孟祥明 張澤
[摘要]探討了類比教學(xué)法、聯(lián)想教學(xué)法在大學(xué)有機(jī)化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用,通過(guò)具體案例探討形象教學(xué)法和歸納教學(xué)法在有機(jī)化學(xué)課堂教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)和教學(xué)效果。
[關(guān)鍵詞]有機(jī)化學(xué)歸納教學(xué)法聯(lián)想教學(xué)法類比教學(xué)法
[中圖分類號(hào)]G642[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A[文章編號(hào)]2095-3437(2012)08-0101-02
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展, 有機(jī)化學(xué)在其中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用, 其應(yīng)用已廣泛滲透到環(huán)境、生命、材料、能源等諸多科學(xué)領(lǐng)域中?!队袡C(jī)化學(xué)》作為生物醫(yī)藥、能源環(huán)境材料等專業(yè)學(xué)生的一門(mén)基礎(chǔ)課,是研究有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、制備的學(xué)科,也是一個(gè)完整的課程體系。其特點(diǎn)是教學(xué)素材多,化學(xué)反應(yīng)類型復(fù)雜多變,影響因素多,難以理解掌握,這就使學(xué)生容易產(chǎn)生畏難情緒,學(xué)習(xí)效率下降,從而影響教學(xué)效果。對(duì)此,筆者在《有機(jī)化學(xué)》課堂教學(xué)過(guò)程中采用聯(lián)想教學(xué)法、類比教學(xué)法以及歸納總結(jié)教學(xué)法進(jìn)行了嘗試。通過(guò)三種教學(xué)法的綜合應(yīng)用,使《有機(jī)化學(xué)》中較抽象的概念變得通俗易懂,對(duì)課程中的一些難點(diǎn)、重點(diǎn),如:共軛效應(yīng)、反應(yīng)機(jī)理和立體異構(gòu)進(jìn)行聯(lián)想、類比,使其形象化,幫助學(xué)生快速而深刻地理解并加以掌握。通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生對(duì)一些容易混淆的概念性知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行有條理的對(duì)比、歸納、總結(jié),使其可以輕松地梳理《有機(jī)化學(xué)》課程中的各個(gè)知識(shí)點(diǎn),并加以掌握。下面就通過(guò)具體教學(xué)實(shí)例來(lái)闡述這幾種教學(xué)方法在《有機(jī)化學(xué)》教學(xué)中的應(yīng)用。
一、聯(lián)想教學(xué)法
聯(lián)想教學(xué)法就是讓學(xué)生運(yùn)用想象,在課程中將一些抽象概念、知識(shí)點(diǎn)與日常生活中一些具體事物之間建立聯(lián)系,從而能快速理解課程中的抽象概念和知識(shí)難點(diǎn)。這種教學(xué)方法適用于《有機(jī)化學(xué)》課程中一些容易混淆的抽象性知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)。但是這里所指的聯(lián)想不是天馬行空的想象,一般要求聯(lián)想到的事物應(yīng)是現(xiàn)實(shí)生活中一些具體的形象事物,并且與課程中要講授的知識(shí)點(diǎn)有很強(qiáng)的聯(lián)系。
如,萘與硫酸發(fā)生磺化反應(yīng)在低溫下反應(yīng)生成ɑ位取代的ɑ萘磺酸,在高溫下則反應(yīng)生成?茁位取代的?茁萘磺酸,并且磺化反應(yīng)也是可逆的,但是只有條件充分時(shí)才發(fā)生逆反應(yīng)的。在教學(xué)時(shí),如果我們只是概念性地闡述反應(yīng)機(jī)理,很難使學(xué)生理解反應(yīng)的兩種途徑(熱力學(xué)控制、動(dòng)力學(xué)控制)及所需的反應(yīng)條件。如果我們進(jìn)行聯(lián)想教學(xué),將該取代反應(yīng)的整個(gè)過(guò)程聯(lián)想成“翻山過(guò)程”(見(jiàn)圖1)。反應(yīng)中間體的穩(wěn)定性都對(duì)應(yīng)于山頂?shù)奈恢?,反?yīng)物及反應(yīng)產(chǎn)物都位于山谷的位置(很顯然,右邊的山頂是ɑ位反應(yīng)的中間體,比左邊的反應(yīng)中間體要穩(wěn)定,因?yàn)橛疫吷巾數(shù)母叨容^低),溫度的高低可以看成體系中小球爬山能力的大小。溫度低時(shí)小球爬山能力低,只能從中間的山谷翻過(guò)較低的山坡高度(E2)到達(dá)右邊的山谷生成ɑ位取代的ɑ萘磺酸。而溫度高的時(shí)候小球的爬山能力強(qiáng)所以能翻過(guò)較高的山坡(E1)到達(dá)左邊的山谷生成ɑ位取代的ɑ萘磺酸。至于反應(yīng)可逆發(fā)生就可以聯(lián)想成小球分別從山坡的另一側(cè)翻過(guò)山頂?shù)竭_(dá)中間的山谷。通過(guò)這樣一個(gè)“翻山”的聯(lián)想形象化,使學(xué)生很容易掌握萘磺化兩種反應(yīng)的類型及反應(yīng)所需的條件。
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圖1萘磺化反應(yīng)2類反應(yīng)位點(diǎn)的聯(lián)想型形象化過(guò)程
二、類比教學(xué)法
類比就是對(duì)課程一些難以理解的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行形象化的比喻。在有機(jī)化學(xué)課程教學(xué)中適當(dāng)使用類比,把有機(jī)化學(xué)中的生澀概念與現(xiàn)實(shí)生活中的通俗實(shí)例結(jié)合起來(lái),可以有效地解釋有機(jī)化學(xué)概念性知識(shí)點(diǎn),幫助學(xué)生快速理解并掌握。
如在講授環(huán)己烷的構(gòu)象內(nèi)容時(shí),可以將環(huán)己烷的構(gòu)象類比為人體睡覺(jué)的姿勢(shì)。環(huán)己烷存在無(wú)數(shù)種構(gòu)象,人類睡覺(jué)同樣可以有無(wú)數(shù)種姿勢(shì)。環(huán)己烷每一個(gè)構(gòu)象可類比對(duì)應(yīng)人體睡覺(jué)的每一個(gè)姿勢(shì)。在講到環(huán)己烷最穩(wěn)定構(gòu)象時(shí)可以做這樣的類比:人類睡覺(jué)時(shí)四肢可以擺出無(wú)數(shù)種姿勢(shì),但只有一種仰臥的姿勢(shì)是最舒適的。同樣,環(huán)己烷雖然也有無(wú)數(shù)種構(gòu)象,但是只有一種椅式構(gòu)象是最穩(wěn)定的。通過(guò)這樣的類比,環(huán)己烷構(gòu)象這樣一個(gè)抽象而難于理解的概念就變得具體形象了,學(xué)生只要通過(guò)日常生活中最顯而易見(jiàn)的睡覺(jué)姿勢(shì)便能深刻理解。
又如在講到二烯烴的類型以及相應(yīng)碳碳雙鍵的化學(xué)活性時(shí),可以用戰(zhàn)爭(zhēng)中國(guó)與國(guó)之間的關(guān)系、堡壘與堡壘之間的關(guān)系進(jìn)行類比。對(duì)于累積二烯烴而言,兩個(gè)碳碳雙鍵連在同一個(gè)碳原子上,距離太近,猶如現(xiàn)實(shí)中接壤的國(guó)家由于距離太近,總會(huì)有利益沖突而導(dǎo)致關(guān)系緊張,所以這種結(jié)構(gòu)的二烯烴是不穩(wěn)定的;對(duì)于共軛二烯烴而言,兩個(gè)碳碳雙鍵相鄰,距離合適,就像戰(zhàn)場(chǎng)上距離恰到好處的兩個(gè)堡壘據(jù)點(diǎn),形成掎角之勢(shì),相互協(xié)防,不容易被攻破,所以共軛二烯烴是非常穩(wěn)定的;而對(duì)于孤立二烯烴來(lái)說(shuō),兩個(gè)碳碳雙鍵相隔很遠(yuǎn),彼此之間少有聯(lián)系,猶如戰(zhàn)場(chǎng)上失去聯(lián)系的兩個(gè)堡壘,不能形成合力,只能各自為戰(zhàn),所以容易被攻破,不穩(wěn)定。通過(guò)將位置類比為戰(zhàn)場(chǎng)上兩個(gè)堡壘的關(guān)系,可以大大提高學(xué)生的興奮度以及活躍課堂氣氛,幫助學(xué)生形象直觀地理解并掌握原本容易混淆的知識(shí)點(diǎn)。
三、歸納教學(xué)法
歸納是把課程中一些繁雜知識(shí)點(diǎn)中的相同、相似的部分整合起來(lái)形成一個(gè)統(tǒng)一整體。通過(guò)歸納總結(jié)可以引導(dǎo)學(xué)生把《有機(jī)化學(xué)》中的知識(shí)點(diǎn)系統(tǒng)化、 條理化,從而使其掌握有機(jī)化學(xué)知識(shí)內(nèi)在的規(guī)律,便于開(kāi)拓學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力。這種方法適用于幫助學(xué)生理清有機(jī)化學(xué)中各種反應(yīng)、各種化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系。
如在講授對(duì)羧酸及羧酸衍生物內(nèi)容時(shí),羧酸衍生物的相互轉(zhuǎn)化條件是學(xué)習(xí)的重點(diǎn)及難點(diǎn)。由于羧酸衍生物種類多而且轉(zhuǎn)化條件復(fù)雜多變,學(xué)生難于記憶和掌握,在教學(xué)中,我們可先復(fù)習(xí)已學(xué)過(guò)的羧酸及羧酸衍生物的種類及反應(yīng),再引出羧酸衍生物之間的相互轉(zhuǎn)化的反應(yīng)條件及相互轉(zhuǎn)化的規(guī)律。把羧酸和羧酸衍生物及其相互轉(zhuǎn)化以及反應(yīng)條件以圖表的形式歸納起來(lái)(見(jiàn)圖2)。
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圖2羧酸及羧酸衍生物之間相互轉(zhuǎn)化
通過(guò)圖2中的箭頭方向及箭頭上方反應(yīng)條件很容易得出:羧酸和羧酸衍生物之間是可以相互轉(zhuǎn)化的,因?yàn)樗鼈冎g的連接箭頭是雙向的;羧酸衍生物之間的轉(zhuǎn)化是由活性高(比如酰氯)可以向活性低(酯)的轉(zhuǎn)化,活性低的不能向活性高的轉(zhuǎn)化,因?yàn)樗鼈冎g鏈接是單向箭頭; 活性接近的(如酰胺和酯)可以相互轉(zhuǎn)化,它們之間鏈接箭頭也是雙向的。這樣通過(guò)一張圖表把羧酸及羧酸衍生物一章節(jié)的內(nèi)容全概括進(jìn)來(lái)了,讓學(xué)生對(duì)整個(gè)章節(jié)的知識(shí)點(diǎn)一目了然,從而很容易理清原本容易混淆的概念,并加以掌握。
總之,將聯(lián)想教學(xué)法、類比教學(xué)法和歸納教學(xué)法綜合起來(lái)應(yīng)用于大學(xué)《有機(jī)化學(xué)》課程教學(xué)中,會(huì)顯著提升《有機(jī)化學(xué)》課堂教學(xué)效果。通過(guò)類比、聯(lián)想將《有機(jī)化學(xué)》課程中的一些概念定義、反應(yīng)機(jī)理、反應(yīng)條件等抽象性知識(shí)點(diǎn)轉(zhuǎn)變成日常生活中的形象化事物,可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生聽(tīng)課積極性,同時(shí)也便于學(xué)生理解并掌握概念性知識(shí)點(diǎn)。通過(guò)歸納教學(xué)法將各知識(shí)點(diǎn)有條理地連點(diǎn)成線、成面,便于學(xué)生系統(tǒng)地掌握《有機(jī)化學(xué)》各章節(jié)中的知識(shí)點(diǎn)。在《有機(jī)化學(xué)》課堂教學(xué)中恰當(dāng)?shù)貙⑦@幾種教學(xué)法綜合應(yīng)用,能有效地激發(fā)起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,擺脫其對(duì)有機(jī)化學(xué)學(xué)習(xí)的畏難情緒,大大提高教學(xué)效率。
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