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對比分析法在有機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)中的運(yùn)用論文
摘要：根據(jù)有機(jī)化學(xué)實驗課程特點，從實驗?zāi)康�、實驗方案、實驗裝置、實驗現(xiàn)象和實驗結(jié)果等方面進(jìn)行對比分析探索，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：對比分析法；有機(jī)化學(xué)；實驗教學(xué)
有機(jī)化學(xué)實驗是高等院�；瘜W(xué)、化工、水產(chǎn)、海洋、食品、制藥、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、材料等諸多專業(yè)及其相關(guān)專業(yè)的必修課程，通過實踐性操作，促使大學(xué)生更加直觀地理解理論科學(xué)知識、驗證科學(xué)理論、掌握實驗操作技能，同時可全面培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、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)實驗教學(xué)模式中存在諸多問題及弊端，譬如教學(xué)理念陳舊，學(xué)生興趣不濃；實驗方案單一，創(chuàng)新性不足；環(huán)保意識淡薄，實驗污染嚴(yán)重；重視結(jié)果，忽視細(xì)節(jié)與過程等，以致達(dá)不到預(yù)期的教學(xué)效果。基于有機(jī)化學(xué)實驗的重要性及傳統(tǒng)教學(xué)模式中存在的問題及弊端，積極探索新的教學(xué)模式迫在眉睫。對比分析是邏輯思維的一種重要方法，是對兩種或兩種以上事物或現(xiàn)象異同的辯證思維過程。通過對比分析，可以使易混淆的明晰化、抽象的具體化、復(fù)雜的簡單化、片面的全面化；通過對比分析，還可以提高學(xué)生的注意力、觀察力、想像力和思維能力。對比分析法在語言教學(xué)中已經(jīng)取得了豐碩的成果[1-3]，而在有機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)模式中鮮見探索[4-5]。筆者結(jié)合自己多年從事有機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)的體會，開展對比分析法在有機(jī)化學(xué)實驗教學(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實驗?zāi)康牡膶Ρ确治?/strong>
做實驗就是要驗證各種理論或假設(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。實驗前明確實驗?zāi)康挠葹橹匾�，因為只有讓學(xué)生明確實驗?zāi)繕?biāo)，他們才會將注意力放到所要操作的動作上，他們才會深入細(xì)致地去觀察與思考。在大學(xué)有機(jī)化學(xué)實驗中，同樣一套實驗裝置可能因?qū)嶒災(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)實驗中的簡單蒸餾裝置可以達(dá)到以下幾種實驗?zāi)康模海?）觀察溫度計的讀數(shù)，可以測定純化合物的沸點；（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）觀察溫度計的變化，不同溫度時段變換接收瓶，可達(dá)到提純的目的，或用于分離液體沸點相差較大的混合物。通過對比分析實驗?zāi)康牟浑y發(fā)現(xiàn)，同一實驗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)生的無限潛能。
2實驗方案的對比分析
實驗方案單一，導(dǎo)致學(xué)生思維模式固定，創(chuàng)新性不足。實驗中，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)實用、巧妙設(shè)計”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)展的一個過程。在傳統(tǒng)教學(xué)中，實驗的開展都是按照實驗書本上固定單一的實驗方案進(jìn)行，實驗內(nèi)容相對片面、不系統(tǒng)，對學(xué)生的洞察能力和知識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)新意識不強(qiáng)、創(chuàng)新能力不足。由多個實驗方案取代單一實驗方案，實現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的系統(tǒng)與完善，擴(kuò)大學(xué)生的知識面，增強(qiáng)學(xué)生的對比分析能力，培養(yǎng)創(chuàng)新能力。例如在乙酸丁酯的制備實驗中，可多個方案同步進(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。通過以上4種方案的對比分析，不僅使學(xué)生了解了平衡反應(yīng)的原理及其特征，同時也逐步形成了有機(jī)化學(xué)實驗的綠色化與環(huán)保意識。
3實驗現(xiàn)象的對比分析
化學(xué)實驗過程中因受實驗操作個體、實驗材料、試劑純度及實驗條件等諸多因素的影響，經(jīng)常會出現(xiàn)不同的實驗現(xiàn)象，通過對不同的實驗現(xiàn)象進(jìn)行對比分析，更易培養(yǎng)學(xué)生對化學(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驗中，需要加入約1ml的濃硫酸來催化反應(yīng)，學(xué)生實驗中經(jīng)常會碰到反應(yīng)過程中溶液出現(xiàn)不同顏色的現(xiàn)象，如紅色、紫紅色、粉紅色、黑色等，而正常現(xiàn)象是無色。通過這些現(xiàn)象的對比分析，學(xué)生能很快認(rèn)識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)晶及熱過濾實驗中，學(xué)生在制備粗乙酰苯胺熱飽和溶液的過程中，部分學(xué)生會觀察到油珠的出現(xiàn)。通過對有無油珠現(xiàn)象的對比分析，學(xué)生能推測出乙酰苯胺的熔點不高，極易液化，同時認(rèn)識到加熱過程中玻璃棒攪拌的重要性。這種對實驗現(xiàn)象的對比分析促使學(xué)生獲取隱含于現(xiàn)象背后的理論知識，提高了判斷能力和解決復(fù)雜問題的能力。
4實驗裝置的對比分析
大學(xué)有機(jī)化學(xué)實驗中涉及的實驗裝置較多，但很多實驗裝置由于細(xì)微的區(qū)別會導(dǎo)致實驗結(jié)果有較大差異。通過將兩個或兩個以上的實驗裝置進(jìn)行比較，使原來抽象枯燥的、難于理解和掌握的知識變得生動有趣、淺顯易懂。這樣既豐富了實驗教學(xué)內(nèi)容，又提高了學(xué)生興趣，同時還激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新思維。例如蒸餾裝置和精餾裝置，二者都是通過汽化-冷凝過程來實現(xiàn)混合物的分離，但大部分學(xué)生初次接觸時很難理解這兩種實驗裝置的異同，若將兩種裝置的異同加以對比分析，可以發(fā)現(xiàn)精餾就是在蒸餾裝置中多添加一根分餾柱，實現(xiàn)多次汽化-冷凝過程，是多次蒸餾的一種整合，這種多次蒸餾可以達(dá)到使沸點相近的混合物都可以實現(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)，因為在回流時溶劑及一些物料會形成大量蒸氣，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，冷凝時液體不會滯留而直接流出，避免混合物分離時受到影響，一般是在用蒸餾法分離物質(zhì)時使用。
5實驗結(jié)果的對比分析
實驗結(jié)果的好與差、成與敗是學(xué)生自我實驗評價的一個重要指標(biāo)，將會對學(xué)生后續(xù)實驗的積極性及興趣的培養(yǎng)都產(chǎn)生重要的影響。而實驗結(jié)果會受到實驗過程中諸多因素的制約，如不同學(xué)生個體的不同操作能力、不同實驗態(tài)度、不同實驗儀器引起的系統(tǒng)誤差、不同實驗試劑引起的不同效果等。通過對實驗結(jié)果的對比分析，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)度以及分析問題與解決問題的能力。美國心理學(xué)家加涅曾提出學(xué)習(xí)層級理論，其基本觀點是學(xué)習(xí)任何一種新的知識技能，都是以已經(jīng)習(xí)得的、從屬于它們的知識技能為基礎(chǔ)的[6]。對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。這種方法在有機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)中應(yīng)用，不僅使學(xué)生充分體驗和感悟到了科學(xué)方法在實驗過程中應(yīng)用的樂趣，而且有益于學(xué)生實驗興趣的提升、思維能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
參考文獻(xiàn)：
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