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摘要:逆向思维是逻辑思维中的一种重要思维方式,重视逆向思维能力的训练,不仅能提高学生反应的敏捷性和答题速度;还有助于学生更好地学习其它知识和提高解决问题的能力。
关键词:教学 培养 逆向思维
逆向思维从相反的角度去思考问题,当某一思路受阻时,能迅速转移到另一思路,从而使问题得到解决。简单来说就是“倒过来想一想“应用逆向思维解题,对于促进学生更好地理解知识,培养学生思维的灵活性、变通性,提高学生分析问题和解决问题的能力等,都有着非常重要的作用。因此,在化学解题教学中,教师有意识地对学生进行逆向思维的训练,帮助学生克服思维定势,引导学生正、逆双向思维。
一、加强习题教学中的逆向思维训练
逆向思维和正向思维是思维活动中的两个不同方式,它们的思维的角度是不相同的,正向思维有时又可称为习惯性思维,教师的陈述、讲解易培养学生的正向思维,而学生逆向思维的形成则必须通过教师有意识地培养,设置巧妙的问题是培养学生逆向思维的有效途径。化学教学中要求学生具有较强的推理和计算能力。而真正化学中的知识点和重点难点并不多,只是题目的千变万化使得学生难以是从,其实,很多题目,考察的知识点并不难,往往学生自以为难以解答的题目,经过老师同学的点拨,稍微转换一下思路,也就是进行逆向思考,就会有一种恍然大悟的感觉。这就说明应用逆向思维的方式可以大大降低解题的难度和所花的时间,对学生提高解题效率和能力有重大意义,对于灵活的发散性思维训练也有很大的促进作用。
例1:a gCu可与含有bgHNO3的溶液恰好反应。若a: b = 4:10.5,则被还原的HNO3的质量为 ( )
A. b g B. b2 g C.3b4 g D. b4 g
解析:Cu与HNO3反应时因硝酸的浓度的不同,其还原产物也不同。若正向思维,则参加反应的Cu与被还原的HNO3之间的量的关系难以确定。但若考虑反应中未被还原的硝酸,则问题可迎刃而解。依题意知,参加反应的Cu为 a64 mol,起酸作用的HNO3为2a64 mol,其质量为 2a64 mol×63g/mol = 6332 ag,进而可知被还原的HNO3的质量为(b-6332 a)g , 因a : b = 4:10.5,即a = 4b10.5 ,故被还原的HNO3的质量为b4 g。由此可见逆向思维对培养思维的灵活性和敏感性是非常有益的。
例2、在CO和CO2的混合气体中,氧元素的质量分数为64%,将该混合气体5㎏通过足量的灼热的氧化铜,充分反应后,气体再全部通入足量的澄清石灰水中,得到的白色的沉淀的质量是多少?
解析:本题如果按部就班,涉及到的反应较多,数据较多,计算繁琐,易于出错。而如果把握住最终反应产物是碳酸钙,采用逆向思维,找出碳酸钙和起始反应物CO和CO2的混合气体之间所存在的C-CaCO3守恒关系,则极易走出“山重水复”,迎来“柳暗花明”。
二、在易混淆概念或原理对比中运用逆向思维
化学概念与原理的教学对发展学生的能力起着十分重要的作用,可以使学生学习运用科学方法,培养学生多种能力,开发学生智力。教学中我们要引导学生形成概念和发展对概念的理解,化学概念的建立过程包含着丰富的科学方法,学习化学的过程要发展能力,而连接知识与能力的桥梁就是方法,所以学习概念过程是学生学习、运用科学方法,提高能力的过程。任何概念、原理都不是孤立的,它与相关知识组成相对独立的知识系统。当经过努力从正向理解和掌握了某个概念、原理、法则或基本的化学方法后,若能再适当地进行逆向思维,往往会跨进新的知识领域,从而加深了对基础知识的理解,发现解题技巧,提高分析问题和解决问题的能力。
三、在实验设计中运用逆向思维
科学探究的成功与否主要取决于实验方法和实验技术,其中实验方法占着重要地位。在设计实验方法时引导学生用逆向思维。
教师在实验中,不时会遇到出乎意料的情况,甚至会出现反复实验都难以成功的窘况。如何进行实验改进?一反常规的逆向思维有时会有奇效。如,做乙醇在铜作用下发生催化氧化反应时,常规的做法是把下部绕成螺旋状的红色铜丝先在酒精灯的外焰上烧黑,然后趁热迅速伸入装有适量乙醇的试管中,铜丝又变为红色。反复多次,闻试管中乙醛的刺激性气味。这种做法中有较多乙醇气化,这既使体系温度降低、很难反应,又掩盖了微量乙醛的刺激性气味。取反应后的液体与银氨溶液反应,几乎得不到银镜;取反应后的液体与新制的Cu(OH)2碱性悬浊液共热,看不到红色沉淀,因此无法证明生成物就是乙醛。通过讨论分析,我们认为导致实验结果不理想的原因可能有2个:①乙醇与铜丝接触面积太小,反应太慢;②反应转化率低,反应后液体中乙醛含量太少,乙醇的大量存在对实验造成干扰。要对实验进行改进,我们围绕上述两点展开了积极的思索与讨论。我们设想:①要想加快反应速率,可以通过增加铜丝的根数,将3根~4根铜丝擦亮,绕成螺旋状,将铜丝放在乙醇中一同加热;再根据反应原理:2C2H5OH+O2=2CH3CHO+2H2O,若能改空气为氧气,增大氧气浓度,并把氧气通入乙醇中,也可加快反应速率。②若能将生成的乙醛从与乙醇形成的混合物中分离出来,就可以减少或消除乙醇的干扰。综合我们的实验探索经验,吸取他人的优点,我们最终设计了如下实验:
硬质玻璃管规格为25mm×300mm,略向右下倾斜,产生的乙醛液体可直接流到烧杯中,也就解决了胶塞冲出的问题;浸透乙醇的棉团与铜丝相隔近些,这样,酒精灯给铜丝加热时传导的热量就足以使乙醇变成蒸气;只需间断地向MnO2中滴加10%~15%的H2O2水溶液,就能使反应持续进行,且约7min~8min得到无色透明液体既能发生银镜反应,又能与新制Cu(OH)2反应得到砖红色沉淀。此裝置较简单,反应时间较短,现象明显,很适合教师课堂上演示。
总之重视获取知识的途径,培养求真求实的科学精神。要在课题研究和社会调查过程中,培养学生分析问题、解决问题的能力,要求学生能对既有材料的整理对已有知识的运用,加强自我认识,自我感悟 ,并且增加实验课,实践课。只要教师有心启发,学生用心观察思考,总能把学生引向“逆向”,提高学生的逆向思维能力,使学生驰骋于逆向思维的王国中。
参考文献:
[1]化学教学中学生思维能力的培养.陈晓明.中学化学教与学.2005/2.
关键词:教学 培养 逆向思维
逆向思维从相反的角度去思考问题,当某一思路受阻时,能迅速转移到另一思路,从而使问题得到解决。简单来说就是“倒过来想一想“应用逆向思维解题,对于促进学生更好地理解知识,培养学生思维的灵活性、变通性,提高学生分析问题和解决问题的能力等,都有着非常重要的作用。因此,在化学解题教学中,教师有意识地对学生进行逆向思维的训练,帮助学生克服思维定势,引导学生正、逆双向思维。
一、加强习题教学中的逆向思维训练
逆向思维和正向思维是思维活动中的两个不同方式,它们的思维的角度是不相同的,正向思维有时又可称为习惯性思维,教师的陈述、讲解易培养学生的正向思维,而学生逆向思维的形成则必须通过教师有意识地培养,设置巧妙的问题是培养学生逆向思维的有效途径。化学教学中要求学生具有较强的推理和计算能力。而真正化学中的知识点和重点难点并不多,只是题目的千变万化使得学生难以是从,其实,很多题目,考察的知识点并不难,往往学生自以为难以解答的题目,经过老师同学的点拨,稍微转换一下思路,也就是进行逆向思考,就会有一种恍然大悟的感觉。这就说明应用逆向思维的方式可以大大降低解题的难度和所花的时间,对学生提高解题效率和能力有重大意义,对于灵活的发散性思维训练也有很大的促进作用。
例1:a gCu可与含有bgHNO3的溶液恰好反应。若a: b = 4:10.5,则被还原的HNO3的质量为 ( )
A. b g B. b2 g C.3b4 g D. b4 g
解析:Cu与HNO3反应时因硝酸的浓度的不同,其还原产物也不同。若正向思维,则参加反应的Cu与被还原的HNO3之间的量的关系难以确定。但若考虑反应中未被还原的硝酸,则问题可迎刃而解。依题意知,参加反应的Cu为 a64 mol,起酸作用的HNO3为2a64 mol,其质量为 2a64 mol×63g/mol = 6332 ag,进而可知被还原的HNO3的质量为(b-6332 a)g , 因a : b = 4:10.5,即a = 4b10.5 ,故被还原的HNO3的质量为b4 g。由此可见逆向思维对培养思维的灵活性和敏感性是非常有益的。
例2、在CO和CO2的混合气体中,氧元素的质量分数为64%,将该混合气体5㎏通过足量的灼热的氧化铜,充分反应后,气体再全部通入足量的澄清石灰水中,得到的白色的沉淀的质量是多少?
解析:本题如果按部就班,涉及到的反应较多,数据较多,计算繁琐,易于出错。而如果把握住最终反应产物是碳酸钙,采用逆向思维,找出碳酸钙和起始反应物CO和CO2的混合气体之间所存在的C-CaCO3守恒关系,则极易走出“山重水复”,迎来“柳暗花明”。
二、在易混淆概念或原理对比中运用逆向思维
化学概念与原理的教学对发展学生的能力起着十分重要的作用,可以使学生学习运用科学方法,培养学生多种能力,开发学生智力。教学中我们要引导学生形成概念和发展对概念的理解,化学概念的建立过程包含着丰富的科学方法,学习化学的过程要发展能力,而连接知识与能力的桥梁就是方法,所以学习概念过程是学生学习、运用科学方法,提高能力的过程。任何概念、原理都不是孤立的,它与相关知识组成相对独立的知识系统。当经过努力从正向理解和掌握了某个概念、原理、法则或基本的化学方法后,若能再适当地进行逆向思维,往往会跨进新的知识领域,从而加深了对基础知识的理解,发现解题技巧,提高分析问题和解决问题的能力。
三、在实验设计中运用逆向思维
科学探究的成功与否主要取决于实验方法和实验技术,其中实验方法占着重要地位。在设计实验方法时引导学生用逆向思维。
教师在实验中,不时会遇到出乎意料的情况,甚至会出现反复实验都难以成功的窘况。如何进行实验改进?一反常规的逆向思维有时会有奇效。如,做乙醇在铜作用下发生催化氧化反应时,常规的做法是把下部绕成螺旋状的红色铜丝先在酒精灯的外焰上烧黑,然后趁热迅速伸入装有适量乙醇的试管中,铜丝又变为红色。反复多次,闻试管中乙醛的刺激性气味。这种做法中有较多乙醇气化,这既使体系温度降低、很难反应,又掩盖了微量乙醛的刺激性气味。取反应后的液体与银氨溶液反应,几乎得不到银镜;取反应后的液体与新制的Cu(OH)2碱性悬浊液共热,看不到红色沉淀,因此无法证明生成物就是乙醛。通过讨论分析,我们认为导致实验结果不理想的原因可能有2个:①乙醇与铜丝接触面积太小,反应太慢;②反应转化率低,反应后液体中乙醛含量太少,乙醇的大量存在对实验造成干扰。要对实验进行改进,我们围绕上述两点展开了积极的思索与讨论。我们设想:①要想加快反应速率,可以通过增加铜丝的根数,将3根~4根铜丝擦亮,绕成螺旋状,将铜丝放在乙醇中一同加热;再根据反应原理:2C2H5OH+O2=2CH3CHO+2H2O,若能改空气为氧气,增大氧气浓度,并把氧气通入乙醇中,也可加快反应速率。②若能将生成的乙醛从与乙醇形成的混合物中分离出来,就可以减少或消除乙醇的干扰。综合我们的实验探索经验,吸取他人的优点,我们最终设计了如下实验:
硬质玻璃管规格为25mm×300mm,略向右下倾斜,产生的乙醛液体可直接流到烧杯中,也就解决了胶塞冲出的问题;浸透乙醇的棉团与铜丝相隔近些,这样,酒精灯给铜丝加热时传导的热量就足以使乙醇变成蒸气;只需间断地向MnO2中滴加10%~15%的H2O2水溶液,就能使反应持续进行,且约7min~8min得到无色透明液体既能发生银镜反应,又能与新制Cu(OH)2反应得到砖红色沉淀。此裝置较简单,反应时间较短,现象明显,很适合教师课堂上演示。
总之重视获取知识的途径,培养求真求实的科学精神。要在课题研究和社会调查过程中,培养学生分析问题、解决问题的能力,要求学生能对既有材料的整理对已有知识的运用,加强自我认识,自我感悟 ,并且增加实验课,实践课。只要教师有心启发,学生用心观察思考,总能把学生引向“逆向”,提高学生的逆向思维能力,使学生驰骋于逆向思维的王国中。
参考文献:
[1]化学教学中学生思维能力的培养.陈晓明.中学化学教与学.2005/2.