對比分析法在有機化學實驗教學中的探索

胡章（廣東海洋大學，廣東湛江524088）

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對比分析法在有機化學實驗教學中的探索

胡章
（廣東海洋大學，廣東湛江524088）

摘要：根據有機化學實驗課程特點，從實驗目的、實驗方案、實驗裝置、實驗現象和實驗結果等方面進行對比分析探索，旨在培養學生的邏輯思維能力和創新能力。

關鍵詞：對比分析法；有機化學；實驗教學

有機化學實驗是高等院校化學、化工、水產、海洋、食品、制藥、農業、林業、材料等諸多專業及其相關專業的必修課程，通過實踐性操作，促使大學生更加直觀地理解理論科學知識、驗證科學理論、掌握實驗操作技能，同時可全面培養學生的動手能力、觀察能力、邏輯思維能力和創新能力。在傳統的有機化學實驗教學模式中存在諸多問題及弊端，譬如教學理念陳舊，學生興趣不濃；實驗方案單一，創新性不足；環保意識淡薄，實驗污染嚴重；重視結果，忽視細節與過程等，以致達不到預期的教學效果。

基于有機化學實驗的重要性及傳統教學模式中存在的問題及弊端，積極探索新的教學模式迫在眉睫。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、復雜的簡單化、片面的全面化；通過對比分析，還可以提高學生的注意力、觀察力、想像力和思維能力。對比分析法在語言教學中已經取得了豐碩的成果[1－3]，而在有機化學實驗教學模式中鮮見探索[4－5]。筆者結合自己多年從事有機化學實驗教學的體會，開展對比分析法在有機化學實驗教學中的應用探索，旨在提高學生的邏輯思維能力和創新能力。

1　實驗目的的對比分析

做實驗就是要驗證各種理論或假設的正確性與可行性以及尋找或改進各種達到目標的途徑。實驗前明確實驗目的尤為重要，因為只有讓學生明確實驗目標，他們才會將注意力放到所要操作的動作上，他們才會深入細致地去觀察與思考。在大學有機化學實驗中，同樣一套實驗裝置可能因實驗目的不同使得需要側重觀察的內容不一樣。例如有機化學實驗中的簡單蒸餾裝置可以達到以下幾種實驗目的：（1）觀察溫度計的讀數，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。通過對比分析實驗目的不難發現，同一實驗裝置可能存在多種功能與多種用途。這種拓展式思維訓練，可激發學生的無限潛能。

2　實驗方案的對比分析

實驗方案單一，導致學生思維模式固定，創新性不足。實驗中，方案的多樣化是教育創新的一種直接體現，是創新策略“科學合理、經濟實用、巧妙設計”的綜合體現。學生獨立思考能力的發展與提高是在廣闊的學習空間中逐漸發展的一個過程。在傳統教學中，實驗的開展都是按照實驗書本上固定單一的實驗方案進行，實驗內容相對片面、不系統，對學生的洞察能力和知識遷移能力都存在一定的束縛，發散性思維空間狹小，造成學生的創新意識不強、創新能力不足。由多個實驗方案取代單一實驗方案，實現教學內容的系統與完善，擴大學生的知識面，增強學生的對比分析能力，培養創新能力。例如在乙酸丁酯的制備實驗中，可多個方案同步進行：（1）濃硫酸催化－回流酯化；（2）固體超強酸催化－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，不僅使學生了解了平衡反應的原理及其特征，同時也逐步形成了有機化學實驗的綠色化與環保意識。

3　實驗現象的對比分析

化學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，經常會出現不同的實驗現象，通過對不同的實驗現象進行對比分析，更易培養學生對化學本質的認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1 ml的濃硫酸來催化反應，學生實驗中經常會碰到反應過程中溶液出現不同顏色的現象，如紅色、紫紅色、粉紅色、黑色等，而正常現象是無色。通過這些現象的對比分析，學生能很快認識到這都是因濃硫酸具有強氧化性、強脫水性而惹的“禍”。又如在重結晶及熱過濾實驗中，學生在制備粗乙酰苯胺熱飽和溶液的過程中，部分學生會觀察到油珠的出現。通過對有無油珠現象的對比分析，學生能推測出乙酰苯胺的熔點不高，極易液化，同時認識到加熱過程中玻璃棒攪拌的重要性。這種對實驗現象的對比分析促使學生獲取隱含于現象背后的理論知識，提高了判斷能力和解決復雜問題的能力。

4　實驗裝置的對比分析

大學有機化學實驗中涉及的實驗裝置較多，但很多實驗裝置由于細微的區別會導致實驗結果有較大差異。通過將兩個或兩個以上的實驗裝置進行比較，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內容，又提高了學生興趣，同時還激發了學生的創新思維。例如蒸餾裝置和精餾裝置，二者都是通過汽化－冷凝過程來實現混合物的分離，但大部分學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，可以發現精餾就是在蒸餾裝置中多添加一根分餾柱，實現多次汽化－冷凝過程，是多次蒸餾的一種整合，這種多次蒸餾可以達到使沸點相近的混合物都可以實現分離的效果。又如冷凝裝置中常采用到的直形和球形冷凝管，對于二者用途的區別大多數學生還是模棱兩可，但將二者對比分析發現，球形冷凝管存在球凹面，冷凝面積較大，冷凝效果更好，比較適用于化學回流反應，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時使用。

5實驗結果的對比分析

實驗結果的好與差、成與敗是學生自我實驗評價的一個重要指標，將會對學生后續實驗的積極性及興趣的培養都產生重要的影響。而實驗結果會受到實驗過程中諸多因素的制約，如不同學生個體的不同操作能力、不同實驗態度、不同實驗儀器引起的系統誤差、不同實驗試劑引起的不同效果等。通過對實驗結果的對比分析，使學生從差的結果、失敗的結果中學到更多的東西，培養他們嚴謹認真的科學態度以及分析問題與解決問題的能力。

美國心理學家加涅曾提出學習層級理論，其基本觀點是學習任何一種新的知識技能，都是以已經習得的、從屬于它們的知識技能為基礎的[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象中找不同，并探索、發現新的知識。這種方法在有機化學實驗教學中應用，不僅使學生充分體驗和感悟到了科學方法在實驗過程中應用的樂趣，而且有益于學生實驗興趣的提升、思維能力和創新能力的培養。

參考文獻：

[1]李建成．淺析對比分析法在英語時態教學中的應用[J]．長江師范學院學報，2012，28（4）：69－71．

[2]張蕾蕾．對比分析法與大學英語翻譯教學[J]．中國校外教育，2010（14）：127．

[3]吳建華．小議高中英語教學中英漢對比分析法[J]．學苑教育，2013（24）：7．

[4]傅晶，鄧惠文，張富青，等．比較教學法在大學有機化學實驗教學中的應用[J]．化學工程與裝備，2011（12）：219－220．

[5]劉愛蘭．淺談比較法在化學教學中的運用[J]．鄂州大學學報，2008，15 （5）：67－70．

[6]李如春．構建模塊式實習課程的定位和原則[J]．人才資源開發，2015 （2）：245－246．

基金項目：廣東海洋大學教育教學改革項目（XJG201437）

中圖分類號：G420

文獻標識碼：A

文章編號：1671－1246（2016）02－0103－02