對(duì)比分析法在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的探索

胡章（廣東海洋大學(xué)，廣東湛江524088）

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對(duì)比分析法在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的探索

胡章
（廣東海洋大學(xué)，廣東湛江524088）

摘要：根據(jù)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程特點(diǎn)，從實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)裝置、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)結(jié)果等方面進(jìn)行對(duì)比分析探索，旨在培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力和創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：對(duì)比分析法；有機(jī)化學(xué)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)

有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是高等院?；瘜W(xué)、化工、水產(chǎn)、海洋、食品、制藥、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、材料等諸多專(zhuān)業(yè)及其相關(guān)專(zhuān)業(yè)的必修課程，通過(guò)實(shí)踐性操作，促使大學(xué)生更加直觀地理解理論科學(xué)知識(shí)、驗(yàn)證科學(xué)理論、掌握實(shí)驗(yàn)操作技能，同時(shí)可全面培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、觀察能力、邏輯思維能力和創(chuàng)新能力。在傳統(tǒng)的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式中存在諸多問(wèn)題及弊端，譬如教學(xué)理念陳舊，學(xué)生興趣不濃；實(shí)驗(yàn)方案單一，創(chuàng)新性不足；環(huán)保意識(shí)淡薄，實(shí)驗(yàn)污染嚴(yán)重；重視結(jié)果，忽視細(xì)節(jié)與過(guò)程等，以致達(dá)不到預(yù)期的教學(xué)效果。

基于有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的重要性及傳統(tǒng)教學(xué)模式中存在的問(wèn)題及弊端，積極探索新的教學(xué)模式迫在眉睫。對(duì)比分析是邏輯思維的一種重要方法，是對(duì)兩種或兩種以上事物或現(xiàn)象異同的辯證思維過(guò)程。通過(guò)對(duì)比分析，可以使易混淆的明晰化、抽象的具體化、復(fù)雜的簡(jiǎn)單化、片面的全面化；通過(guò)對(duì)比分析，還可以提高學(xué)生的注意力、觀察力、想像力和思維能力。對(duì)比分析法在語(yǔ)言教學(xué)中已經(jīng)取得了豐碩的成果[1－3]，而在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式中鮮見(jiàn)探索[4－5]。筆者結(jié)合自己多年從事有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的體會(huì)，開(kāi)展對(duì)比分析法在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用探索，旨在提高學(xué)生的邏輯思維能力和創(chuàng)新能力。

1　實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡膶?duì)比分析

做實(shí)驗(yàn)就是要驗(yàn)證各種理論或假設(shè)的正確性與可行性以及尋找或改進(jìn)各種達(dá)到目標(biāo)的途徑。實(shí)驗(yàn)前明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康挠葹橹匾驗(yàn)橹挥凶寣W(xué)生明確實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)，他們才會(huì)將注意力放到所要操作的動(dòng)作上，他們才會(huì)深入細(xì)致地去觀察與思考。在大學(xué)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，同樣一套實(shí)驗(yàn)裝置可能因?qū)嶒?yàn)?zāi)康牟煌沟眯枰獋?cè)重觀察的內(nèi)容不一樣。例如有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的簡(jiǎn)單蒸餾裝置可以達(dá)到以下幾種實(shí)驗(yàn)?zāi)康模海?）觀察溫度計(jì)的讀數(shù)，可以測(cè)定純化合物的沸點(diǎn)；（2）觀察回流燒瓶中物料量的變化，可濃縮物料；或觀察接收瓶液體量的變化，回收溶劑；（3）觀察溫度計(jì)的變化，不同溫度時(shí)段變換接收瓶，可達(dá)到提純的目的，或用于分離液體沸點(diǎn)相差較大的混合物。通過(guò)對(duì)比分析實(shí)驗(yàn)?zāi)康牟浑y發(fā)現(xiàn)，同一實(shí)驗(yàn)裝置可能存在多種功能與多種用途。這種拓展式思維訓(xùn)練，可激發(fā)學(xué)生的無(wú)限潛能。

2　實(shí)驗(yàn)方案的對(duì)比分析

實(shí)驗(yàn)方案單一，導(dǎo)致學(xué)生思維模式固定，創(chuàng)新性不足。實(shí)驗(yàn)中，方案的多樣化是教育創(chuàng)新的一種直接體現(xiàn)，是創(chuàng)新策略“科學(xué)合理、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、巧妙設(shè)計(jì)”的綜合體現(xiàn)。學(xué)生獨(dú)立思考能力的發(fā)展與提高是在廣闊的學(xué)習(xí)空間中逐漸發(fā)展的一個(gè)過(guò)程。在傳統(tǒng)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展都是按照實(shí)驗(yàn)書(shū)本上固定單一的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相對(duì)片面、不系統(tǒng)，對(duì)學(xué)生的洞察能力和知識(shí)遷移能力都存在一定的束縛，發(fā)散性思維空間狹小，造成學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)不強(qiáng)、創(chuàng)新能力不足。由多個(gè)實(shí)驗(yàn)方案取代單一實(shí)驗(yàn)方案，實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的系統(tǒng)與完善，擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面，增強(qiáng)學(xué)生的對(duì)比分析能力，培養(yǎng)創(chuàng)新能力。例如在乙酸丁酯的制備實(shí)驗(yàn)中，可多個(gè)方案同步進(jìn)行：（1）濃硫酸催化－回流酯化；（2）固體超強(qiáng)酸催化－回流酯化；（3）濃硫酸催化－回流與共沸酯化；（4）固體超強(qiáng)酸催化－回流與共沸酯化。通過(guò)以上4種方案的對(duì)比分析，不僅使學(xué)生了解了平衡反應(yīng)的原理及其特征，同時(shí)也逐步形成了有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綠色化與環(huán)保意識(shí)。

3　實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的對(duì)比分析

化學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中因受實(shí)驗(yàn)操作個(gè)體、實(shí)驗(yàn)材料、試劑純度及實(shí)驗(yàn)條件等諸多因素的影響，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)不同的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，通過(guò)對(duì)不同的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行對(duì)比分析，更易培養(yǎng)學(xué)生對(duì)化學(xué)本質(zhì)的認(rèn)知能力和邏輯推理能力。例如在乙酸丁酯的制備實(shí)驗(yàn)中，需要加入約1 ml的濃硫酸來(lái)催化反應(yīng)，學(xué)生實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常會(huì)碰到反應(yīng)過(guò)程中溶液出現(xiàn)不同顏色的現(xiàn)象，如紅色、紫紅色、粉紅色、黑色等，而正?，F(xiàn)象是無(wú)色。通過(guò)這些現(xiàn)象的對(duì)比分析，學(xué)生能很快認(rèn)識(shí)到這都是因濃硫酸具有強(qiáng)氧化性、強(qiáng)脫水性而惹的“禍”。又如在重結(jié)晶及熱過(guò)濾實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生在制備粗乙酰苯胺熱飽和溶液的過(guò)程中，部分學(xué)生會(huì)觀察到油珠的出現(xiàn)。通過(guò)對(duì)有無(wú)油珠現(xiàn)象的對(duì)比分析，學(xué)生能推測(cè)出乙酰苯胺的熔點(diǎn)不高，極易液化，同時(shí)認(rèn)識(shí)到加熱過(guò)程中玻璃棒攪拌的重要性。這種對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的對(duì)比分析促使學(xué)生獲取隱含于現(xiàn)象背后的理論知識(shí)，提高了判斷能力和解決復(fù)雜問(wèn)題的能力。

4　實(shí)驗(yàn)裝置的對(duì)比分析

大學(xué)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中涉及的實(shí)驗(yàn)裝置較多，但很多實(shí)驗(yàn)裝置由于細(xì)微的區(qū)別會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果有較大差異。通過(guò)將兩個(gè)或兩個(gè)以上的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行比較，使原來(lái)抽象枯燥的、難于理解和掌握的知識(shí)變得生動(dòng)有趣、淺顯易懂。這樣既豐富了實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，又提高了學(xué)生興趣，同時(shí)還激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新思維。例如蒸餾裝置和精餾裝置，二者都是通過(guò)汽化－冷凝過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)混合物的分離，但大部分學(xué)生初次接觸時(shí)很難理解這兩種實(shí)驗(yàn)裝置的異同，若將兩種裝置的異同加以對(duì)比分析，可以發(fā)現(xiàn)精餾就是在蒸餾裝置中多添加一根分餾柱，實(shí)現(xiàn)多次汽化－冷凝過(guò)程，是多次蒸餾的一種整合，這種多次蒸餾可以達(dá)到使沸點(diǎn)相近的混合物都可以實(shí)現(xiàn)分離的效果。又如冷凝裝置中常采用到的直形和球形冷凝管，對(duì)于二者用途的區(qū)別大多數(shù)學(xué)生還是模棱兩可，但將二者對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，球形冷凝管存在球凹面，冷凝面積較大，冷凝效果更好，比較適用于化學(xué)回流反應(yīng)，因?yàn)樵诨亓鲿r(shí)溶劑及一些物料會(huì)形成大量蒸氣，避免蒸氣流失才選用冷凝效果更好的球形冷凝管，使反應(yīng)更徹底；而直形冷凝管不存在球凹面，冷凝時(shí)液體不會(huì)滯留而直接流出，避免混合物分離時(shí)受到影響，一般是在用蒸餾法分離物質(zhì)時(shí)使用。

5實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比分析

實(shí)驗(yàn)結(jié)果的好與差、成與敗是學(xué)生自我實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)的一個(gè)重要指標(biāo)，將會(huì)對(duì)學(xué)生后續(xù)實(shí)驗(yàn)的積極性及興趣的培養(yǎng)都產(chǎn)生重要的影響。而實(shí)驗(yàn)結(jié)果會(huì)受到實(shí)驗(yàn)過(guò)程中諸多因素的制約，如不同學(xué)生個(gè)體的不同操作能力、不同實(shí)驗(yàn)態(tài)度、不同實(shí)驗(yàn)儀器引起的系統(tǒng)誤差、不同實(shí)驗(yàn)試劑引起的不同效果等。通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比分析，使學(xué)生從差的結(jié)果、失敗的結(jié)果中學(xué)到更多的東西，培養(yǎng)他們嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度以及分析問(wèn)題與解決問(wèn)題的能力。

美國(guó)心理學(xué)家加涅曾提出學(xué)習(xí)層級(jí)理論，其基本觀點(diǎn)是學(xué)習(xí)任何一種新的知識(shí)技能，都是以已經(jīng)習(xí)得的、從屬于它們的知識(shí)技能為基礎(chǔ)的[6]。對(duì)比分析法在一定意義上就是在兩種及以上的事物或現(xiàn)象中找不同，并探索、發(fā)現(xiàn)新的知識(shí)。這種方法在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用，不僅使學(xué)生充分體驗(yàn)和感悟到了科學(xué)方法在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)用的樂(lè)趣，而且有益于學(xué)生實(shí)驗(yàn)興趣的提升、思維能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

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基金項(xiàng)目：廣東海洋大學(xué)教育教學(xué)改革項(xiàng)目（XJG201437）

中圖分類(lèi)號(hào)：G420

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1671－1246（2016）02－0103－02