试论化学教学中学生逆向思维能力的培养

苏菲男 王后雄

（华中师范大学化学教育研究所 湖北 武汉 430079）

逆向思维也叫求异思维，它是对司空见惯的似乎已成定论的事物或观点反过来思考的一种思维方式。众所周知，思维是智力的核心，心理学认为“思维的基本过程是分析与综合”，这种双向思维是“彼此相反的，同时彼此又是紧密地联系着的”；教育学认为双向思维“在教学中结合起来使用，才能够使学生对知识的理解更加全面深刻”。

逆向思维的作用不仅仅能说清楚问题，而且更重要的是，作为思维的一种形式，逆向思维孕育着创造性思维的萌芽，是创造性人才必备的思维品质之一。培养学生的创新意识和良好的思维品质一直是化学教学重要的目标之一。在化学课的教学中，重视对学生逆向思维能力的培养与训练，不仅能够帮助学生拓宽解题的思路、完善知识的结构，而且有助于养成学生对双向思维的习惯，提高学生分析问题和解决问题的能力。

一、课堂教学中逆向思维的培养

1.培养兴趣激发学生的逆向思维

兴趣是学生最好的老师，因此在化学教学中教师应想方设法激发学生思维的兴趣，增强学生逆向思维的积极性。在教学过程中的任何时候都要切记教师是主导，而学生才是学习过程的主体，只有真正确立学生的主体地位，使学生主动参与到学习活动中，不断地探索和研究，才能真正使学生有学习的兴趣。此外，教师可以列举一些贴近生活的相关化学逆向思维的例子，比如金属的锈蚀与防护、水（或CO2）可灭火亦可助燃等发生在身边的例子来说明逆向思维的重要性，从而激发学生思维的兴趣，增加学生逆向思维的主动性和积极性。

2.创设问题情境引发逆向思维

新的教学理念倡导启发式教学，实施启发式教学的关键在于创设问题情境，有意识的创设能够引发学生逆向思维的问题情境，培养学生逆向思维的习惯。

（1）精心营造问题情境

在化学课堂中，针对某些内容直接地设疑提问，能够有效地启发学生联系已有知识思考新的问题，激发学生探究知识的欲望，培养学生思维品质。

案例1：在进行“金属与非金属的反应”教学时，金属铝无论是否用砂纸打磨，加热后铝箔都融化且失去光泽，但并不滴落，好像有一层膜兜着（因为在空气中有层致密的氧化膜覆盖在铝的表面，即使是打磨过的铝箔，在空气中也会很快生成新的氧化膜），此时教师逆向提出问题：“氧化膜保护着铝不能被燃烧，那么，怎样才能使性质活泼的铝燃烧起来呢？”

教师充分地分析、挖掘教材的隐性知识，结合学生的认知心理特点，通过营造恰当的问题情境来引发学生进行逆向思考、推理、判断、研究和探索，激发学生的学习欲望，不仅锻炼学生的逆向思维品质，而且增强学生的科学素养。

（2）引导并鼓励学生提出问题

没有问题的课堂是无趣的课堂，老师不仅要提出问题，更要引导、鼓励学生提出问题，对于学生提出的问题，无论合理与否，均以肯定的态度接纳。

案例2：在进行“水的组成”教学时，发现电解水生成氢气和氧气，此时学生产生疑问，自己提出逆向问题：“那么氢气和氧气混合通电能否生成水？如果不能生成水，什么条件下才能生成水？”

（3）认真探讨学生提出的问题

讨论对于激发学生的思维活动是一种最有效的方法，重视学生提出的问题并引导学生进行集体讨论（头脑风暴），使思维相互撞击，迸发火花，便可达到集思广益的效果。

3.发挥教材中互逆因素的作用

教师在教学的过程中应设法挖掘教材中的互逆因素，引导学生进行逆向思维，比如：化合反应与分解反应、氧化反应与还原反应、可逆反应、沉淀的生成与溶解、原电池与电解池、燃烧与灭火、金属的活泼性与稳定性等等。此外，在教学过程中教师应及时归纳各章节知识的互逆关系，帮助学生理顺教材的逻辑关系，以便培养学生的正逆思维能力。

4.直观教学为学生提供逆向思维的基础

感性认识是理性认识的基础，理性认识依赖于感性认识。在化学教学中利用必要的教具、模型、幻灯和多媒体等进行直观教学可以逼真地展现某个物质结构、某个反应过程和现象的全貌，获得较多的感性认识，使学生的双向思维更加清晰明了；另一方面，多媒体等现代教学手段可反向呈现某些活动或过程，有利于学生进行逆向思维。

二、实验活动中逆向思维的培养

化学是一门以实验为基础的科学，化学实验在化学教学中有着举足轻重的作用。在教学中有计划、有目的、有成效地进行实验培养学生的逆向思维能力，对学生智力的发展有极大的促进效果。

案例3：“Cu与稀硝酸的反应”的演示实验用于说明稀硝酸的强氧化性和还原产物是NO，按课本上的装置进行演示实验时，学生观察到的却是红棕色的气体，实验现象较差，而且产生的有毒气体有损学生的健康，此实验适宜在封闭的环境中进行，以防污染空气，由此充分发挥逆向思维能力，设置出适合课堂演示、效果明显的实验装置：

首先，在空塑料瓶中加入约1／2稀硝酸；然后手握瓶身，慢慢挤压瓶壁，使液面与瓶口留少许空间，再用带铜丝的橡胶塞迅速塞紧瓶口，铜丝与稀硝酸即可在封闭式装置内反应，此时可观察到溶液由无色渐渐变成绿色，有气泡产生，产生无色气体，塑料瓶慢慢鼓起，稀硝酸液面下降，最终与铜丝分离，反应停止（如果将塑料瓶倒置，铜丝便可继续与硝酸反应）；最后将塑料瓶瓶口向上，微微松开橡胶塞，让极少量的NO溢出，马上塞紧橡胶塞，便可看到红棕色气体。

经过逆向思维改进后的实验不仅现象明显，卫生环保，而且装置简单，可反复使用。可见，实验对学生思维的发展是十分重要的，在教学中无论是通过实验获得化学知识，还是验证化学规律，也无论是学生实验，还是演示实验，所有这些实验活动都必须通过思维活动。

三、习题训练中逆向思维的培养

1.一题多解，激活逆向思维

逆向思维是发散思维的一种形式，有的化学习题并不是只有一种解题方法，教师若能够在正向思维的基础上有意识地、经常地、适时地引导学生进行一题多解，开展发散思维，则学生的逆向思维能力便可得到显著的提高。

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。设有氢气和丙烷的混合气体5 mol，完全燃烧时放出的热量3847 kJ，则在混合气体中，氢气和丙烷的体积比是（ ）

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：设混合气体 H2，C3H8分别是 x mol，y mol。

解法三：前面的两种方法都经过繁琐的计算过程，作为选择题比较浪费时间，本题如果我们从体积比出发，反方向想一想，假设二者的物质的量之比为1∶1混合，则2.5 mol丙烷燃烧放出的热量已经大于3847 kJ，则A、C、D三个选项均不正确，答案为B。

2.案例警示，克服思维定势

化学解题一般都是遵循着由原因到结果、由已知到未知的思维过程，在解答一些特殊的化学问题时，由于受到思维定势的影响，通常不能简捷、迅速、灵活地解答各类习题。此时，学生需要克服思维定势的消极影响，训练逆向思维，拓展学生的思路，灵活解决问题。

案例5：将Mg、Cu组成的m g混合物投入适量稀硝酸中恰好完全反应，固体完全溶解时收集到的还原产物NO气体为0.896 L（标准状况），向反应后溶液中加入2 mol／L的NaOH溶液60 mL时，金属离子恰好完全沉淀，则形成的沉淀质量为______________。

3.精炼试题，训练逆向思维

在日常教学中重视培养学生的逆向思维，之后便可通过复杂的综合性试题巩固学生的逆向思维能力，同时培养学生思维的双向性、广泛性、深刻性和灵活性，它往往能使学生对知识的理解产生一个质的飞跃，对复杂问题获得突破性的理解。

案例 6：（2010 课标全国，26，14分） 物质 A－G 有下图所示转化关系（部分反应物、生成物没有列出）其中A为某金属矿的主要成分，经过一系列反应可得到B和C。单质C可与E的浓溶液发生反应，G为砖红色沉淀。

解析：此题若正向推理，则无从下手。“G为砖红色沉淀”是本题的突破口，所以此题可以用逆向推断的方法做。不难看出，F生成G的反应是醛基的检验，所以，G为 Cu2O，F 为铜盐；又由 C（单质）＋E（浓）→F＋B，此反应可能为Cu与浓硫酸或Cu与浓硝酸的反应，从B→D→E，可推断为 NO→NO2→HNO3或 SO2→SO3→H2SO4，因为B→D的转化需要高温、催化剂的条件，可判定B为SO2、C 为 Cu、D 为 SO3、E 为 H2SO4、F 为 CuSO4；由 B、C 则可判定A为Cu2S。

总之，在中学化学教学中，必须以学生扎实的“双基”为前提，同时教师应及时更新教育观念，因材施教，精心设计课程，激发学生的兴趣，培养学生的逆向思维能力以及双向思维能力，为学生的创造性思维打下坚实的基础。

［1］ 孙塞琴.在化学教学中培养学生逆向思维的思考 ［J］.中学化学教学参考，2011，（4）：40－41

［2］ 沈国强.铜与稀硝酸演示实验的改进 ［J］.教学与管理，2009，（9）：73

［3］ 黎斌.培养逆向思维能力提高学生综合素质化学教学［J］.化学教学，2001，（5）：34－35