对比分析法在有机化学实验教学中的运用

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摘要：根据有机化学实验课程特点，从实验目的、实验方案、实验装置、实验现象和实验结果等方面进行对比分析探索，旨在培养学生的逻辑思维能力和创新能力。

关键词：对比分析法；有机化学；实验教学

有机化学实验是高等院校化学、化工、水产、海洋、食品、制药、农业、林业、材料等诸多专业及其相关专业的必修课程，通过实践性操作，促使大学生更加直观地理解理论科学知识、验证科学理论、掌握实验操作技能，同时可全面培养学生的动手能力、观察能力、逻辑思维能力和创新能力。在传统的有机化学实验教学模式中存在诸多问题及弊端，譬如教学理念陈旧，学生兴趣不浓；实验方案单一，创新性不足；环保意识淡薄，实验污染严重；重视结果，忽视细节与过程等，以致达不到预期的教学效果。基于有机化学实验的重要性及传统教学模式中存在的问题及弊端，积极探索新的教学模式迫在眉睫。对比分析是逻辑思维的一种重要方法，是对两种或两种以上事物或现象异同的辩证思维过程。通过对比分析，可以使易混淆的明晰化、抽象的具体化、复杂的简单化、片面的全面化；通过对比分析，还可以提高学生的注意力、观察力、想像力和思维能力。对比分析法在语言教学中已经取得了丰硕的成果[1-3]，而在有机化学实验教学模式中鲜见探索[4-5]。笔者结合自己多年从事有机化学实验教学的体会，开展对比分析法在有机化学实验教学中的应用探索，旨在提高学生的逻辑思维能力和创新能力。

1实验目的的对比分析

做实验就是要验证各种理论或假设的正确性与可行性以及寻找或改进各种达到目标的途径。实验前明确实验目的尤为重要，因为只有让学生明确实验目标，他们才会将注意力放到所要操作的动作上，他们才会深入细致地去观察与思考。在大学有机化学实验中，同样一套实验装置可能因实验目的不同使得需要侧重观察的内容不一样。例如有机化学实验中的简单蒸馏装置可以达到以下几种实验目的：（1）观察温度计的读数，可以测定纯化合物的沸点；（2）观察回流烧瓶中物料量的变化，可浓缩物料；或观察接收瓶液体量的变化，回收溶剂；（3）观察温度计的变化，不同温度时段变换接收瓶，可达到提纯的目的，或用于分离液体沸点相差较大的混合物。通过对比分析实验目的不难发现，同一实验装置可能存在多种功能与多种用途。这种拓展式思维训练，可激发学生的无限潜能。

2实验方案的对比分析

实验方案单一，导致学生思维模式固定，创新性不足。实验中，方案的多样化是教育创新的一种直接体现，是创新策略“科学合理、经济实用、巧妙设计”的综合体现。学生独立思考能力的发展与提高是在广阔的学习空间中逐渐发展的一个过程。在传统教学中，实验的开展都是按照实验书本上固定单一的实验方案进行，实验内容相对片面、不系统，对学生的洞察能力和知识迁移能力都存在一定的束缚，发散性思维空间狭小，造成学生的创新意识不强、创新能力不足。由多个实验方案取代单一实验方案，实现教学内容的系统与完善，扩大学生的知识面，增强学生的对比分析能力，培养创新能力。例如在乙酸丁酯的制备实验中，可多个方案同步进行：（1）浓硫酸催化-回流酯化；（2）固体超强酸催化-回流酯化；（3）浓硫酸催化-回流与共沸酯化；（4）固体超强酸催化-回流与共沸酯化。通过以上4种方案的对比分析，不仅使学生了解了平衡反应的原理及其特征，同时也逐步形成了有机化学实验的绿色化与环保意识。

3实验现象的对比分析

化学实验过程中因受实验操作个体、实验材料、试剂纯度及实验条件等诸多因素的影响，经常会出现不同的实验现象，通过对不同的实验现象进行对比分析，更易培养学生对化学本质的认知能力和逻辑推理能力。例如在乙酸丁酯的制备实验中，需要加入约1ml的浓硫酸来催化反应，学生实验中经常会碰到反应过程中溶液出现不同颜色的现象，如红色、紫红色、粉红色、黑色等，而正常现象是无色。通过这些现象的对比分析，学生能很快认识到这都是因浓硫酸具有强氧化性、强脱水性而惹的“祸”。又如在重结晶及热过滤实验中，学生在制备粗乙酰苯胺热饱和溶液的过程中，部分学生会观察到油珠的出现。通过对有无油珠现象的对比分析，学生能推测出乙酰苯胺的熔点不高，极易液化，同时认识到加热过程中玻璃棒搅拌的重要性。这种对实验现象的对比分析促使学生获取隐含于现象背后的理论知识，提高了判断能力和解决复杂问题的能力。

4实验装置的对比分析

大学有机化学实验中涉及的实验装置较多，但很多实验装置由于细微的区别会导致实验结果有较大差异。通过将两个或两个以上的实验装置进行比较，使原来抽象枯燥的、难于理解和掌握的知识变得生动有趣、浅显易懂。这样既丰富了实验教学内容，又提高了学生兴趣，同时还激发了学生的创新思维。例如蒸馏装置和精馏装置，二者都是通过汽化-冷凝过程来实现混合物的分离，但大部分学生初次接触时很难理解这两种实验装置的异同，若将两种装置的异同加以对比分析，可以发现精馏就是在蒸馏装置中多添加一根分馏柱，实现多次汽化-冷凝过程，是多次蒸馏的一种整合，这种多次蒸馏可以达到使沸点相近的混合物都可以实现分离的效果。又如冷凝装置中常采用到的直形和球形冷凝管，对于二者用途的区别大多数学生还是模棱两可，但将二者对比分析发现，球形冷凝管存在球凹面，冷凝面积较大，冷凝效果更好，比较适用于化学回流反应，因为在回流时溶剂及一些物料会形成大量蒸气，避免蒸气流失才选用冷凝效果更好的球形冷凝管，使反应更彻底；而直形冷凝管不存在球凹面，冷凝时液体不会滞留而直接流出，避免混合物分离时受到影响，一般是在用蒸馏法分离物质时使用。

5实验结果的对比分析

实验结果的好与差、成与败是学生自我实验评价的一个重要指标，将会对学生后续实验的积极性及兴趣的培养都产生重要的影响。而实验结果会受到实验过程中诸多因素的制约，如不同学生个体的不同操作能力、不同实验态度、不同实验仪器引起的系统误差、不同实验试剂引起的不同效果等。通过对实验结果的对比分析，使学生从差的结果、失败的结果中学到更多的东西，培养他们严谨认真的科学态度以及分析问题与解决问题的能力。美国心理学家加涅曾提出学习层级理论，其基本观点是学习任何一种新的知识技能，都是以已经习得的、从属于它们的知识技能为基础的[6]。对比分析法在一定意义上就是在两种及以上的事物或现象中找不同，并探索、发现新的知识。这种方法在有机化学实验教学中应用，不仅使学生充分体验和感悟到了科学方法在实验过程中应用的乐趣，而且有益于学生实验兴趣的提升、思维能力和创新能力的培养。

参考文献：

[1]李建成.浅析对比分析法在英语时态教学中的应用[J].长江师范学院学报，2012，28（4）：69-71.

[2]张蕾蕾.对比分析法与大学英语翻译教学[J].中国校外教育，2010（14）：127.

[3]吴建华.小议高中英语教学中英汉对比分析法[J].学苑教育，2013（24）：7.

[4]傅晶，邓惠文，张富青，等.比较教学法在大学有机化学实验教学中的应用[J].化学工程与装备，2011（12）：219-220.

[5]刘爱兰.浅谈比较法在化学教学中的运用[J].鄂州大学学报，2008，15（5）：67-70.

[6]李如春.构建模块式实习课程的定位和原则[J].人才资源开发，2015（2）：245-246.

作者:胡章 单位:广东海洋大学