淺議合情推理在高中化學解題中的應用

范學英

(福建省壽寧縣第一中學 355500 )

一、合情推理的概念和分類

合情推理是在教育界被廣泛推崇、最初在波利亞的《數學與猜想》中被提出的、帶有猜想成分的、不同于論證推理的一種推理形式.合情推理不應該僅僅適用于數學教育，它同樣適用于其他學科的教育，如化學教育.其原因是：第一，在《數學與猜想》中波利亞除了介紹了數學中的合情推理外，還用較多篇幅介紹了科學中的合情推理；第二，許多歷史實例說明科學發展離不開合情推理；第三，通過對哲學、邏輯學的研究探討發現合情推理對科學發現起到正向推動作用.

二、對合情推理的更深層分析

科學教育不是填鴨式科學知識、概念和定理教給學生，而是需要學生發揮主觀能動性，在不斷提出疑問和解決疑問的過程中學到科學知識.填鴨式的教學太過死板，嚴重抑制了學生想象力的發揮，是不科學的教育方法.而合情推理是帶有猜想成分的、不確定的、可質疑的，能夠使學生發揮其想象力、不斷創新，有助于科學發現，是科學的教育方法.所以，合情推理應適當應用于學科教育中.

在化學學科解題過程中，要抓住以下幾點來進行推理：

1.物質顏色：反應物、生成物的顏色，焰色反應等；

2.物質狀態：液態、氣態、液態化合物、氣態化合物等；

3.特殊的實驗現象、化學性質以及反應條件；

4.物質間的特殊反應關系，單質和化合物反應，化合物與化合物反應，單質與單質反應，一種物質分解等.

三、合情推理在化學教學中的應用

對于高中生而言，學習豐富的化學知識是為了高考能取得好成績，而取得好成績的關鍵就是快速正確的解題.化學學科有很多推理題型，這就需要學生有很好的猜想能力，否則很難快速正確的解答題目.所以，合情推理能力在化學解題中尤為重要.

1.合情推理在元素周期表的應用

例如：仔細分析烴的排列規律，判斷排列在第15位烴的分子式是什么？ 在解答本題時，不得不用到不完全歸納法進行推理：已知1-3三種烴的碳原子數均為2，氫原子數分別為2、4、6；4-6三種烴的碳原子數均為3，氫原子數分別為4、6、8；7-9三種烴的碳原子數均為4，氫原子數分別為6、8、10.因此，推知10-12三種烴的碳原子數均為5，氫原子數分別為8、10、12；13-15三種烴的碳原子數均為6，氫原子數分別為10、12、14……我們非常順利地順著這個思路，合情地得出了我們需要的結果.

元素推斷題往往會出現一兩個直觀的信息，能直接從中推出相應的元素.比如：Q的低價氧化物與X 單質分子的電子總數相等——由“低價氧化物”和“單質分子”不難推知二者為CO和N2.再如：A、B、C、D均為短周期元素，且原子序數依次遞增，A、B、C三種元素的核電荷數之和等于D元素的核電荷數，且D元素的核電荷數為C的2倍；C、D兩元素同主族——核電荷數能成倍數的同族元素只可能是O和S，不難得到A為H，B為N.可以總結出確定元素種類的一些基本方法：①由核外電子排布確定;②由元素原子的一些基本信息(原子序數、原子半徑等)確定;③由元素的一些特性確定;④由元素間形成的化合物的組成比確定;⑤由元素間形成化合物的性質確定.

2.合情推理在有機推理中的應用

有機推斷在新高考中占了很大一部分，而且難度也在逐年上升，有機的知識點就那么點，考察的便是考生的應用能力，在此之前，熟記反應很重要.

有機推理題最常見的是正推法和逆推法.正推法：前面是已知物，后面是未知物，利用反應條件，推出后面的未知物.如圖1.

圖1

在上面的流程中，利用條件可以推理A為醇，從而是苯甲醇，B為醛，從而為苯甲醛.利用條件也可以推理D為醛，E為酸.

逆推法：前面是未知物，后面是已知物，利用反應條件，推出前面的未知物.逆推法不僅可以推出前一個物質，也可以推出隔幾個物質以前的物質.如圖2.

圖2

利用上面的流程中最后的生成物，可以很容易的推理出E和F的結構簡式.

此外，根據題干給的已知條件和方程式、猜測和驗證法、分子式變化等等都是常考的題型.不管是什么推理類型，歸根到底，其實都是對知識點的掌握考察.只有對書本上的基礎知識熟練于心，才能在解決問題的時候運用自如，更好地幫助解題.

傳授化學知識和技能的同時還應注重培養學生的想象力、猜想力、創新力.“沒有偉大的猜想，就做不出偉大的發現，”是牛頓的至理名言.目前，化學教育中應用合情推理的情況很少，合情推理教學不受重視，將合情推理應用到化學教學和化學解題中迫在眉睫.

參考文獻：

[1]G.波利亞.數學與猜想[M].北京：北京科學出版社,1984.

[2]卡爾·波普.猜想與反駁——科學知識的增長[M].上海：上海譯文出版社,1986.

[3]貝拉·弗格拉西.邏輯學[M].北京：三聯書店，1979.