有機化學學習中方法論思想淺析

馮麗娟++孫智勇

摘要：有機化學作為化學的一門重要分支，其學習中具有普遍意義的科學方法論思想，以實驗為基礎的有機化學，運用唯物辯證的科學思維方法，并建立適當的假說或模型，來揭示有機化學客觀規律，學習過程中運用方法論思想有助于有機化學的系統學習。本文擬從方法論的角度，對有機化學中實驗與思維方法、假說與模型的建立作一淺析。

關鍵詞：方法論；有機化學；實驗；思維方法；假說；模型

中圖分類號：G642.4 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）23-0075-02

恩格斯曾經說過：“化學可以稱為研究物體由于量的構成的變化而發生質變的科學。”[1]有機化學是化學中極重要的一個分支，它作為研究有機化合物的結構、理化性質、合成方法、應用以及有機化合物之間相互轉化所遵循的理論和規律的一門科學[2]，蘊含著極為豐富的唯物辨證思想[3]。有機化學也是醫學專業、藥學專業的重要基礎課程。將哲學中的方法論思想滲透、融合到有機化學學習過程中去，不僅有助于學習和掌握所學的有機化學知識，而且有助于樹立正確的世界觀和方法論，對于有機學習者特別是以后從事教育、醫藥工作的人員的哲學素質的培養有積極意義。

一、有機化學學習方法論必要性

有機化學涉及的內容相當廣博，研究有機化合物的來源、結構、性質、制備、應用、反應機理，以及結構和性質間相互關系[4]，在有機化學的學習過程中，唯有抓住一定的學習方法才能學好有機化學。有機化學學習的方法論是關于有機化學一般學習方法的規律性理論，它既有自然科學方法論的一般特征，也反映了有機化學學習方法的特殊規律[5]。正確運用有機化學方法論，才能有助于我們科學地對待各種理論學說及其關系，才能有助于我們理解有機化合物結構與性質的關系，才能有助于我們了解各物質之間的相互轉化，最終幫助我們掌握有機化學的知識，能靈活運用！

二、實驗是有機化學研究性學習的最基本方法

實踐是檢驗真理的唯一標準。辯證唯物主義認識論認為，人的認知活動是一個從實踐到認識和從認識到實踐的多次反復、無限循環的辨證發展的過程[6]。

有機化學實驗方法把人類對化學物質的認識不斷地推進到一個新的階段，體現了正確的反映一個具體事物的本質和規律，必須經過從實踐到認識、從認識到實踐的多次反復才能完成[7]。實驗方法探索的目的是認識化學現象的本質和規律，即實驗所獲知的現象應上升到理論來認識。從這個意義上講，實驗是為探索理論服務的，任何忽視化學理論的重要性，片面強調實驗的觀點，必然使化學降低為無規律的、盲目摸索的單純的實驗，因而也就失去了學科的科學性[8]。而有機化學的學習過程中也是離不開實驗的，通過實驗可以驗證理論，可以深入理解理論，可以培養觀察、思維、分析等各方面的能力。

三、有機化學學習的辨證思維方法

在有機化學學習中，堅持辯證思維方法，實現由感性認識到理性認識的飛躍。在學習各種知識點時，必須運用歸納與演繹、分析與綜合、抽象與具體等方法。堅持辯證思維方法對于系統學習有機化學，理解并運用有機化學知識有著重要意義。

1.歸納與演繹思維方式。人們的認識過程，往往從宏觀到微觀，從現象到本質，從個別到一般，從歸納到演繹，從功能到結構，但當科學發展到一定階段后，就有可能使認識過程逆轉，使人們從長期實驗觀察中歸納出的規律，轉變為演繹的基礎。在有機化學學習中，歸納與演繹也有其普遍意義。例如，烯烴被酸性高錳酸鉀氧化得到的生成物的結構有一定規律性，通過歸納這一規律，就可以寫出任意結構的烯烴被酸性高錳酸鉀氧化的生成物的結構；反過來，知道了生成物的結構，也可以反推反應物烯烴的結構。再例如，醛酮的官能團為羰基，只是羰基的位置不一樣形成了兩類物質，學習的時候先學習兩者共有的化學性質，再學習兩者具有的特殊的化學性質，然后是個別化合物特有的化學性質，即由一般到特殊，再到個別，明白了這一方法學，邏輯清晰，有利于理解物質的結構與性質的關系，很好地掌握相關的知識點。

2.分析與綜合思維方式。分析，即思維中的分析，是在思維中從整體中抽取出它的組成部分，并舍棄干擾因素和次要因素，把所要研究的問題在盡可能純粹的或簡單的狀態下加以考慮；綜合，則是在分析研究的基礎上，進一步把先前舍棄的一些因素加進去，以獲得對問題的全面的、具體的認識[6]。例如，在學習有機化學時，分別學習了各種分析測試手段，如紅外光譜只適于那些有偶極矩變化的分子，而紫外光譜則要求吸收200~400nm波長的紫外線后，發生電子能級躍遷；核磁共振僅對有核自旋的分子才能顯示，電子順磁共振則對有不成對電子的分子才得出信號；質譜則給出分子碎片的質量/電荷比的信息。因此，我們在進行結構分析時，需要運用各種檢測手段，取得各種信息，然后再把這些信息綜合起來，通過去粗取精、去偽存真、由此及彼、由表及里的聯貫思索，最后再做出判斷。再例如，有機化學的推導題，需要我們分析提供的各種信息，先根據每個信息判斷化合物的結構特點或者官能團，再綜合這些結構特點、官能團推導出化合物的結構。

3.抽象與具體思維方式。科學抽象是理性思維的一種形式。所謂抽象，就是透過現象抽取本質的思維過程。有機化學概念很多都是反映一類客體或一類屬性的概念，它是抽象的，一切概念都具有抽象性，同時它又是具體的，它所反映的實體、關系和過程，似乎都有直接的原型。因此，有機化學概念表現為抽象和具體的統一，這是有機化學概念的特點[8]。例如有機化合物的結構是抽象的，但是用具體的化學符號表示出來，并且根據有機化合物結構的特點，可以分別用價鍵式或實線式、骨架式、立體結構式等方式表示，這就體現了抽象與具體的統一。在有機化學研究性學習中，對觀察和實驗中取得的感性經驗進行科學抽象，是一種必不可少的研究方法[9]。

四、有機化學中假說和模型

有機化學經長足的發展已經形成一個龐大的體系，學習者想要把這些理論、知識吃透，需要下很大功夫，關鍵是抓住其中的精髓，能為自己所用，要達到此目的，假說和模型的建立對于有機化學的研究性學習是極其重要的。

1.假說的建立及意義。“假說”，就是根據已有知識，人們對于所研究的事物或現象作出初步的解釋。它是人們關于某一事物或現象的原因還沒有知道的時候所作的一種推測。這種推測是由前提（論斷）和結論（推斷）組成的。假說既是前提的一部分，又是未知的某些推理，自此可見它具有推理的性質。化學假說的形成和發展是人類思維形式和思維方法相結合的產物，在化學理論研究中起著重要的作用。化學假說既是化學理論形成的一種重要形式，又是化學研究的一種重要方法。首先，化學假說應具有科學性，它是建立在實踐基礎上的假設、推理，能正確反映事物的客觀規律。其次，假說還具有可論證性，正確的假說應能經得起實踐的考驗、論證[10]。德國有機化學家凱庫勒在1865年提出苯分子（C6H6）具有六邊形環狀結構的假說，就是在大量的實驗基礎上提出來的，并經后續化學研究論證和推理的[11]。如果化學假說不能推斷，那么就不能在實踐中驗證，也不能對化學研究起指導作用，就應該放棄。理解了這一點，有助于我們對化學理論的學習和理解，例如碳的三種雜化方式的提出能很好地解釋碳的價鍵、空間構型，但很多學習者對這一理論不太理解，其實碳的三種雜化方式是Pauling等人在價鍵理論的基礎上提出的雜化軌道理論的很好的應用實例，而雜化軌道理論的提出正是在研究了大量的分子結構的基礎上提出來的，這一理論經歷了假設、推理、驗證和論證，最終被接受成為一種理論。簡單地說，理論之所以成為理論，是由于它能很好地解釋客觀事實，具有合理性，而最終成為科學。

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2.模型的建立及意義。有機化學家可以從大量的原始數據，繁多的曲線、圖表，由科學概念、基本原理出發，抽象出科學模型，然后選擇合理的近似方法進行計算，最后再引申出科學的規律來。這種模型對溝通科學現象與其本質的認識過程，起到了重要的橋梁作用。同時，它給人以簡單、清晰的物理圖像，直觀、明確的物理含義，因而使這種模型方法被廣為采用[12]。模型是事物原型的近似反映，可當作溝通宏觀世界和微觀世界的媒介，它突出了事物的主要矛盾或主要特征，而忽略了次要矛盾或次要特征。可見，經過合理簡化模型的建立，可以在一定程度上用來模擬一個實際有機化學反應過程，大體反映實際過程和體系的全部內在規律性，進而可以用來指導生產操作和控制生產過程。而當代大型、高速計算機的不斷開發，為有機化學模型的建立提供了可靠的物質保障。當然，模型的建立與驗證都離不開實踐，一個模型的建立，是一個從實踐到理論，又把理論用于實踐的不斷提高的認識過程。而對于有機化學的初學者來說，模型的建立有利于將抽象的概念轉化為形象的概念，有利于理解。例如，微觀的分子空間構型、反應機理，都可以用計算機和化學軟件模擬，將本身肉眼看不見的變為直觀可見的，方便了學習者的學習。

五、結束語

總之，有機化學學習中具有普遍意義的科學方法論思想。方法論是有機化學學習中銳利武器和有效工具，是連接哲學與化學的紐帶。如果我們在學習有機化學的過程中，充分重視實驗，同時運用唯物辯證的科學思維方法，多歸納演繹、分析綜合，并注意抽象與具體的相互轉化，處理好有機世界中外在與內部、結構與性能等方面的對立統一關系，建立適當的假說或者模型，幫助并加深理解，然后再通過總結歸納，有助于系統學習、掌握有機化學，并達到活學活用的目的。

參考文獻：

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作者簡介：馮麗娟（1978-），女，湖北當陽人，碩士，副教授，研究方向：功能高分子。

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