試論化學教學中學生逆向思維能力的培養

蘇菲男 王后雄

（華中師范大學化學教育研究所 湖北 武漢 430079）

逆向思維也叫求異思維，它是對司空見慣的似乎已成定論的事物或觀點反過來思考的一種思維方式。眾所周知，思維是智力的核心，心理學認為“思維的基本過程是分析與綜合”，這種雙向思維是“彼此相反的，同時彼此又是緊密地聯系著的”；教育學認為雙向思維“在教學中結合起來使用，才能夠使學生對知識的理解更加全面深刻”。

逆向思維的作用不僅僅能說清楚問題，而且更重要的是，作為思維的一種形式，逆向思維孕育著創造性思維的萌芽，是創造性人才必備的思維品質之一。培養學生的創新意識和良好的思維品質一直是化學教學重要的目標之一。在化學課的教學中，重視對學生逆向思維能力的培養與訓練，不僅能夠幫助學生拓寬解題的思路、完善知識的結構，而且有助于養成學生對雙向思維的習慣，提高學生分析問題和解決問題的能力。

一、課堂教學中逆向思維的培養

1.培養興趣激發學生的逆向思維

興趣是學生最好的老師，因此在化學教學中教師應想方設法激發學生思維的興趣，增強學生逆向思維的積極性。在教學過程中的任何時候都要切記教師是主導，而學生才是學習過程的主體，只有真正確立學生的主體地位，使學生主動參與到學習活動中，不斷地探索和研究，才能真正使學生有學習的興趣。此外，教師可以列舉一些貼近生活的相關化學逆向思維的例子，比如金屬的銹蝕與防護、水（或CO2）可滅火亦可助燃等發生在身邊的例子來說明逆向思維的重要性，從而激發學生思維的興趣，增加學生逆向思維的主動性和積極性。

2.創設問題情境引發逆向思維

新的教學理念倡導啟發式教學，實施啟發式教學的關鍵在于創設問題情境，有意識的創設能夠引發學生逆向思維的問題情境，培養學生逆向思維的習慣。

（1）精心營造問題情境

在化學課堂中，針對某些內容直接地設疑提問，能夠有效地啟發學生聯系已有知識思考新的問題，激發學生探究知識的欲望，培養學生思維品質。

案例1：在進行“金屬與非金屬的反應”教學時，金屬鋁無論是否用砂紙打磨，加熱后鋁箔都融化且失去光澤，但并不滴落，好像有一層膜兜著（因為在空氣中有層致密的氧化膜覆蓋在鋁的表面，即使是打磨過的鋁箔，在空氣中也會很快生成新的氧化膜），此時教師逆向提出問題：“氧化膜保護著鋁不能被燃燒，那么，怎樣才能使性質活潑的鋁燃燒起來呢？”

教師充分地分析、挖掘教材的隱性知識，結合學生的認知心理特點，通過營造恰當的問題情境來引發學生進行逆向思考、推理、判斷、研究和探索，激發學生的學習欲望，不僅鍛煉學生的逆向思維品質，而且增強學生的科學素養。

（2）引導并鼓勵學生提出問題

沒有問題的課堂是無趣的課堂，老師不僅要提出問題，更要引導、鼓勵學生提出問題，對于學生提出的問題，無論合理與否，均以肯定的態度接納。

案例2：在進行“水的組成”教學時，發現電解水生成氫氣和氧氣，此時學生產生疑問，自己提出逆向問題：“那么氫氣和氧氣混合通電能否生成水？如果不能生成水，什么條件下才能生成水？”

（3）認真探討學生提出的問題

討論對于激發學生的思維活動是一種最有效的方法，重視學生提出的問題并引導學生進行集體討論（頭腦風暴），使思維相互撞擊，迸發火花，便可達到集思廣益的效果。

3.發揮教材中互逆因素的作用

教師在教學的過程中應設法挖掘教材中的互逆因素，引導學生進行逆向思維，比如：化合反應與分解反應、氧化反應與還原反應、可逆反應、沉淀的生成與溶解、原電池與電解池、燃燒與滅火、金屬的活潑性與穩定性等等。此外，在教學過程中教師應及時歸納各章節知識的互逆關系，幫助學生理順教材的邏輯關系，以便培養學生的正逆思維能力。

4.直觀教學為學生提供逆向思維的基礎

感性認識是理性認識的基礎，理性認識依賴于感性認識。在化學教學中利用必要的教具、模型、幻燈和多媒體等進行直觀教學可以逼真地展現某個物質結構、某個反應過程和現象的全貌，獲得較多的感性認識，使學生的雙向思維更加清晰明了；另一方面，多媒體等現代教學手段可反向呈現某些活動或過程，有利于學生進行逆向思維。

二、實驗活動中逆向思維的培養

化學是一門以實驗為基礎的科學，化學實驗在化學教學中有著舉足輕重的作用。在教學中有計劃、有目的、有成效地進行實驗培養學生的逆向思維能力，對學生智力的發展有極大的促進效果。

案例3：“Cu與稀硝酸的反應”的演示實驗用于說明稀硝酸的強氧化性和還原產物是NO，按課本上的裝置進行演示實驗時，學生觀察到的卻是紅棕色的氣體，實驗現象較差，而且產生的有毒氣體有損學生的健康，此實驗適宜在封閉的環境中進行，以防污染空氣，由此充分發揮逆向思維能力，設置出適合課堂演示、效果明顯的實驗裝置：

首先，在空塑料瓶中加入約1／2稀硝酸；然后手握瓶身，慢慢擠壓瓶壁，使液面與瓶口留少許空間，再用帶銅絲的橡膠塞迅速塞緊瓶口，銅絲與稀硝酸即可在封閉式裝置內反應，此時可觀察到溶液由無色漸漸變成綠色，有氣泡產生，產生無色氣體，塑料瓶慢慢鼓起，稀硝酸液面下降，最終與銅絲分離，反應停止（如果將塑料瓶倒置，銅絲便可繼續與硝酸反應）；最后將塑料瓶瓶口向上，微微松開橡膠塞，讓極少量的NO溢出，馬上塞緊橡膠塞，便可看到紅棕色氣體。

經過逆向思維改進后的實驗不僅現象明顯，衛生環保，而且裝置簡單，可反復使用。可見，實驗對學生思維的發展是十分重要的，在教學中無論是通過實驗獲得化學知識，還是驗證化學規律，也無論是學生實驗，還是演示實驗，所有這些實驗活動都必須通過思維活動。

三、習題訓練中逆向思維的培養

1.一題多解，激活逆向思維

逆向思維是發散思維的一種形式，有的化學習題并不是只有一種解題方法，教師若能夠在正向思維的基礎上有意識地、經常地、適時地引導學生進行一題多解，開展發散思維，則學生的逆向思維能力便可得到顯著的提高。

案例 4：已知：2H2（g）＋O2（g）＝2H2O（l）；ΔH＝－571.6 kJ／mol；C3H8（g）＋5O2（g）＝3CO2（g）＋4H2O（l）；ΔH＝－2220 kJ／mol。設有氫氣和丙烷的混合氣體5 mol，完全燃燒時放出的熱量3847 kJ，則在混合氣體中，氫氣和丙烷的體積比是（ ）

A.1∶3 B.3∶1 C.1∶4 D.1∶1

解析：解法一：十字交叉法

解法二：設混合氣體 H2，C3H8分別是 x mol，y mol。

解法三：前面的兩種方法都經過繁瑣的計算過程，作為選擇題比較浪費時間，本題如果我們從體積比出發，反方向想一想，假設二者的物質的量之比為1∶1混合，則2.5 mol丙烷燃燒放出的熱量已經大于3847 kJ，則A、C、D三個選項均不正確，答案為B。

2.案例警示，克服思維定勢

化學解題一般都是遵循著由原因到結果、由已知到未知的思維過程，在解答一些特殊的化學問題時，由于受到思維定勢的影響，通常不能簡捷、迅速、靈活地解答各類習題。此時，學生需要克服思維定勢的消極影響，訓練逆向思維，拓展學生的思路，靈活解決問題。

案例5：將Mg、Cu組成的m g混合物投入適量稀硝酸中恰好完全反應，固體完全溶解時收集到的還原產物NO氣體為0.896 L（標準狀況），向反應后溶液中加入2 mol／L的NaOH溶液60 mL時，金屬離子恰好完全沉淀，則形成的沉淀質量為______________。

3.精煉試題，訓練逆向思維

在日常教學中重視培養學生的逆向思維，之后便可通過復雜的綜合性試題鞏固學生的逆向思維能力，同時培養學生思維的雙向性、廣泛性、深刻性和靈活性，它往往能使學生對知識的理解產生一個質的飛躍，對復雜問題獲得突破性的理解。

案例 6：（2010 課標全國，26，14分） 物質 A－G 有下圖所示轉化關系（部分反應物、生成物沒有列出）其中A為某金屬礦的主要成分，經過一系列反應可得到B和C。單質C可與E的濃溶液發生反應，G為磚紅色沉淀。

解析：此題若正向推理，則無從下手。“G為磚紅色沉淀”是本題的突破口，所以此題可以用逆向推斷的方法做。不難看出，F生成G的反應是醛基的檢驗，所以，G為 Cu2O，F 為銅鹽；又由 C（單質）＋E（濃）→F＋B，此反應可能為Cu與濃硫酸或Cu與濃硝酸的反應，從B→D→E，可推斷為 NO→NO2→HNO3或 SO2→SO3→H2SO4，因為B→D的轉化需要高溫、催化劑的條件，可判定B為SO2、C 為 Cu、D 為 SO3、E 為 H2SO4、F 為 CuSO4；由 B、C 則可判定A為Cu2S。

總之，在中學化學教學中，必須以學生扎實的“雙基”為前提，同時教師應及時更新教育觀念，因材施教，精心設計課程，激發學生的興趣，培養學生的逆向思維能力以及雙向思維能力，為學生的創造性思維打下堅實的基礎。

［1］ 孫塞琴.在化學教學中培養學生逆向思維的思考 ［J］.中學化學教學參考，2011，（4）：40－41

［2］ 沈國強.銅與稀硝酸演示實驗的改進 ［J］.教學與管理，2009，（9）：73

［3］ 黎斌.培養逆向思維能力提高學生綜合素質化學教學［J］.化學教學，2001，（5）：34－35