状况,从而导致学生在思维能力培养方面出现严重匮乏,自然难以让学生以灵活的思维来解决不同类型的化学问题.

1.2 教师未及时或正确给予学生解题引导

当前很多教师在向学生传授高中化学解题思维的过程中,主要采用讲授灌输的方式,来让学生巩固自身的基础知识以及讲解的题目要点,并未及时正确地给予学生一定的引导,帮助其自主思考与分析题目的要点以及正确的解题思路,从而导致很多学生仅仅只是按照教师讲解的内容套路化、机械化地解题,不会自行更深层次地分析与探索题目,因此学生无法巩固自身的化学知识,也无法思维灵活地去解决问题,缺乏足够的主观能动性与独立思考的能力.

2 逆向思维在高中化学解题中的有效应用

2.1 运用逆向思维审清题目,提高学生的解题效率

高中生在解答化学题目时,最重要的一点便是要审清题目,明白该题目真正所要解答的答案以及相关联的化学知识究竟是什么,唯有如此才能在清楚题目含义的情况下理顺思绪,掌握解题方向,进而快速且准确地得到题目的答案.教师可以让学生先阅读题目当中的问题,之后再带着问题来仔细阅读题干的内容,让学生可以迅速地把握好题目的内容与要点,进而提高学生正确解答化学题目的效率.以“有机化合物”的教学为例,首先,学生需要仔细阅读题目,理解问题的要求和条件,确定题目中给出的有关化合物的性质、结构或变化等信息,这是解决问题的关键.接下来,学生可以从问题的目标状态开始逆向推理,考虑问题的最终答案或所需的结果是什么,然后思考如何逆向推导得到该结果.一方面,结构推导:如果问题要求确定一个有机化合物的结构,学生可以逆向推导有机化合物的结构.根据已知信息,考虑有机化合物的性质、官能团等特征,推断出该化合物的可能结构.另一方面,反应推导:如果问题涉及有机化学反应,学生可以逆向推导反应的步骤和条件.从反应产物出发,通过分析反应物的性质和可能的反应路径,推断出反应的起始物质以及反应条件.通过应用逆向思维,学生可以更好地理解问题,将复杂的问题简化为可解决的步骤,准确地推导和推理有机化合物的结构或反应过程.这种方法可以帮助学生提高解题的效率,培养他们的问题分析和思考能力.

2.2 已知条件逆向分析,快速得到化学题目的正确答案

无论是什么类型的题目,必然会给出一定程度的已知条件来让学生进行分析,从而解答出对应题目的正确答案.这一点不仅仅是各种类型题目解答的核心所在,更是以已知求未知的关键所在.因此,逆向思维十分适合学生在遇到部分较难的题目时,能够通过已知条件来逆向分析推断题目的未知条件,最终有效地解答出化学题目的正确答案,从而逐渐地让学生在解答题目过程中积累自信心.以下面这道多选题为例:

下例说法正确的是( ).

A.金属阳离子只有氧化性,没有还原性

B.离子化合物可能含有共价键

C.一种元素在一种化合物中只显一种化合价

D.共价化合物中一定没有离子键

选择题注重的是快速的思考能力,迅速且正确地得出正确答案,是选择题的主要考查层面.在这道题目中,倘若以传统的正向思维的方式来逐个分析每一个选项的内容,无疑非常花费学生的时间与精力.因此,学生需要以逆向思维来逐个思考每一个选项的正确与否.首先A选项,学生可以思考是否有一种阳离子不符合该选项说法,最终可以思考得知二价铁离子既有氧化性又具有还原性,因此该选项排除;C选项也是同样的逆向思维应用方式,从而思考得知作为化合物的硝酸铵中显现出了两种不同的氮元素化合价,故可以排除该选项.至于其他的选项,只需通过正向思维适当地进行思考判断,便可得知这两个选项为正确选项,故获得正确的题目答案[2].

从以上的化学题目案例可知,学生可以通过逆向思维来思考分析题目各个选项中已经提出来的已知条件,从而让学生依据这些已知条件来进行逆向分析,理清思绪,科学推断出各个选项的内容是否正确,最终快速而正确地得到化学题目的答案.

2.3 巧妙应用逆向思维,锻炼强化解题技巧

通常情况下,人们思考时总是习惯倾向于按照事物发展的方向去进行思考,依照正向的方式来思考问题,并从中找到解决问题的方式,因此当正向的思考方式遇到阻塞,难以再进行下去时,人们的思考就会陷入死局,难以自行找到突破死局的要点.而逆向思维所倡导的主要是对传统、惯例以及常识采取反向突破挑战的思维模式,能够帮助人们有效克服思维上的定式,破除固有的认知与习惯,以另一种思维方向来尝试解决问题.因此逆向思维是一种时刻让人们具备全新的思考方式的思维能力,巧妙地以与其他人完全不同的方式解决问题,不仅可以有效提升解题的速度与效率,而且还能时常让人耳目一新,帮助学生强化锻炼自身的化学解题技巧.在“化学反应与能量”的教学中,学生应该熟悉各种化学反应类型,包括酸碱中和、氧化还原反应、置换反应等.通过对不同反应类型的理解,可以从已知条件推断出未知条件,从而反向解决问题.对于给定反应的化学方程式,学生可以通过逆向思维推导出可能的反应物和生成物.通过观察反应式,分析已知条件,然后考虑可能的反应物和生成物,可以帮助学生确定正确的答案.在“化学反应与能量”中,学生需要理解能量变化对反应的影响.逆向思维可以应用于通过已知的能量变化推断反应的类型或其他相关信息.例如,如果已知反应放热,学生可以逆向思考,判断反应是一个放热反应,可能是氧化还原反应或其他类型的放热反应.化学反应的能量图展示了反应物到生成物的能量变化.学生可以通过逆向思维,从能量图中推导出反应类型、活化能和反应的方向.通过仔细观察能量图,学生可以解答与能量变化相关的问题.逆向思维有助于推断反应的机理.学生可以通过分析反应物和生成物的性质以及反应条件,逆向推断反应的中间步骤和可能的反应机理.这种逆向思维有助于学生理解化学反应的基本原理,提高解题能力[3].

2.4 掌握逆向思维的灵活性,树立正确的解题思路

所谓逆向思维指的是大部分人仍以一个固定的思维方式进行思考,却有人另辟蹊径以完全相反的方式来进行思考,从而找到解题的思路与方法,这正是逆向思维之所以灵活多变的原因.采取多种方式,通过不同的角度来深入思考解题的路径,寻求解题的办法,正是逆向思维的思考核心.因此高中化学教师在指导学生解题时,可以让他们通过运用逆向思维的灵活性的特征,来分析解答高中化学的题目,从而在灵活的思考中树立正确的解题思路,尽可能地减少不必要的计算,尽可能快速地获取到正确的答案[4].

例如,将两种不同质量分数的硫酸溶液进行等质量混合时,可得到质量分数α,等体积混合时,可得到质量分数β.当两种不同质量分数的乙醇溶液进行混合时,可得到其质量分数同样也是α,但两者的等体积混合时则是γ.请判断α、β、γ之间的大小关系.

通过以往学习到的相关化学知识可知,硫酸的密度会随着液体浓度的增大而增大,乙醇则正相反.那么再通过上述题目的已知条件与逆向思维的思考可知,倘若等体积混合时多取一些浓硫酸,则混合之后的质量分数一定会比α要大.那么依照这样的思路思考推断下来,则可以得知乙醇溶液在等体积混合之后,其质量分数必然会比α要小.由此可以推断出来,α、β、γ之间的大小关系为γ<α<β.

这样,学生通过对逆向思维灵活性特点的熟练运用,既能迅速地寻找到正确的解题思路,又能获得较为快捷方便的解题方法,后续只要经过科学合理地推理就能获得题目的正确解答,进而让学生整体的解题能力得到充分强化[5].

综上所述,高中阶段的化学课程难度增加,而且题目设计变得更为灵活,因此教师应当更为注重对学生逆向思维能力的培养,根据每位学生的思维特性以及在学习层面的相关需求,适当地给予其一定的指导,让其完全掌握逆向思维,使其能够巩固高中化学知识的同时,也能确切地掌握高中化学的解题思路,使其充分地掌握好高中化学这一重要学科,促进其未来的成长.