初中化學(xué)教學(xué)中逆向思維能力培養(yǎng)策略探尋

彭麗菊

（貴州省納雍縣化作中學(xué)，貴州納雍 553306）

在社會(huì)飛速進(jìn)步的背景下，培養(yǎng)科技型人才、創(chuàng)新型人才成為當(dāng)下教育工作的重點(diǎn)。傳統(tǒng)教學(xué)過(guò)程中，教師注重對(duì)理論知識(shí)的灌輸與操作方法的演繹教學(xué)，忽視培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，久而久之造成其思維定式，不利于其獨(dú)立思考、創(chuàng)新思考。初中化學(xué)教師只有改變傳統(tǒng)教學(xué)方式，積極在課上開展逆向思維能力教學(xué)工作，才能有效發(fā)散學(xué)生思維，從而促進(jìn)學(xué)生綜合發(fā)展。但是，當(dāng)下的初中化學(xué)教學(xué)仍然存在“知識(shí)滿堂灌”，化學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)程、解題過(guò)程套路化的問(wèn)題，在一定程度上影響逆向思維能力的培養(yǎng)。為此，初中化學(xué)教師應(yīng)當(dāng)立足實(shí)際探尋逆向思維能力培養(yǎng)方法，為培養(yǎng)學(xué)生逆向思考、逆向推理等逆向思維能力做好準(zhǔn)備。

一、逆向思維能力概述

逆向思維是一種與正向思維相對(duì)的思維，也被稱之為求異思維，普遍體現(xiàn)為根據(jù)已知客觀事物的觀點(diǎn)、看法進(jìn)行反向思考，從不同角度分析問(wèn)題并提出具有創(chuàng)新性的解決方案。逆向思維能力主要由以下思維能力構(gòu)成：因果逆向思維能力，這是一種交換考慮問(wèn)題結(jié)果與問(wèn)題成因的思維能力，具體表現(xiàn)為根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、化學(xué)結(jié)論逆向推理實(shí)驗(yàn)條件、化學(xué)原理等等；結(jié)構(gòu)逆向思維能力，這是一種交換考慮事物結(jié)構(gòu)、形式關(guān)系的思維能力；功能逆向思維能力，這是一種反向思考事物的功能并找到解決問(wèn)題方法的思維能力；狀態(tài)逆向思維能力，這是一種反向考慮事物的某一狀態(tài)的思維能力。

二、逆向思維能力與化學(xué)

化學(xué)是一門研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、轉(zhuǎn)化及應(yīng)用的科學(xué)，其將原子、分子、離子（團(tuán)）的物質(zhì)結(jié)構(gòu)等內(nèi)容作為主要研究?jī)?nèi)容［1］。其邏輯性強(qiáng)、抽象性強(qiáng)，對(duì)于研究者的思維能力有著極高要求。化學(xué)家只有提高思維的靈活性，才能基于具體的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)結(jié)果推理出更多化學(xué)原理，從而完善化學(xué)科學(xué)體系。逆向思維對(duì)于化學(xué)研究具有重要意義。諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主亨利·莫瓦桑就曾應(yīng)用逆向思維嘗試將“鉆石變石墨”的化學(xué)反應(yīng)逆轉(zhuǎn)，通過(guò)改變石墨中碳原子的排列方式將石墨轉(zhuǎn)變成鉆石；德米特里·伊萬(wàn)諾維奇·門捷列夫也曾應(yīng)用逆向思維的方式對(duì)繼承的化學(xué)研究進(jìn)行批判分析，同時(shí)通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)總結(jié)出“元素的形式隨著原子量的遞增而呈現(xiàn)周期性的變化”這一化學(xué)原理。

三、初中化學(xué)教學(xué)中逆向思維能力培養(yǎng)問(wèn)題

中考背景下，仍有部分教師將提升初中學(xué)生化學(xué)應(yīng)試能力為主要教學(xué)目標(biāo)，選擇機(jī)械注入的教學(xué)方式為學(xué)生講解化學(xué)概念、化學(xué)原理、化學(xué)實(shí)驗(yàn)方式等化學(xué)知識(shí)，要求學(xué)生運(yùn)用套路的方法分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)，解決化學(xué)試題。這種情況下，教師并不重視培養(yǎng)初中學(xué)生的逆向思維能力，反而要求學(xué)生死記硬背現(xiàn)有的化學(xué)知識(shí)、化學(xué)方法，久而久之造成了學(xué)生慣性思考化學(xué)問(wèn)題的思維習(xí)慣。

四、初中化學(xué)教學(xué)中逆向思維能力培養(yǎng)策略

（一）重新定位教學(xué)目標(biāo)，優(yōu)化逆向思維能力培養(yǎng)導(dǎo)向

《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022 年版）》（以下簡(jiǎn)稱《新課標(biāo)》）要求現(xiàn)階段初中化學(xué)教師注重培養(yǎng)學(xué)生質(zhì)疑、批判化學(xué)信息、化學(xué)觀點(diǎn)、化學(xué)結(jié)論，提出創(chuàng)造性見解的逆向思維能力［2］。此背景下，傳統(tǒng)的知識(shí)灌輸教學(xué)目標(biāo)難以為逆向思維能力的培養(yǎng)教學(xué)指明方向，重新定位教學(xué)目標(biāo)迫在眉睫。根據(jù)逆向思維能力的構(gòu)成要素，教師可以從以下角度優(yōu)化教學(xué)目標(biāo)：從因果逆向思維能力的培養(yǎng)角度出發(fā)，讓學(xué)生在觀察化學(xué)現(xiàn)象、化學(xué)反應(yīng)結(jié)果逆推化學(xué)原理、化學(xué)反應(yīng)物及反應(yīng)條件，加深其對(duì)化學(xué)概念性知識(shí)的理解；從結(jié)構(gòu)逆向思維能力培養(yǎng)的角度出發(fā)，讓學(xué)生在分析問(wèn)題的過(guò)程中逆向思考，尋求解決實(shí)驗(yàn)問(wèn)題、計(jì)量問(wèn)題等問(wèn)題的新途徑；從功能逆向思維能力培養(yǎng)的角度出發(fā)，讓學(xué)生在觀察化學(xué)反應(yīng)物與不同化學(xué)試劑發(fā)生反應(yīng)時(shí)逆向推理反應(yīng)性質(zhì)，如石蕊試劑遇酸變紅說(shuō)明反應(yīng)后試劑是酸性的，澄清石灰水遇二氧化碳變渾濁說(shuō)明澄清石灰水中的氫氧化鈣與二氧化碳發(fā)生反應(yīng)等等；從狀態(tài)逆向思維能力的培養(yǎng)角度出發(fā)，讓學(xué)生基于化學(xué)反應(yīng)的狀態(tài)逆向推理，提出新的看法，如觀察電解水實(shí)驗(yàn)同時(shí)逆向推理，提出氫氣與氧氣是否能夠合成水，觀察磷在氧氣中燃燒生成五氧化二磷，提出五氧化二磷是否能夠分解為磷與氧氣等等。這樣重新定位教學(xué)目標(biāo)將傳統(tǒng)教學(xué)工作與逆向思維能力培養(yǎng)教學(xué)工作有機(jī)結(jié)合在一起，能為教學(xué)創(chuàng)新工作指明新方向。

（二）建設(shè)活躍教學(xué)環(huán)境，提供逆向思維能力發(fā)展空間

教學(xué)實(shí)踐表明，沉悶的教學(xué)環(huán)境不利于學(xué)生思維發(fā)散［3］。為此，初中化學(xué)教師有必要建設(shè)氛圍輕松、資源豐富的教學(xué)課堂，由此優(yōu)化教學(xué)環(huán)境，為初中生發(fā)展逆向思維提供空間。一方面，塑造氛圍民主的教學(xué)課堂。教師應(yīng)當(dāng)擯棄“師本位”的教學(xué)觀念，認(rèn)清學(xué)生的主體地位，盡量減少注入式、灌輸式教學(xué)活動(dòng)，以啟發(fā)者、指引者的身份指導(dǎo)學(xué)生探析化學(xué)原理，探索化學(xué)實(shí)驗(yàn)。同時(shí)，在教學(xué)導(dǎo)入、理論講解、隨堂練習(xí)、課堂總結(jié)等教學(xué)環(huán)節(jié)落實(shí)生本化教學(xué)，積極組織學(xué)生以同桌、學(xué)習(xí)小組為單位合作討論，使其在討論的過(guò)程中交換想法，靈活調(diào)整思考角度，提高其思維活性。同時(shí)在教學(xué)中，教師還應(yīng)尊重學(xué)生的想法，鼓勵(lì)其大膽質(zhì)疑，使其在質(zhì)疑過(guò)程中養(yǎng)成“有問(wèn)就提”的學(xué)習(xí)習(xí)慣，為其發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、轉(zhuǎn)換角度思考問(wèn)題打下思維基礎(chǔ)。另一方面，完善教學(xué)資源，滿足初中生研究化學(xué)理論、探索化學(xué)實(shí)驗(yàn)的多種學(xué)習(xí)需要，為其發(fā)展逆向思維能力提供物質(zhì)支持。在線上，教師可整理教科書、配套練習(xí)冊(cè)、國(guó)家中小學(xué)智慧教育平臺(tái)等渠道的化學(xué)概念、原理，并以微課視頻、MOOC 視頻等形式發(fā)放給學(xué)生，為其質(zhì)疑、反思奠定扎實(shí)的知識(shí)基礎(chǔ)。在線下，教師可開放化學(xué)實(shí)驗(yàn)室，提供常規(guī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器及化學(xué)藥劑，鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)進(jìn)入化學(xué)實(shí)驗(yàn)室復(fù)刻教科書中的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，并根據(jù)自身想法探索其他化學(xué)實(shí)驗(yàn)，使其在親身操作、實(shí)際觀察的過(guò)程中明確化學(xué)反應(yīng)動(dòng)態(tài)，發(fā)散逆向思維。

（三）組織多項(xiàng)教學(xué)活動(dòng)，加快逆向思維能力發(fā)展速度

課堂是開展教學(xué)工作的主陣地。在初中化學(xué)教學(xué)課堂中組織概念講解、化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究、化學(xué)原理分析、化學(xué)習(xí)題訓(xùn)練等多種多樣的教學(xué)活動(dòng)，可以為學(xué)生提供更多逆向思考、逆向推理、逆向分析的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，從而加快學(xué)生逆向思維能力的發(fā)展速度。

1.在概念講解活動(dòng)中培養(yǎng)學(xué)生逆向思維能力。化學(xué)概念是古往今來(lái)化學(xué)研究成果的文字體現(xiàn)。教師采取灌輸式教學(xué)方法為學(xué)生講解概念只會(huì)使學(xué)生淺層理解相關(guān)概念，不利于學(xué)生逆向思維能力的生成。實(shí)際教學(xué)中，教師可以采取探究式教學(xué)法，先圍繞化學(xué)概念拋出具體問(wèn)題或呈現(xiàn)具體的化學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，組織學(xué)生基于已掌握的生活常識(shí)、化學(xué)知識(shí)觀察、分析具體內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生由現(xiàn)象、結(jié)論逆向分析化學(xué)變化過(guò)程、化學(xué)變化原理的思考意識(shí)。此基礎(chǔ)上，再圍繞具體問(wèn)題展開對(duì)話，通過(guò)對(duì)話的方式循序漸進(jìn)地引出逆向思維能力培養(yǎng)教學(xué)主題，使學(xué)生在逆向思考的過(guò)程中理解化學(xué)原理。

比如，在講解化學(xué)變化與物理變化的區(qū)別時(shí)，教師可以采取探究教學(xué)方式，為學(xué)生展示水電解后變成氫氣與氧氣、水被冷凍后變成冰塊的兩個(gè)操作視頻，組織學(xué)生根據(jù)視頻呈現(xiàn)內(nèi)容進(jìn)行逆向推理，并在此過(guò)程中拋出拓展問(wèn)題：兩個(gè)視頻中，水經(jīng)過(guò)處理后分別變成了什么？如果將該水加熱，使水變成水蒸氣，這個(gè)變化可以被稱為化學(xué)變化嗎？在這一概念教學(xué)中，通過(guò)呈現(xiàn)化學(xué)變化現(xiàn)象、物理變化現(xiàn)象讓學(xué)生基于現(xiàn)象逆推原理，使學(xué)生在逆向思考、逆向分析的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)“是否發(fā)生化學(xué)變化，取決于變化中是否生成新物質(zhì)”這一化學(xué)原理。這樣，學(xué)生既能夠扎實(shí)掌握化學(xué)原理，還能夠提升根據(jù)已有現(xiàn)象逆向推理化學(xué)原理的逆向思維能力。

2.在化學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中培養(yǎng)學(xué)生逆向思維能力。實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容是初中化學(xué)教學(xué)內(nèi)容的重要構(gòu)成部分［4］。教師可以利用實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)組織學(xué)生認(rèn)知、感知物質(zhì)的化學(xué)變化過(guò)程以及變化規(guī)律，從而提高學(xué)生逆向思維能力。初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)以驗(yàn)證化學(xué)原理為主要教學(xué)目的，其本身具有逆向思維能力培養(yǎng)教學(xué)特征。教師只需要抓住化學(xué)實(shí)驗(yàn)反應(yīng)現(xiàn)象與化學(xué)實(shí)驗(yàn)原理的邏輯關(guān)系，創(chuàng)新教學(xué)角度，即可讓學(xué)生在觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的過(guò)程中逆向推理化學(xué)實(shí)驗(yàn)原理，從而強(qiáng)化學(xué)生的逆向思維。以“碳和碳的氧化物”一單元的實(shí)驗(yàn)教學(xué)為例。該單元實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容以驗(yàn)證二氧化碳不可燃的性質(zhì)為主。也就是說(shuō)，將燃燒的火柴伸入裝滿二氧化碳的集氣瓶中，如果火柴熄滅，就從實(shí)驗(yàn)的角度驗(yàn)證了二氧化碳不可燃的性質(zhì)，完成了對(duì)化學(xué)原理的逆向證明。教師可以此實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容為參考，在其他化學(xué)原理教學(xué)課程中設(shè)計(jì)類似實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)，指導(dǎo)學(xué)生從“果”逆推“因”，在加深學(xué)生對(duì)化學(xué)原理的深刻認(rèn)識(shí)的同時(shí)，鍛煉學(xué)生的因果逆向思維能力。

3.在配平化學(xué)方程式中培養(yǎng)學(xué)生逆向思維能力。化學(xué)方程式集中反映了化學(xué)反應(yīng)中反應(yīng)物、生成物、反應(yīng)條件的具體情況，包括反應(yīng)物、生成物的物質(zhì)的量的關(guān)系、各物質(zhì)之間的質(zhì)量比等等。在初中化學(xué)教學(xué)中，教師直接讓學(xué)生背誦化學(xué)反應(yīng)方程式，只能導(dǎo)致學(xué)生對(duì)化學(xué)方程式的機(jī)械識(shí)記，不利于學(xué)生化學(xué)思維的發(fā)散。為改善這一教學(xué)現(xiàn)狀，教師可以在課堂教學(xué)中組織化學(xué)方程式書寫教學(xué)活動(dòng)，要求學(xué)生根據(jù)具體的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或化學(xué)變化結(jié)果書寫化學(xué)方程式，使其在活動(dòng)中掌握化學(xué)方程式的書寫法則，形成良好的狀態(tài)逆向思維能力。實(shí)際教學(xué)中，教師可以應(yīng)用Flash 動(dòng)畫課件為學(xué)生演繹某化學(xué)反應(yīng)中反應(yīng)物、生成物的分子、原子的粒子狀態(tài)，讓學(xué)生在直接觀看微粒變化的過(guò)程中明確化學(xué)反應(yīng)物與化學(xué)生成物，組織其觀察動(dòng)畫中的化學(xué)反應(yīng)條件，依據(jù)直觀呈現(xiàn)內(nèi)容寫出反應(yīng)物、生成物以及反應(yīng)條件，要求學(xué)生對(duì)照動(dòng)畫內(nèi)容檢查所寫方程式，確定計(jì)量數(shù)是否配平，使其在對(duì)照結(jié)論寫原理表達(dá)式的過(guò)程中形成因果逆向思維能力、狀態(tài)逆向思維能力。

4.在化學(xué)習(xí)題練習(xí)中培養(yǎng)學(xué)生逆向思維能力。指導(dǎo)學(xué)生從不同角度出發(fā)分析化學(xué)問(wèn)題可以提高學(xué)生解題效率，同時(shí)鍛煉學(xué)生的逆向思維能力［5］。在完成理論知識(shí)教學(xué)工作以后，教師可以圍繞化學(xué)課程教學(xué)主題組織習(xí)題練習(xí)教學(xué)活動(dòng)，以此鞏固學(xué)生理論基礎(chǔ)。同時(shí)，教師可以在習(xí)題練習(xí)教學(xué)活動(dòng)中指導(dǎo)學(xué)生分別從問(wèn)題的正面、反面或?qū)α⒚娣治鰡?wèn)題、思考問(wèn)題，讓學(xué)生對(duì)比兩種思維模式的優(yōu)劣之處，從而增強(qiáng)學(xué)生逆向思考問(wèn)題的意愿，指導(dǎo)學(xué)生逆用化學(xué)原理分析問(wèn)題，逆用化學(xué)問(wèn)題反推化學(xué)變化過(guò)程，讓學(xué)生在根據(jù)結(jié)論推理?xiàng)l件、根據(jù)結(jié)果推理原因的過(guò)程中明確化學(xué)解題的關(guān)鍵點(diǎn)，從而將復(fù)雜難題化為簡(jiǎn)單問(wèn)題，提高解題效率。在此過(guò)程中，教師可以在恰當(dāng)時(shí)機(jī)與學(xué)生展開對(duì)話，激活學(xué)生的逆向思維，逐漸提升學(xué)生的逆向思維能力。

（四）完善教學(xué)評(píng)價(jià)體系，提高逆向思維能力培養(yǎng)效果

在初中化學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的逆向思維能力，要注重優(yōu)化教學(xué)評(píng)價(jià)體系。傳統(tǒng)教學(xué)評(píng)價(jià)主要評(píng)價(jià)學(xué)生的知識(shí)記憶情況、套路解題能力，忽視評(píng)價(jià)學(xué)生的逆向思維發(fā)展情況。初中化學(xué)教師應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到傳統(tǒng)教學(xué)評(píng)價(jià)的缺陷，著手完善課前、課中、課后教學(xué)評(píng)價(jià)體系，以此促進(jìn)學(xué)生逆向思維的持續(xù)發(fā)展。課前，教師主要關(guān)注學(xué)生對(duì)化學(xué)物質(zhì)構(gòu)成（如分子、原子、原子結(jié)構(gòu)等）、質(zhì)量守恒定律等基本化學(xué)概念的預(yù)習(xí)情況，評(píng)價(jià)學(xué)生是否應(yīng)用逆向思維的方式反推化學(xué)概念，以此檢驗(yàn)學(xué)生自主逆向思考的能力。課中，教師主要關(guān)注學(xué)生應(yīng)用化學(xué)原理解釋滅火原理、食用鹽除雜等生活問(wèn)題，跟蹤管理學(xué)生利用現(xiàn)實(shí)生活現(xiàn)象反思化學(xué)問(wèn)題、探究化學(xué)原理的學(xué)習(xí)行為，評(píng)價(jià)學(xué)生的狀態(tài)逆向思維能力、結(jié)構(gòu)逆向思維能力的發(fā)展情況。課后，教師主要關(guān)注學(xué)生應(yīng)用何種方法解決復(fù)雜化學(xué)難題、完成化學(xué)實(shí)驗(yàn)任務(wù)，評(píng)價(jià)學(xué)生靈活應(yīng)用逆向推理、逆向分析方法解決實(shí)際問(wèn)題能力的發(fā)展情況。這樣，在預(yù)習(xí)化學(xué)概念、探究化學(xué)原理、解決化學(xué)問(wèn)題等不同教學(xué)階段給予學(xué)生不同評(píng)價(jià)，指導(dǎo)學(xué)生反思自身在化學(xué)學(xué)習(xí)過(guò)程中逆向思維能力形成情況，能提高逆向思維能力培養(yǎng)教學(xué)效果。

五、結(jié)語(yǔ)

要在初中化學(xué)教學(xué)中有效培養(yǎng)學(xué)生的逆向思維能力，需要教師對(duì)化學(xué)概念、化學(xué)方程式、化學(xué)實(shí)驗(yàn)等教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行深入分析，提煉其中可以作為逆向思維能力培養(yǎng)的教學(xué)素材。教師還應(yīng)當(dāng)對(duì)原有的教學(xué)規(guī)劃采取優(yōu)化設(shè)計(jì)手段，并組織多種可發(fā)散學(xué)生化學(xué)逆向思維的化學(xué)概念講解、化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)，讓學(xué)生在由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象逆推實(shí)驗(yàn)原理、由實(shí)驗(yàn)過(guò)程逆推化學(xué)方程式等過(guò)程中形成逆向思維能力。此外，教師還應(yīng)當(dāng)做好教學(xué)評(píng)價(jià)管理工作，通過(guò)持續(xù)性的評(píng)價(jià)調(diào)整學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度，使學(xué)生養(yǎng)成逆向思考的思維習(xí)慣。