五 信息评价策略
信息评价是一个包容度较大的概念,它包含对问题所指的目标、题给信息的隐显和因果关系的合理性、解题过程的清晰性和可靠性、解题思路的简捷性和最优化等多方面的评价,其中尤以思路评价最为艰难。
在解题历程中,应善于“捕获”导向解题目标的种种瞬间信息。当问题
出现多种可能的解,或经思维派生出几种不同的思路时,应结合问题迅速作出正面肯定或反例否定,在此基础上进一步优化思路。此外,终点目标作为问题中明确提出而又尚待证实或证伪的命题,也是重要的信息源,因为终点目标既界定了解决问题所需努力的程度,同时也暗示着努力的方向,因而不可等闲视之。可见,信息评价是一项复杂的、综合的认知活动,是问题能否顺利得解的指导性行为。
问题 7:
(第 24 届 IChO 预备题)某兽医曾用以下方法治疗一些受伤的大动物,即伤口处用结晶性的碘包扎,然后用松节油浸润。松节油内含 60% 的 a-蒎烯(F)和 30%的β-蒎烯(G)。
结构式如下:
由于松节油的浸润产生了明显的放热反应,致使碘蒸发到达难以接触的伤口深部,于是大量雾状紫色碘蒸气也出现在伤畜主人的家中,以致兽医对用药现象感到奇怪。
请对如此大量的热量的释放过程作出合理解释。
解决上述问题可从如下几方面展开评价。
-
目标评价。要求通过分析“如此大量”的热量产生的原因解释题给现象,从中暗示此系热效应明显的化学反应所为。
-
信息的隐显评价。问题的背景虽然陌生,但(F)、(G)结构存在活泼的双键及其性质是显在的,(F)因四元环和环烯同时存在而导致较大的张力,两者与碘加成后转化为环己烷结构,伴随放出热量,这是一个明显的“突破口”。但是,“如此大量”的热量是否仅由加成所致?(F)、(G)中双键打开后,能量较高的四元环依然存在。因此,扩环重排,促使体系更趋稳定,释放的能量更多,这或许是更重要的隐含信息。
-
思路评价。通过揭示隐含信息可知,采用加成、重排协同机理解释“如此大量”似比单纯加成机理更为合理。
-
可靠性评价。支持协同机理的依据是加成的中间体碳正离子易产生重排(a-迁移)而扩环,生成张力较小或无张力的五元环。以(F)为例,加成和重排过程可表示为:
从上述评价可知,(F)和(G)的Ⅰ、Ⅱ两个过程释放能量之总和,足以使局部温度升高,导致结晶态的碘受热而升华,形成大量雾状的紫色碘蒸气。
值得强调的是,与简约、类比、引申、转换等信息加工的具体策略相比, 信息评价更注重对问题进行整体的、系统的分析和解题方案的周密设计,因而是解决化学问题的指导性策略,从思维要求看,似更突出其灵活性和批判性的特征。
根据上述分析可知,结合具体问题的特征和本学科的思想方法研究化学问题的解决,有助于充实和发展信息加工理论。大量的实例表明,对一些复杂的化学问题而言,常规的解题程序往往难以奏效,而简约、类比、引申、转换、评价等信息加工策略都有独到之处。必须指出的是,以上探讨的各种策略虽对某类问题的解决或解决某一问题的几个方面有所侧重,但并非相互孤立,在实践过程中往往是融合在一起的。有时多种策略并用解决某个问题, 有时相同问题可用不同的策略去解决,这取决于问题的复杂性和解题者运用策略的能力及适应性。