摘要：本文討論了化學(xué)思維方法在有機(jī)化學(xué)教學(xué)中的重要性，簡(jiǎn)單介紹了筆者在有機(jī)化學(xué)課堂教學(xué)中進(jìn)行化學(xué)思維方法訓(xùn)練的一些做法和體會(huì)。

關(guān)鍵詞：有機(jī)化學(xué)；教學(xué)；化學(xué)思維

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2014）39-0067-03

有機(jī)化學(xué)是研究有機(jī)化合物的性質(zhì)、組成、結(jié)構(gòu)、變化和應(yīng)用的科學(xué)。有機(jī)化學(xué)學(xué)科自身特定的語(yǔ)言系統(tǒng)、價(jià)值觀念、思維、行為方式，形成了獨(dú)特的理論體系和研究方法，擁有自己穩(wěn)定的范疇體系。有機(jī)化學(xué)學(xué)科文化中的價(jià)值標(biāo)準(zhǔn)、哲學(xué)思想、思維模式、語(yǔ)言系統(tǒng)等不僅影響著該學(xué)科的發(fā)展趨勢(shì)也影響著其他學(xué)科包括人的發(fā)展。

思維是人對(duì)客觀事物和現(xiàn)象的一種本質(zhì)上的概括和間接的認(rèn)識(shí)，是人的心理活動(dòng)中最高級(jí)、最復(fù)雜的反映形式。在有機(jī)化學(xué)學(xué)習(xí)中，通過(guò)閱讀、聽(tīng)課、觀察、實(shí)驗(yàn)、練習(xí)等活動(dòng)得到的感性材料，需要經(jīng)過(guò)大腦的思維活動(dòng)進(jìn)行加工、改造、升華，最終變成理性認(rèn)識(shí)，轉(zhuǎn)化為學(xué)習(xí)的成果?；瘜W(xué)中的基本思維方法主要包括抽象思維和形象思維兩大類，并內(nèi)含科學(xué)抽象、邏輯方法、觀察聯(lián)想、想象創(chuàng)新等豐富內(nèi)容。

有機(jī)化學(xué)是化學(xué)及相關(guān)專業(yè)的一門(mén)重要基礎(chǔ)課程，內(nèi)容廣泛，知識(shí)點(diǎn)多。如果在有限的課時(shí)內(nèi)為完成教學(xué)任務(wù)而采取滿堂灌的方法，學(xué)生就會(huì)在教學(xué)過(guò)程中處于十分被動(dòng)的地位，能力培養(yǎng)更無(wú)從談起。為了打破這種沉悶的教學(xué)局面，活躍課堂氣氛，應(yīng)該對(duì)有機(jī)化學(xué)的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法進(jìn)行不斷探索，形成有自己特色的較為完整的有機(jī)化學(xué)教學(xué)及教學(xué)改革思路。以下就筆者在有機(jī)化學(xué)教學(xué)中貫穿對(duì)學(xué)生化學(xué)思維方法的訓(xùn)練談?wù)勛龇ê腕w會(huì)。

一、化學(xué)思維方法與基本理論、基本知識(shí)的辯證關(guān)系

化學(xué)思維是從事化學(xué)教學(xué)與研究的基本手段和工具，既有自然科學(xué)的一般思維方法的共性又有個(gè)性。當(dāng)前，隨著現(xiàn)代化學(xué)的迅猛發(fā)展，在校學(xué)生不可能完全掌握化學(xué)的所有知識(shí)，這在客觀上要求我們把化學(xué)思維方法充實(shí)到實(shí)際的教學(xué)中，給學(xué)生較為系統(tǒng)的訓(xùn)練和指導(dǎo)，使他們學(xué)到最有用最基本的化學(xué)思維方法，以便能夠自主、獨(dú)立、能動(dòng)、持續(xù)地獲取化學(xué)知識(shí)，成為一個(gè)具有創(chuàng)造活力的化學(xué)工作者。

有機(jī)化學(xué)課程大綱的一般要求是“使學(xué)生比較系統(tǒng)地掌握有機(jī)化學(xué)的基礎(chǔ)理論、基本知識(shí)和基本技能”，而對(duì)化學(xué)思維方法的訓(xùn)練缺乏足夠的認(rèn)識(shí)。事實(shí)上化學(xué)思維的訓(xùn)練與有機(jī)化學(xué)的基礎(chǔ)理論、基本知識(shí)和基本技能的掌握有著科學(xué)的辯證關(guān)系，基礎(chǔ)理論、基本知識(shí)和基本技能的掌握是具備化學(xué)思維方法的基礎(chǔ)和前提，反之有良好的化學(xué)思維方法能促進(jìn)對(duì)化學(xué)基礎(chǔ)理論、基本知識(shí)和基本技能的掌握，既表現(xiàn)了對(duì)化學(xué)知識(shí)量的積累的加速也加深了對(duì)知識(shí)的理解，提高了對(duì)知識(shí)的概括和運(yùn)用能力。

二、在有機(jī)化學(xué)課堂教學(xué)中，注意培養(yǎng)良好的化學(xué)思維方法

注意將化學(xué)思維方法引入自己的課堂教學(xué)中，例如在講解環(huán)己烷的構(gòu)象時(shí)，可以采用模型，學(xué)生看到用球棍模型連成的環(huán)己烷，發(fā)現(xiàn)環(huán)己烷的所有鍵的鍵角都符合四面體的要求，說(shuō)明環(huán)己烷是一個(gè)無(wú)角張力的環(huán)，而且隨鍵的轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)己烷不只有一種構(gòu)象。隨后引導(dǎo)學(xué)生注意環(huán)己烷的兩種典型的構(gòu)象，比較兩者在能量上的不同。根據(jù)直觀模型學(xué)生很快可以比較出椅式構(gòu)象比船式構(gòu)象穩(wěn)定，因?yàn)榇綐?gòu)象原子之間比較擁擠，斥力大，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生利用已經(jīng)學(xué)過(guò)的乙烷構(gòu)象知識(shí)從另一個(gè)角度來(lái)說(shuō)明為什么椅式構(gòu)象比船式構(gòu)象穩(wěn)定。通過(guò)觀察學(xué)生比較容易比較出椅式構(gòu)象相當(dāng)于乙烷的交叉式構(gòu)象而船式構(gòu)象相當(dāng)于乙烷的重疊式構(gòu)象，所以椅式構(gòu)象比船式構(gòu)象穩(wěn)定，通過(guò)對(duì)環(huán)己烷的構(gòu)象分析學(xué)生很快能夠?qū)ζ渌h(huán)烷烴的構(gòu)象穩(wěn)定性做出判斷。再如，在教學(xué)中以“穩(wěn)定性”原理作為貫穿有機(jī)化學(xué)全局的主線，將有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)和反應(yīng)性能的關(guān)系辯證地統(tǒng)一起來(lái)，將穩(wěn)定性大小、體系能量高低、結(jié)構(gòu)因素、反應(yīng)活性以及反應(yīng)規(guī)律連成有機(jī)化學(xué)教學(xué)的一條主線，這樣講授的結(jié)果可以取得前呼后應(yīng)、貫穿始終、深入淺出、舉一反三的效果。學(xué)生如果掌握了“穩(wěn)定性”原理這一思維方法就會(huì)對(duì)有機(jī)化學(xué)中的結(jié)構(gòu)問(wèn)題、反應(yīng)歷程、反應(yīng)活性問(wèn)題以及反應(yīng)方向問(wèn)題有深刻的理解，從而達(dá)到事半功倍的作用。

三、將化學(xué)思維方法用于解釋人的社會(huì)行為和社會(huì)現(xiàn)象

筆者在有機(jī)化學(xué)的課堂教學(xué)中經(jīng)常將“雜化軌道”理論、“誘導(dǎo)效應(yīng)與共軛效應(yīng)”理論、“動(dòng)力學(xué)控制與熱力學(xué)控制”、“非鍵原子之間的作用力”、“空間位阻效應(yīng)”等等用來(lái)解釋人在社會(huì)中的行為活動(dòng)，雖然有些例子也許還不是十分恰當(dāng)，但這樣結(jié)合和擴(kuò)展的結(jié)果增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也使學(xué)生認(rèn)識(shí)到知識(shí)和原理都是彼此有內(nèi)在聯(lián)系和相通的，化學(xué)思維方法既體現(xiàn)了化學(xué)學(xué)科自身的特點(diǎn)也有自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)一般思維方法的共性。這樣做的結(jié)果學(xué)生既感到有機(jī)化學(xué)有很好的規(guī)律性可循也增加了有機(jī)化學(xué)這門(mén)經(jīng)典學(xué)科的魅力，加深了對(duì)所學(xué)知識(shí)和原理的認(rèn)識(shí)。例如，空間位阻效應(yīng)又稱立體效應(yīng)，主要是指分子中某些原子或基團(tuán)彼此接近而引起的空間阻礙和偏離正常鍵角而引起的分子內(nèi)的張力，空間阻礙一般會(huì)降低反應(yīng)速率，例如，在溴代烷的雙分子親核取代反應(yīng)中，由于烷基體積的增大，引起空間阻礙，使反應(yīng)速率變小。然而在有些反應(yīng)中，立體效應(yīng)有可能增加反應(yīng)速率，例如，在單分子親核取代反應(yīng)中，三烷基取代鹵代烷的烷基增大時(shí)，由于取代基之間的空間斥力，引起碳鹵鍵的異裂，導(dǎo)致碳正離子的形成，從而提高了反應(yīng)速率。空間位阻效應(yīng)緣于非鍵原子或基團(tuán)之間在其距離小于范德華半徑是產(chǎn)生的排斥力是體系能量升高，而避免這種排斥力從而降低體系的能量是分子體系在靜態(tài)和動(dòng)態(tài)時(shí)的必然要求。根據(jù)這一原理就不難理解人們?cè)谔幚砀鞣N人與人之間的關(guān)系時(shí)需要保持適當(dāng)距離，距離太近會(huì)產(chǎn)生排斥，太遠(yuǎn)則不構(gòu)成作用力，所以人們?cè)诮徽剷r(shí)，身體應(yīng)該保持一個(gè)適當(dāng)距離，朋友關(guān)系、戀人關(guān)系也是這樣，即所謂的“度”?！昂镭i原理”其實(shí)也是該原理的具體體現(xiàn)，用以上化學(xué)原理來(lái)解釋是空間位阻效應(yīng)的使然。

四、有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)測(cè)定方法原理對(duì)于分析處理事物的指導(dǎo)意義

分析綜合與綜合分析這一哲學(xué)思想在確定有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)時(shí)是普遍遵守的一種方法原理。在進(jìn)行天然有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)分析時(shí)，首先要從大量的天然有機(jī)物中提純、分離出各種不同組分的純物質(zhì)或有效成分，然后再根據(jù)各種譜學(xué)方法所提供的不同角度的信息，經(jīng)分析、綜合、推理、判斷，常能做出合乎邏輯的結(jié)構(gòu)鑒定，因此把這種從分析到綜合的思想方法，叫作分析綜合法。要想對(duì)最初化合物的結(jié)構(gòu)弄清楚，必須分析在前、綜合在后，而只有分析徹底、才能綜合得體。所謂分析，則必經(jīng)前期對(duì)物質(zhì)客體進(jìn)行精細(xì)的分離提純，然后通過(guò)多種現(xiàn)代物理測(cè)試手段進(jìn)行分析表征，從中收集各種不同的資料信息。所謂綜合，就是作為主體的人對(duì)紛繁實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)現(xiàn)象進(jìn)行去粗存精、去偽存真、由此及彼、由表及里的全方位思考，同時(shí)通過(guò)篩選、邏輯推理，最終達(dá)到準(zhǔn)確判斷。不言而喻，綜合并非簡(jiǎn)單加和或機(jī)械加工，而是一個(gè)主客體對(duì)話、認(rèn)識(shí)飛躍的創(chuàng)新過(guò)程，所以綜合比分析在認(rèn)識(shí)層次上更高級(jí)更復(fù)雜，在思維運(yùn)作上更抽象更精彩。無(wú)數(shù)事實(shí)也說(shuō)明，客觀事物的抽象性程度愈高，對(duì)物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)就愈深刻。也由此領(lǐng)會(huì)到有機(jī)化學(xué)研究的方法在于努力借助現(xiàn)代手段、珍惜客觀反映信息，又重視抽象而辯證的思想方法、力促本體規(guī)律的真實(shí)體現(xiàn)，這樣才能達(dá)到合乎邏輯的結(jié)構(gòu)鑒定的效果。進(jìn)行結(jié)構(gòu)測(cè)定的目的，在于掌握性能與結(jié)構(gòu)之間的聯(lián)系，從而找出設(shè)計(jì)合成及應(yīng)用領(lǐng)域的內(nèi)在規(guī)律。endprint

五、引導(dǎo)學(xué)生用辯證唯物主義觀點(diǎn)認(rèn)識(shí)問(wèn)題解決問(wèn)題，加強(qiáng)化學(xué)思維方法訓(xùn)練

使學(xué)生正確認(rèn)識(shí)理論與實(shí)驗(yàn)的關(guān)系。學(xué)生在學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)時(shí)容易形成重理論輕實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象，為了糾正這種想法，可以講一些有關(guān)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的化學(xué)史。如韋勒在實(shí)驗(yàn)室用無(wú)機(jī)物合成尿素，成為打破傳統(tǒng)的生命力學(xué)說(shuō)的開(kāi)端，為人工合成有機(jī)物提供了例證。另外，格林試劑的由來(lái)，伍德沃德合成，扎依切夫規(guī)則和霍夫曼規(guī)則等都是在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上成功的。這些事例使學(xué)生們體會(huì)到了化學(xué)確實(shí)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，絕不能重理論輕實(shí)驗(yàn)。

化學(xué)家們的很多偶然發(fā)現(xiàn)，如：黃鳴龍對(duì)Wolff—Kishner還原方法的改進(jìn)、費(fèi)歇爾糖的發(fā)現(xiàn)、D·L甘油醛構(gòu)型的確立，阿柯糖的意外得到等，這些看似偶然的發(fā)現(xiàn)，其實(shí)存在有一定的必然性，揭示了事物內(nèi)部的客觀發(fā)展規(guī)律。如果苯肼與碳基沒(méi)有親核加成反應(yīng)，費(fèi)歇爾不可能意外地得到糖，沒(méi)有費(fèi)歇爾的嘔心瀝血，這些偶然也不可能發(fā)生在他身上。

六、發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性

在新的科學(xué)技術(shù)革命的浪潮中基礎(chǔ)課程要反映當(dāng)代科學(xué)的新成就，如現(xiàn)在的有機(jī)化學(xué)教學(xué)內(nèi)容中增加有關(guān)富勒烯、相轉(zhuǎn)移催化、均相催化、超分子化學(xué)、色-質(zhì)聯(lián)用技術(shù)的內(nèi)容等。科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展使知識(shí)不斷更新，這就要求學(xué)生有較強(qiáng)的自學(xué)能力以適應(yīng)畢業(yè)后工作的需要，這也對(duì)教師提出了更高的要求。圍繞整個(gè)課程的主干內(nèi)容，緊密?chē)@“穩(wěn)定性原理”這條主線由淺入深地將最基本的東西教給學(xué)生，使學(xué)生能舉一反三掌握住一把打開(kāi)本學(xué)科知識(shí)的鑰匙。講課過(guò)程中可留下問(wèn)題，指定參考資料，布置思考題，讓學(xué)生自己去學(xué)習(xí)思考，引導(dǎo)學(xué)生多思多想，發(fā)現(xiàn)更多的疑點(diǎn)，提出更多的問(wèn)題，掌握有機(jī)化學(xué)學(xué)科體系的思維方法。若將學(xué)生的積極性調(diào)動(dòng)起來(lái)，他們就會(huì)主動(dòng)地查閱參考資料，增進(jìn)知識(shí)，從而鍛煉自己的思維能力，這樣的學(xué)習(xí)效果才會(huì)得到保證。放寬有機(jī)化學(xué)知識(shí)口徑，調(diào)整課程內(nèi)容，明確課程目標(biāo)和要求，在切實(shí)加強(qiáng)“三基本”的前提下，精選教學(xué)內(nèi)容，結(jié)合國(guó)內(nèi)外最新研究成果和動(dòng)態(tài)，注意把新的知識(shí)引入課堂。解決好四個(gè)矛盾，即課時(shí)少與內(nèi)容多的矛盾；經(jīng)典理論與現(xiàn)代理論的矛盾；理論與應(yīng)用的矛盾；課程體系與相關(guān)學(xué)科之間融合、滲透與交叉之間的矛盾。還應(yīng)活躍課堂教學(xué)氣氛，鼓勵(lì)學(xué)生與教師平等地討論問(wèn)題，爭(zhēng)論問(wèn)題。創(chuàng)造尊師愛(ài)生，在學(xué)術(shù)問(wèn)題上平等的良好學(xué)風(fēng)，這將有利于教師和學(xué)生知識(shí)的更新和水平的提高，完成人才培養(yǎng)的目標(biāo)。

有機(jī)化學(xué)正伴隨著人類科學(xué)技術(shù)的巨大進(jìn)步而迅猛發(fā)展，有機(jī)化學(xué)研究領(lǐng)域不斷擴(kuò)張，有機(jī)化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)及其作用機(jī)理揭示了豐富的哲學(xué)思想，并向世人展示出一幅物質(zhì)世界普遍聯(lián)系的壯美景象，啟迪著人們的心智，也為人類探索有機(jī)物質(zhì)世界的本質(zhì)提供可遵循的思路。因此，學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)基本知識(shí)的目的不在于為知識(shí)而知識(shí)，更在于了解和學(xué)習(xí)化學(xué)的思維方法，從有機(jī)化學(xué)學(xué)習(xí)的角度掌握辯證唯物主義的世界觀和方法論，啟迪科學(xué)思維，培養(yǎng)科學(xué)方法，提高科學(xué)素養(yǎng)，為真正成為具有創(chuàng)新精神的高素質(zhì)人才奠定基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]清華大學(xué)教育研究所.科技人才培養(yǎng)[M].清華大學(xué)出版社，1993.

[2]王興南.論創(chuàng)造能力及創(chuàng)造型人才培養(yǎng)[J].山東工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（社科版），1995，（1）.

[3]周遠(yuǎn)清.加強(qiáng)大學(xué)生文化素質(zhì)，教育要逐步規(guī)范化和制度化[J].高等教育研究，1998，（5）.

[4]施開(kāi)良.化學(xué)類專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式探討[J].大學(xué)化學(xué)，2002，（6）.

[5]楊光.高師本科化學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)芻議[J].黑龍江高教研究，2002，（2）.

作者簡(jiǎn)介：楊光（1962–），男，教授，研究方向?yàn)橛袡C(jī)化學(xué)。endprint