高中化学解题中的逆向思维应用路径探析

王海波

摘  要：在高中化学课堂上，随着学科内容和难度的增加，问题设置变得更加灵活。在解决问题的过程中，学生要通过对问题的分析、总结和归纳逐步提高自己的问题解决能力。学生在解决问题时，需要必须具备一种思维方式——逆向思维。如果学生总是从一个固定的角度进行思考，那么就有可能会走进“思维的死胡同”，从而影响问题解决的效果。同样地，化学知识可能会有很多种不同的题目，这对学生的思维灵活性是非常大的挑战，因此高中阶段的学生一定要形成逆向思维，这样才能更好地解决问题。

关键词：高中化学；解题；逆向思维；正向思考

高中化学知识兼具复杂性、逻辑性和抽象性等特征，学生所学习的化学知识越多，学习难度就越高。但是化学知识同时也具备了规律性和系统性，各个知识点之间有着密切的关联性。基于上述特征，在解决化学问题时，学生运用逆向思维，并适当改变解题的思路，可以让化学题目的解题流程变得更加简单。

一、通过问题发散，培养逆向思维

逆向思维更利于发散学生的思维，从而形成与传统解题方式不同的解题思路，为学生带来新的思维发展方向；学生在解题的过程中，能够在现有结论或已知问题的基础上进行倒推，以此对猜测的正确性进行判定，从而达到简化解决问题过程的目的。

比如，教師提出问题：“在甲烷中，氢原子可以被其他原子或原子团取代，当氯原子取代时，就会产生四个不同的物质，即ＣＨ３Cl、ＣＨ２Cl２、ＣＨCl３、ＣCl４，并且这四个物质中有一个能够证明甲烷分子并不是平面正方形结构，而是正四面体结构，请同学们想一想，上述哪个物质能够证明这个结论？”

已知甲烷分子中，有Ｃ、Ｈ两个原子，它所形成的Ｃ－Ｈ键也是一样的，所以它在空间上有两种形式，一种是平面正方形，另一种是正四面体。但如果用不同数目的氯原子取代，则会产生不同的Ｃ－Ｃｌ键。在解决这道题目时，教师可以发散学生的思维，指导学生进行逆向思考，即指导学生进行前提假定，假定当甲烷为平面正方形结构时，ＣＨ３Cl、ＣＨCl３、ＣＣl４都只能制造出一种结构，然而ＣＨ２Cl２却存在着两种完全不同的形式，这与题干中所提到的四种物质有着显著区别，因此可以证实平面正方形的结构是错误的，从这里就可以判断出甲烷本身的结构属性。由此可见，在这个问题中，有一些知识点已知，在具体分析时，学生要采用逆向思考的思路，先对一个不正确的前提进行假定，然后再根据这个假定判定四种物质的基本结构，这样就能发现其中的假定冲突，从而实现反推验证。

二、通过推导，培养逆向思维

在高中化学的解题教学中，有些难题要循序渐进地得到解答，部分高中生在思考问题的过程中，可能缺少深入思考与分析，在简单思考几步之后，就急于开始解答题目，结果局限了自己的解题思路。为有效解决上述学习问题，在解题时，教师可以引导他们使用推导法，经过一步一步推导，在实践和思考的过程中，逐渐地发展学生的逆向思维。推导方法运用的关键，在于运用问题中已经明确的题干信息进行逆向推理，逐渐寻找切入点，从而解答问题。在进行逻辑推导的过程中，学生的思维能够有效扩展，这有助于他们理清问题中的关键点，寻找出解决问题的方法，从而提高解题效率。

比如，“ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ这五种物质中包含相同的元素，有可能会发生一些转化。其中ａ是单质，ｂ是气体，ｃ和ｄ都是氧化物，ｅ是酸。请同学们想一想，ａ有可能是以下哪种单质？第一种是Cl２，第二种是Ｎ２，第三种是Ｓ，第四种是Ｓｉ。”面对这样一道推导问题，如果学生在回答时，仅依靠正向的思考方式，解题就会比较困难。此时教师可以引导学生运用逆向思维进行分析和推断，这样能很快得出结果。具体而言，教师可以指导学生先假定认为“ａ有可能是Cl２”，则其对应的ｃ和ｄ氧化物这一条件将不能满足，并且ｂ为ＨCL，也不能保证ｃ物质是氧化物，可以将这一假定的观点剔除。接下来，由学生沿着这样的思考模式，继续推导剩余的选项。如学生假定认为“ａ有可能是Ｎ２”，则ｂ是ＮＨ３，ｃ是ＮＯ，ｄ是ＮＯ２，ｅ是ＮＨＯ３。在反应中，氨催化氧化产生ＮＯ，然后与氯进行化学反应，产生氮气，这个结果显然与推断的结果不一致，因此也可以排除这一假定的观点。学生逐个进行推导，有效简化了推理的整体流程，快速、精确地获得了答案。

三、通过思维转换，培养逆向思维

在过去的学习中，学生已经积累了一些解题经验和解题技巧，并拥有了一些基本的化学知识基础，拥有的化学认识体系也越来越完善。基于此，教师在教学过程中，要侧重进行解题思路的点拨、指导、启发，帮助学生掌握解决不同化学试题的技巧，再配合化学知识的灵活应用，就能够获得较好的学习效果。对此，教师可以主动地对自己的教育模式进行调整、改进，用科学的问题解题练习来培养学生的逆向思维，通过对问题的分析和观察，让学生慢慢学会如何用化学知识解决实际问题，从而提高学生的化学问题解决能力。如可以通过设置正反向转化的化学试题，利用相同的知识设置不同的题目，让学生通过对这些问题的分析、总结和归纳，达到逆向解题的目的。在正反解题中，需要学生首先要进行正向思考，然后要进行逆向思考，这样才能更好地培养逆向思维。

比如，教师提问：“为了避免水被Ｃｒ２Ｏ７２－污染，通常会添加一种化学试剂，将其变成Ｃｒ３＋。请同学们想一想，这个化学试剂是以下四种中的哪一种？第一种试剂是ＮａＯＨ溶液，第二种试剂是ＦｅＣｌ３溶液，第三种试剂是明矾，第四种试剂是Ｎａ２ＳＯ３和Ｈ２ＳＯ４。”这道问题的重点考查知识点是“氧化还原反应”，在提出问题后，教师需要指导学生的解题过程，之后再进行逆向习题设计，这样可以转变学生的思维，使学生进行逆向思考。如“请同学们结合自身生活经验，思考在真实的生活中，Ｎａ２ＳＯ３和Ｈ２ＳＯ４能够被用于做什么？”利用逆向问题让学生展开思考，对逆向问题展开解析，能够引导学生转变思路，从与之相反的角进行思考和分析。学生在思维的转变中，不仅巩固了基础知识，还提高了思考能力。

四、利用可逆性思考，培养逆向思维

逆向思维的特征是解题思路清楚，解题快速，它的应用是以结果为条件，将其视为解决问题的起点，是反向解析化学反应过程的一种解题方法。在化学问题的解题中，许多问题都可以通过逆向思维来高效求解，进而提升学生的化学综合素质。

比如，教师可以提问：“一质量分数为２５％的稀Ｈ２ＳＯ４，正好与4克镁粉、铁粉和锌粉的混合物发生反应，在将水蒸发干净后，能够获得100克的固态物质，请同学们想一想，其中所产生的氢气的质量是多少克？”如果用常规的方法解决这道问题，就必须把镁粉、铁粉和锌粉的量都设置为未知数，然后才能对它们进行单独的分析和计算，这个过程很烦琐，而且计算量也很大。如果采取逆向思维，学生就可以从以下角度进行分析：各种元素的质量在反应前后没有改变，镁粉、铁粉、锌粉都充分地参加了反应，并形成了硫酸镁、硫酸亚铁、硫酸锌；在蒸发掉水分后，100克固体物质为硫酸镁、硫酸亚铁、硫酸锌的混合物，其中4克为镁、铁、锌三种元素的总质量，其余的ＳＯ４２－质量为96克。接下来，学生结合ＳＯ４２－和Ｈ２在反应中的关系，推算出产生氢的质量为2克。

总之，解决问题是高中化学教学的关键。解决问题的水平与学生在高考中的表现有着密切联系，并将对学生今后的发展起到重要作用。高中化学题型多样，且每种题目都有关键得分，如果不能抓住每个题中的关键得分，将会对学生的考试成绩造成很大的影响。逆向思维可以让学生找到更多解决问题的方法，还可以训练他们对问题的思考能力，使学生从多个方面考虑问题，以此抓住更多的关键信息。

参考文献：

［１］孙凌云． 高中化学解题中逆向思维的应用［Ｊ］． 名师在线：中英文，２０２２（２３）：６７－６９．

［２］殷彩春． 高中化学解题中逆向思维的应用［Ｊ］． 数理化解题研究，２０２１（１９）：１０４－１０５．

［３］陈二雷． 培养逆向思维，发展化学素养［Ｊ］． 中学生数理化：教与学，２０２０（１２）：３２．

（责任编辑：邹宇铭）