浅议合情推理在高中化学解题中的应用

范学英

(福建省寿宁县第一中学 355500 )

一、合情推理的概念和分类

合情推理是在教育界被广泛推崇、最初在波利亚的《数学与猜想》中被提出的、带有猜想成分的、不同于论证推理的一种推理形式.合情推理不应该仅仅适用于数学教育，它同样适用于其他学科的教育，如化学教育.其原因是：第一，在《数学与猜想》中波利亚除了介绍了数学中的合情推理外，还用较多篇幅介绍了科学中的合情推理；第二，许多历史实例说明科学发展离不开合情推理；第三，通过对哲学、逻辑学的研究探讨发现合情推理对科学发现起到正向推动作用.

二、对合情推理的更深层分析

科学教育不是填鸭式科学知识、概念和定理教给学生，而是需要学生发挥主观能动性，在不断提出疑问和解决疑问的过程中学到科学知识.填鸭式的教学太过死板，严重抑制了学生想象力的发挥，是不科学的教育方法.而合情推理是带有猜想成分的、不确定的、可质疑的，能够使学生发挥其想象力、不断创新，有助于科学发现，是科学的教育方法.所以，合情推理应适当应用于学科教育中.

在化学学科解题过程中，要抓住以下几点来进行推理：

1.物质颜色：反应物、生成物的颜色，焰色反应等；

2.物质状态：液态、气态、液态化合物、气态化合物等；

3.特殊的实验现象、化学性质以及反应条件；

4.物质间的特殊反应关系，单质和化合物反应，化合物与化合物反应，单质与单质反应，一种物质分解等.

三、合情推理在化学教学中的应用

对于高中生而言，学习丰富的化学知识是为了高考能取得好成绩，而取得好成绩的关键就是快速正确的解题.化学学科有很多推理题型，这就需要学生有很好的猜想能力，否则很难快速正确的解答题目.所以，合情推理能力在化学解题中尤为重要.

1.合情推理在元素周期表的应用

例如：仔细分析烃的排列规律，判断排列在第15位烃的分子式是什么？ 在解答本题时，不得不用到不完全归纳法进行推理：已知1-3三种烃的碳原子数均为2，氢原子数分别为2、4、6；4-6三种烃的碳原子数均为3，氢原子数分别为4、6、8；7-9三种烃的碳原子数均为4，氢原子数分别为6、8、10.因此，推知10-12三种烃的碳原子数均为5，氢原子数分别为8、10、12；13-15三种烃的碳原子数均为6，氢原子数分别为10、12、14……我们非常顺利地顺着这个思路，合情地得出了我们需要的结果.

元素推断题往往会出现一两个直观的信息，能直接从中推出相应的元素.比如：Q的低价氧化物与X 单质分子的电子总数相等——由“低价氧化物”和“单质分子”不难推知二者为CO和N2.再如：A、B、C、D均为短周期元素，且原子序数依次递增，A、B、C三种元素的核电荷数之和等于D元素的核电荷数，且D元素的核电荷数为C的2倍；C、D两元素同主族——核电荷数能成倍数的同族元素只可能是O和S，不难得到A为H，B为N.可以总结出确定元素种类的一些基本方法：①由核外电子排布确定;②由元素原子的一些基本信息(原子序数、原子半径等)确定;③由元素的一些特性确定;④由元素间形成的化合物的组成比确定;⑤由元素间形成化合物的性质确定.

2.合情推理在有机推理中的应用

有机推断在新高考中占了很大一部分，而且难度也在逐年上升，有机的知识点就那么点，考察的便是考生的应用能力，在此之前，熟记反应很重要.

有机推理题最常见的是正推法和逆推法.正推法：前面是已知物，后面是未知物，利用反应条件，推出后面的未知物.如图1.

图1

在上面的流程中，利用条件可以推理A为醇，从而是苯甲醇，B为醛，从而为苯甲醛.利用条件也可以推理D为醛，E为酸.

逆推法：前面是未知物，后面是已知物，利用反应条件，推出前面的未知物.逆推法不仅可以推出前一个物质，也可以推出隔几个物质以前的物质.如图2.

图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的结构简式.

此外，根据题干给的已知条件和方程式、猜测和验证法、分子式变化等等都是常考的题型.不管是什么推理类型，归根到底，其实都是对知识点的掌握考察.只有对书本上的基础知识熟练于心，才能在解决问题的时候运用自如，更好地帮助解题.

传授化学知识和技能的同时还应注重培养学生的想象力、猜想力、创新力.“没有伟大的猜想，就做不出伟大的发现，”是牛顿的至理名言.目前，化学教育中应用合情推理的情况很少，合情推理教学不受重视，将合情推理应用到化学教学和化学解题中迫在眉睫.

参考文献：

[1]G.波利亚.数学与猜想[M].北京：北京科学出版社,1984.

[2]卡尔·波普.猜想与反驳——科学知识的增长[M].上海：上海译文出版社,1986.

[3]贝拉·弗格拉西.逻辑学[M].北京：三联书店，1979.