類比法在有機化學教學中的應用

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類比法在有機化學教學中的應用

類比法應用在有化學教學中,調動了學生學習的積極性,提高了課堂教學效率.本文介紹了類比法的定義及意義,并具體說明了類比法在有機化學教學中的應用

1類比法簡述

類比法是按照2個或2類事物間在某方面相同或相似,而推斷出它們在其他方面存在相似點或相同點的邏輯方法,是由一般到個別或由個別到一般的思維方法及推理形式.類比和比較的聯系雖然緊密,但也有明顯的區別:比較僅是找到2個或2類事物間的不同點或相同點,并不能得出實質性的結論;但類比是在此基礎上,將已經知道的知識或結論推移到另一類事物中去,類比具有推理的特征,是一種特殊的比較.

2應用類比法的意義

1)使知識系統化且有助于培養學生的創新思維.高中化學主要研究物質的結構、組成、性質及其變化規律,物質的性質由結構決定,因此結構相似的事物,其性質也大體相同.類比法在有機化學中的應用,有助于將零散的知識系統化,利用已有知識點推斷類似事物的新的知識點,幫助學生構建自己的知識體系,激發學生的發散思維,培養學生獨立思考、分析、推理的能力,進而培養學生的創新思維.2)使抽象的知識具體化及微觀的結構宏觀化.有機化學比較抽象且枯燥無味,不容易理解和掌握,類比法的應用,將學生已經學過的知識與新知識進行比較,使抽象的知識具體化,便于學生掌握難點和重點:比如在講苯環時,教師可以告訴學生苯環的結構像蛇一樣首尾相連等,從而使微觀的知識宏觀化.

3類比法在有機化學中的應用

3.1在消除反應中的應用

在掌握親核取代反應機理的基礎上,類比記憶消除反應機理,E2反應中α-C—X鍵與β-C—H鍵一起斷裂,將HX脫去生成烯烴,在E1反應中是α-C—X先斷裂形成活性碳正離子,接著β-C—H鍵斷裂生成烯烴,在E2反應中,反應物與堿液的濃度均對反應速率有影響,但E1中反應速率只與反應物濃度相關.利用類比法將X和H類比為甲、乙2個人,將反應物比作1個集體,堿液當作誘惑因素.在E2反應中,集體外的物質先使甲脫離集體,然后又使乙脫離集體,也就是β-H與—OH逐漸靠近并結合,此時X攜帶一對鍵合電子慢慢離開中心碳原子.在這種情況下,集體處于不穩定的過渡態,伴隨甲和乙的最后離開,為維持集體的穩定,集體迅速改變自身的結構,即舊鍵的完全斷裂與新鍵的完全生成.在E1反應中,乙先離開集體,即X離去,鹵代烴解離為碳正離子形成過渡態Ⅰ,此時集體會適當調整,即E1反應中碳正離子的重排.誘惑因素對乙產生作用后,乙的離開致使集體處于過渡態Ⅱ,最終集體進行自我調整生成烯烴.

3.2在有機化學習題課中的應用

教學過程中,習題課必不可少,教師在講解相關習題時也可以利用類比法,將相關知識加以交縱串聯,并且在已經構成的知識網絡中找到它們的共性.該方法的應用改變了有機化學課堂的教學氛圍,為習題課增添了新的活力,另外,相同的題目可以有不同的解法,教師可以利用類比法設計出多種多樣的教學方案,輔助學生找到其中的相同點和不同點,將類似習題間的本質聯系起來.比如在習題中遇到了胺與氨在結構和性質上的類比,此時可以類比乙醇與水進行推斷,在結構上乙醇(CH3CH2OH)可看作水(HOH)中的氫原子被乙基取代得到,由于結構類似,所以性質也相似,因此乙醇具有弱酸性可與堿金屬反應,同理胺也具有氨的堿性性質,可以與有機酸反應.

3.3在化學規律中的應用

雖然有機化學比較抽象,各種有機物間的反應現象比較難觀察,但是各個物質間的反應都有其內在的規律,只要將這些物質間發生反應的規律掌握好,就能夠將表面看起來比較復雜的反應,用通用的規律進行解釋,只要掌握一小部分化學反應的規律就能夠掌握一大部分化學反應,類比法可以激發學生舉一反三的能力,調動學生自主學習與探索的積極性,還能減輕學生的課業負擔.比如有機酸中甲酸與醇類等的反應,可以類比課本中講到的乙酸與其他醇類的反應,也就是所有的有機酸與醇的反應形式均類似.類比法在有機化學教學中的應用,取得了較好的教學效果,但類比法并不等同于真正意義上的推理,需要同學們從表面現象深刻剖析本質規律,運用發散思維全面分析,不過對于學生的知識結構體系而言,類比法是提高學習效率和學習質量行之有效的方法之一,值得進一步推廣和應用。

作者:張彬 單位:山東省章丘第五中學

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