初中化學解題推理思維的案例分析

丁麗杰

引言

推理是邏輯學思維的基本形式之一，在初中化學解題教學中，對學生推理思維的培養是一項重要的教學任務，需要教師采取科學、系統的方法去順利地達成這項任務。目前，化學解題教學中常用定性推理和定量推理的思維方法去幫助學生進行案例分析，從而有效地提高學生的推理思維能力。

一、解題過程應用定性推理思維的案例分析

化學學科中的定性推理是通過對某一物體的元素結構、化學反應、化學特性等進行因果關系的研究，以探索化學常識（定性）推理機制為目的，從而去完成相關化學問題的求解任務。一般來說，在化學解題中，定性推理常用于對某一實驗現象的推理分析，在化學實驗的各個環節，結合一定的化學常識知識，也可以加入假設環節，通過定性推理思維去推理判斷某一化學物質在實驗反應中的變化特征，最終將已知常識和未知問題進行歸納總結并得出結論，以歸結的每一實驗環節的結論去驗證問題和假設，并得出最終結論。而初中化學實驗類題目多會用到定性推理思維去進行解題分析。

案例分析：

人們防寒必備用品暖寶寶，它的里面裝有黑色的粉末，你能通過如下實驗及現象判斷該黑色粉末可能含有氧化銅、二氧化錳、鐵粉、四氧化三鐵、炭粉中的一種或幾種嗎？實驗操作及實驗現象如下：實驗（1）：將磁鐵靠近黑色粉末，部分被吸引。實驗（2）：取黑色粉末加足量稀硫酸。固體部分溶解，有氣泡產生，溶液無顏色。實驗（3）：取實驗（2）的殘渣灼燒，將內壁涂有澄清石灰水的小燒杯罩在上方。澄清石灰水變渾濁。那么，由實驗（1）可知，該黑色粉末可能含。由實驗（2）可知，該黑色粉末肯定含，肯定不含 。由實驗（3）可知，該黑色粉末肯定含 。

根據此題所例實驗操作的順序，以定性推理思維進行分析，首先，實驗（1）提示該黑色粉末能夠被磁鐵吸附，這是題目給出的已知條件，而通過化學常識知識“鐵可以被磁鐵吸附”就可以進行第一步的定性推斷，那就是該黑色粉末可能是鐵粉，也可能是本身具有磁性的四氧化三鐵。在根據“鐵的特性”進行第一步定性推理后，第一個填空的答案顯然就是：鐵和四氧化三鐵。其次，按照題目給出的實驗步驟，接下來看實驗（2），在加入稀硫酸后，固體部分溶解并產生氣泡，且溶液無顏色。那么，從這個實驗來思考，只有鐵粉和硫酸能夠形成化學反應產生氫氣。另外，在進行實驗（2）操作后溶液無顏色，同時根據“氧化銅和稀硫酸反應變藍”這個常識知識來推斷該黑色粉末一定不是氧化銅。因此，第二個填空的答案分別是：鐵、氧化銅。最后，實驗（3）對固體殘渣進行了加熱，并用石灰水檢驗變渾濁，因此根據“二氧化碳通入澄清石灰水時澄清石灰水變渾濁”這一常識知識，推斷出在實驗（3）反應中生成了二氧化碳，在此基礎上進一步形成定性推理結論：原物質一定含有炭粉。因此，第三個填空的答案應該是：炭粉。

二、解題過程應用定量推理思維的案例分析

進行化學學科中的定量推理，是在分析已知量的基礎上，通過對具體數量的運算，得到不同量之間的關系，繼而通過一定的定性推理思維，得到對應題目問題的最終推斷。在初中化學中，計算類題目多會用到定量推理思維去進行解題分析。

案例分析：

商店中現有碳銨（NH4HCO3）、尿素（CO（NH2）2）兩種氮肥，標價分別為0.49元/千克和1.10元/千克，小明用100元去買氮肥，試試通過計算說明小明買哪種氮肥所含氮較多，較為合算？

首先應明確題目的問題，如果要買到含氮多的化肥，那么就需要知道哪種氮肥的氮元素（N）的質量分數較多，確定這道計算題的重點在于對碳銨和尿素中氮元素質量分數的計算，其次是生活常識計算的部分，即100元能買到多少碳銨和尿素，最后綜合計算得出結論。因此，在計算中，可根據定量推理思維將上述計算分步進行：

第一步：

NH4HCO3中N元素的質量分數：

CO（NH2）2中N元素的質量分數：

第二步：

100元能買到碳銨的質量：

千克

100元能買到尿素的質量：

千克

第三步：

204.08千克碳銨中氮元素的質量：

90.91千克尿素中氮元素的質量：

上述三個步驟的運算，實質上是在應用了定性推理思維明確了解答路線的基礎上，應用了定量推理思維計算，并將各個步驟的計算結果進行歸納總結從而得到了該題目的最終答案，即：小明應該買尿素這種氮肥，其含氮較多，也就是說買尿素更加合算。

三、結論

在初中化學解題教學中，定性推理思維和定量推理思維的應用程度可以說是很高的，其中，定性推理思維在實驗類題目的解題教學中應用率較大，而定量推理思維在計算類題目的解題教學應用率較大。通過上文對兩種推理思維進行案例分析可見，兩種推理思維的應用在初中化學解題教學中具有一定的關聯性，定量推理在進行詳細計算前需要結合定性推理，在進行詳細的定性分析的基礎上，才能正確使用定量推理。因此可見，教師在進行化學學科解題教學中，應重視對不同推理思維模式的融入，科學系統地構建清晰度高、邏輯性強的思維體系，從而在教學中進一步地幫助學生形成和提高化學解題推理思維。