四 信息转换策略
化学现象千变万化,从中产生的问题也各式各样,许多截然不同的问题有时可用相同的形式表述,而同一问题时常又以不同的形式呈现。因此,当
① 吴国庆:1992 年全国化学竞赛试题分析之一,化学教育,1992 年第 3 期,第 54—55 页。
面临的化学问题信息生疏、概念模糊时,可尝试用自己熟悉的方式(语言、模型、情境等)去描述,一次不行,再换一次,不断调整方向和层次,直至问题的轮廓和关键清晰为止,这就是问题解决中极其有效的信息转换策略。通过转换,可将一个陌生问题变成一个熟悉的问题,一个未知变量转换成较易认识的另一个变量,一个复杂的实际问题简化成一个典型的化学模型。
总之,这是一种将待解的问题经过某种转化,归结到一类已经认识或较易解决的问题情境中,从而求获原问题之解的思想方法。
就具体的化学问题而言,又可分信息的等价转换和不等价转换两种形式。前者是指同一层次上的信息转换(互译),从平行角度将问题变形,后者则是将题给信息纳入较高层次的模型内讨论,将问题视为一个特例,或按相反的“路径”重新整合信息(逆反转换),或将问题退到最简单的“起点”
(极限转换),或将“高维”信息降级处理(降维转换)等等。可以这样说, 问题解决离不开转换,而顺利实现有效转换之关键,在于能否把握知识之间的内在联系。
问题 6:
(第 23 届 IChO 预备题)假定较活泼的卤素按下列反应方程式把较不活泼的卤素从其化合物中置换出来:2KX(S)+Y2 2KY(S)+X2
而(EA
- 1 D)对所有卤素近似相等。试解释为什么KI中的碘能被氯2
取代。
解决上述问题,可由结果追溯原因的方式对信息作逆反整合,其中每一步转换又各具特征。
显然,经上述一系列转换,将一个复杂的化学问题演变成若干个相对简单的命题,其中最后三步转换中有两步化归为简单的初等代数式变形,最后一步又是轻易可得的推论,由此足见转换策略化繁为简、化难为易之特殊功效。
值得指出的是,没有化学原理、方法和模型的支持和活用,从未知向已知领域转化是难以实现的;同一问题可能有多种转换途径,何者最优,应从思路的复杂性、解题者的适应性和解题所需时间等多方面综合考虑。