化學學習策略
化學問題解決的信息加工策略
一、信息簡約策略
對某些信息密集的化學問題而言，文字敘述往往顯得繁雜，特別是其中一些無關信息的幹擾與設陷，解題者難以準確把握問題之關鍵或誤入歧途。因此，一種值得推薦的策略是：麵對複雜問題，首先要大刀闊斧地削去可能屏蔽思維的一些枝節內容，從而在認知結構中清晰地呈現出問題的主幹，使複雜的表述簡明化，明確問題的始態（已知條件）、終點（待求結論）和節點（可能遇到的障礙）。
問題1：
（1990年NChO）鉬是我國豐產元素，探明儲量居世界之首。鉬有廣泛用途。例如白熾燈裏支撐鎢絲的就是鉬絲；鉬鋼在高溫下仍有高強度，用以製作火箭發動機、核反應堆等。鉬是固氮酶活性中心元素，施鉬肥可明顯提高豆科植物產量，等等。
輝鉬礦（MoS2）是最重要的鉬礦，它在130℃、2O2650Pa氧壓下
1.在上述反應中硫也氧化而進入溶液，試寫出上述配平的反應方程式。
2.在密閉容器裏用硝酸來分解輝鉬礦，氧化過程的條件為150—250℃、1114575—1823850Pa氧壓。反應結果鉬以鉬酸形態沉澱，而硝酸的實際消耗量很低（相當於催化劑作用），為什麼？試通過化學方程式（配平）來解釋。
上述問題長達25O餘字，其中第一段提供了有關鉬用途方麵的諸多信息，僅作參考，與所求的反應並無直接的關係，如將精力集中於此，則入歧途。題中的數據也僅揭示一點：反應在一定溫度和高氧壓條件（O2可能參與反應）下進行。為此，簡化題意是認知加工的第一步：
寫出方程式，解釋下列過程（要求配平）。
1.在氧氣充足條件下，MoS2溶於苛性堿溶液，硫同時也被氧化進入溶液；
2.在氧氣充足條件下，MoS2溶於稀硝酸形成鉬酸沉澱，但硝酸的實際消耗量很少。
顯而易見，對問題進行簡約加工，界定了反應物和反應條件，使問題解決的“重心”移至生成物的待定和反應方程式的配平上，從而明確解題方向，
稀硝酸還原得到的NO繼而又被氧氣氧化成NO2，在溶液中NO2迅速轉化為NO和HNO3，反複循環……循此思路，問題便迎刃而解。
當問題涉及多個過程、不同操作和一係列數據時，可按一定的邏輯順序將化學反應的進程、條件、各級產物及數量關係用框圖表示出來，一些附屬的、次要的信息得以簡化，一些無關的信息隨之棄去。這樣，問題演化的脈絡十分清晰，有助於解題者把握問題的關鍵。
問題2：
（23屆IChO預備題）某種型號的化學分析器是根據SO2與Br2的定量反應來測定空氣中二氧化硫含量的。上述的溴來自一個裝滿酸性（H2SO4）KBr溶液的電解槽的陽極氧化反應。陰極室與陽極室是隔開的，電解電流為8.27×10-6A，同時保持恒定的溴濃度。空氣經過機械除塵，以1.5×10-4m3/min的流速吸進電解槽的陽極室。設被測定的空氣中除SO2之外不含有其他與Br2反應的氣體。求空氣中SO2的含量。
上述有關測定大氣中SO2含量的實際問題情境涉及到多步變化，除化學變化SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4和酸性KBr溶液的電解外，還有空氣除塵、吸入電解槽等物理過程。如能將每分鍾的變化用圖示得以反映，則思維過程十
二、信息類比策略
類比作為一種推理方式，在科學發現過程中曾起過重要的作用。著名的薛定諤（Schrdinger）方程便是將經典波的運動規律與粒子波進行類比的結果，這一並非邏輯演繹導出的方程的正確性是靠後來推得的大量結論與實驗一致而予以證實的。
類比的特征是：根據兩個（類）對象之間在某些方麵的相似或相同，從而推出在其他方麵也可能相似或相同。類比作為一種指導性的策略，在引導學生解決化學問題中所起的作用更不可低估。由於知識經驗和抽象概括能力的不足，當麵臨一些與自身認知結構相偏離的化學問題時，學生往往一籌莫展，有時試圖用純演繹或純歸納的方式去推理，最終也難奏效，而類比卻時常成為十分活躍的思維工具，在已知和未知之間迅速架起一座座橋梁，形成解題之捷徑。
問題3
(BN)n是一種新的無機合成材料，工業上製(BN)n的方法之一是用硼砂和尿素在80O—1000℃時反應，得到a-(BN)n及其他元素的氧化物。a-(BN)n可作高溫潤滑劑、電氣材料和耐熱的塗層材料等。假如在高溫、高壓條件下，則可得β-(BN)n。β-(BN)n硬度特高，是作超高溫耐熱陶瓷材料、磨料和精密刀具的好材質。
1.寫出硼砂和尿素反應製a-(BN)n的方程式。
2.畫出β-(BN)n的空間構型。
對學生而言，(BN)n是一種完全陌生的化合物，而上述問題僅敘述了a-(BN)n、β-(BN)n兩種變體的製法和性質，未涉及結構方麵的任何信息，因此缺乏推出空間構型的直接依據。但是，從已知的性質中隱約可知，a、β與熟知的碳的兩種同素異形體石墨、金剛石似有某些相似之處，進一步“求同”還發現，BN和CC是等電子體。由此大膽類比：a-(BN)n的結構與石墨相似（由正六邊形組成的片層結構），β-(BN)n的結構與金剛石相似（由正四麵體組成的巨型分子）。
物質客觀屬性（結構、性質、製取裝置等）之間的類比，通常與映入認知結構中的某些鮮明直觀的形象或模型有關，但更有價值的是思路、觀念或方法的類比，其抽象思維和聯想遷移的水平更高，在解決複雜化學問題時往往顯示出獨特的魅力。
問題4：
（1993年浙江省化學競賽）在強堿B（如NaNH2）的存在下，CH3CH2CH2CH2Cl可按下列兩種曆程發生消除反應，分別稱之為Ea消除和E2消除：
試設計一個實驗證實上述曆程。
用實驗方法確認機理，學生首先會想到加某種化學試劑並根據特征現象進行區分，但上述兩種機理的起始物和生成物相同，因而從兩個極難控製的中間狀態的組成上進行分析顯然是不現實的。閱卷時發現，約有80%之多的學生進入了這一思維誤區。本書作者之一在編製該題時的出發點是：要求學生廣泛聯想，抓住中學有機化學中曾用同位素18O標記羥基氧由示蹤產物來確定機理的研究思路，由此進行類比，找出可行的方法：在一氯丁烷的a位（或β位）碳原子上引入兩個氘(D)原子，根據分離出的消除產物中D的位置變化和原子個數的差異，即可區別兩種機理。這種跨時空的聯係，正是思路類比所產生的奇妙效應。
三、信息引申策略
化學問題的難易並不取決於題述文字的多少，而在於隱意的深淺和思路的曲直。雖然，多次解決相類同的問題可以發展對該類問題的解決能力，但具體涉及某一問題，尤其是開放題，方法和規則並非萬能，當指向解題目標的特征信息凝聚在個別字詞或題意之外，則需結合具體問題逐字挖掘有用信息，經多角度思考分析後作合理推想，力求上下兼顧，前後呼應，逐級引申、反複論證，直至問題的終點。信息引申是一項艱難的工作，沒有固定的程式可循，因而是對解題者知識和能力的綜合考驗。
問題5：
（1992年NChO）照相時若曝光不足，則已顯影和定影的黑白底片圖像淡薄，需對其進行“加厚”。加厚的一種方法是：把底片放入由硝酸鉛、赤血鹽溶於水配成的溶液，取出，洗淨，再用硫化鈉溶液處理。寫出底片圖像加厚的反應方程式。
上述問題是化學知識聯係實際的一個典型實例，大多數學生不熟悉與此有關的化學背景，從題意本身也無從尋找可直接類比的知識或方法作為支撐，因而問題的難度陡增。據當年的統計，65名應試選手中僅1人給出正確答案。事實上，從“關鍵詞”入手揭示隱含的信息，引申題意，即可迅速改變“疑無路”的局麵。以下給出指向問題解決的一係列引申：
引申1既已“定影”，則底片必經Na2S2O3溶液浸洗；未感光的AgBr之類的鹵化銀已全洗去而僅剩銀粒。
引申2既是“加厚”，則底片上因感光形成的影像信息應始終保留，即原像位置不可挪動，故推出加厚隻能是直接覆蓋某物質至銀粒表麵或銀粒參與反應後又在原位生成更多的產物，並以外觀黑度增加為標誌。同時也可否定生成可溶性的[Ag（CN）2]-。
引申3題中點明事先已將Pb2+、[Fe（CN）6]3-相混配成“溶液”，而兩者之間無明顯的反應現象，由此可知Ag必為反應物之一。引申4Ag參與反應，必為Ag→Ag+，而氧化劑必與兩種鹽有關。從Pb具有較強的金屬活潑性推知Pb2+的氧化性很弱，Fe3+的配合物[Fe（CN）6]3-則為中等強度的氧化劑，由此否定Pb2++Ag→Pb+Ag+的反應。
引申5Ag+有一定的氧化性（E°Ag+/Ag=0.799V），故不活潑金屬Ag能否被[Fe(CN)6]3-氧化尚難定論，但高電價的[Fe（CN）6]4-與Ag+、Pb2+離子結合生成沉澱的事實，無疑推動了氧化還原反應的進行：
Ag+[Fe(CN)6]3-→Ag++[Fe(CN)6]4-
4Ag++[Fe(CN)6]4-→Ag4[Fe(CN)6]↓
2Pb2++[Fe(CN)6]4-→Pb2[Fe(CN)6]↓
引申6以上生成的兩種白色沉澱遇Na2S溶液，即轉化為更難溶的黑色物質Ag2S和PbS。因此，Ag→Ag+未使影像信息消失，同時Pb2+又成為信息的新承擔者。
經曆多步引申之後，擴充了題給信息的容量，增強了信息的透明度和可利用性，因而不難對問題的解作出合理的概括：
4Ag+6Pb2++4[Fe(CN)6]3-=Ag4[Fe(CN)6]↓+3Pb2[Fe(CN)6]↓
Ag4[Fe(CN)6]+3Pb2[Fe(CN)6]+8S2-=2Ag2S↓+6PbS↓+4[Fe(CN)6]4-
從定性角度分析，在銀上析出白色沉澱，繼而又轉為黑色沉澱，原像信息不受影響，從定量角度考察，4molAg最後轉化為2molAg2S和6molPbS，同一影像上黑色密度明顯增加，加厚過程即得以實現。
四、信息轉換策略
化學現象千變萬化，從中產生的問題也各式各樣，許多截然不同的問題有時可用相同的形式表述，而同一問題時常又以不同的形式呈現。因此，當麵臨的化學問題信息生疏、概念模糊時，可嚐試用自己熟悉的方式（語言、模型、情境等）去描述，一次不行，再換一次，不斷調整方向和層次，直至問題的輪廓和關鍵清晰為止，這就是問題解決中極其有效的信息轉換策略。通過轉換，可將一個陌生問題變成一個熟悉的問題，一個未知變量轉換成較易認識的另一個變量，一個複雜的實際問題簡化成一個典型的化學模型。
總之，這是一種將待解的問題經過某種轉化，歸結到一類已經認識或較易解決的問題情境中，從而求獲原問題之解的思想方法。
就具體的化學問題而言，又可分信息的等價轉換和不等價轉換兩種形式。前者是指同一層次上的信息轉換（互譯），從平行角度將問題變形，後者則是將題給信息納入較高層次的模型內討論，將問題視為一個特例，或按相反的“路徑”重新整合信息（逆反轉換），或將問題退到最簡單的“起點”（極限轉換），或將“高維”信息降級處理（降維轉換）等等。可以這樣說，問題解決離不開轉換，而順利實現有效轉換之關鍵，在於能否把握知識之間的內在聯係。