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类比法应用在有机化学教学中,调动了学生学习的积极性,提高了课堂教学效率.本文介绍了类比法的定义及意义,并具体说明了类比法在有机化学教学中的应用.
1类比法简述
类比法是按照2个或2类事物间在某方面相同或相似,而推断出它们在其他方面存在相似点或相同点的逻辑方法,是由一般到个别或由个别到一般的思维方法及推理形式.类比和比较的联系虽然紧密,但也有明显的区别:比较仅是找到2个或2类事物间的不同点或相同点,并不能得出实质性的结论;但类比是在此基础上,将已经知道的知识或结论推移到另一类事物中去,类比具有推理的特征,是一种特殊的比较.
2应用类比法的意义
1)使知识系统化且有助于培养学生的创新思维.高中化学主要研究物质的结构、组成、性质及其变化规律,物质的性质由结构决定,因此结构相似的事物,其性质也大体相同.类比法在有机化学中的应用,有助于将零散的知识系统化,利用已有知识点推断类似事物的新的知识点,帮助学生构建自己的知识体系,激发学生的发散思维,培养学生独立思考、分析、推理的能力,进而培养学生的创新思维.2)使抽象的知识具体化及微观的结构宏观化.有机化学比较抽象且枯燥无味,不容易理解和掌握,类比法的应用,将学生已经学过的知识与新知识进行比较,使抽象的知识具体化,便于学生掌握难点和重点:比如在讲苯环时,教师可以告诉学生苯环的结构像蛇一样首尾相连等,从而使微观的知识宏观化.
3类比法在有机化学中的应用
3.1在消除反应中的应用
在掌握亲核取代反应机理的基础上,类比记忆消除反应机理,E2反应中α-C—X键与β-C—H键一起断裂,将HX脱去生成烯烃,在E1反应中是α-C—X先断裂形成活性碳正离子,接着β-C—H键断裂生成烯烃,在E2反应中,反应物与碱液的浓度均对反应速率有影响,但E1中反应速率只与反应物浓度相关.利用类比法将X和H类比为甲、乙2个人,将反应物比作1个集体,碱液当作诱惑因素.在E2反应中,集体外的物质先使甲脱离集体,然后又使乙脱离集体,也就是β-H与—OH逐渐靠近并结合,此时X携带一对键合电子慢慢离开中心碳原子.在这种情况下,集体处于不稳定的过渡态,伴随甲和乙的最后离开,为维持集体的稳定,集体迅速改变自身的结构,即旧键的完全断裂与新键的完全生成.在E1反应中,乙先离开集体,即X离去,卤代烃解离为碳正离子形成过渡态Ⅰ,此时集体会适当调整,即E1反应中碳正离子的重排.诱惑因素对乙产生作用后,乙的离开致使集体处于过渡态Ⅱ,最终集体进行自我调整生成烯烃.
3.2在有机化学习题课中的应用
教学过程中,习题课必不可少,教师在讲解相关习题时也可以利用类比法,将相关知识加以交纵串联,并且在已经构成的知识网络中找到它们的共性.该方法的应用改变了有机化学课堂的教学氛围,为习题课增添了新的活力,另外,相同的题目可以有不同的解法,教师可以利用类比法设计出多种多样的教学方案,辅助学生找到其中的相同点和不同点,将类似习题间的本质联系起来.比如在习题中遇到了胺与氨在结构和性质上的类比,此时可以类比乙醇与水进行推断,在结构上乙醇(CH3CH2OH)可看作水(HOH)中的氢原子被乙基取代得到,由于结构类似,所以性质也相似,因此乙醇具有弱酸性可与碱金属反应,同理胺也具有氨的碱性性质,可以与有机酸反应.
3.3在化学规律中的应用
虽然有机化学比较抽象,各种有机物间的反应现象比较难观察,但是各个物质间的反应都有其内在的规律,只要将这些物质间发生反应的规律掌握好,就能够将表面看起来比较复杂的反应,用通用的规律进行解释,只要掌握一小部分化学反应的规律就能够掌握一大部分化学反应,类比法可以激发学生举一反三的能力,调动学生自主学习与探索的积极性,还能减轻学生的课业负担.比如有机酸中甲酸与醇类等的反应,可以类比课本中讲到的乙酸与其他醇类的反应,也就是所有的有机酸与醇的反应形式均类似.类比法在有机化学教学中的应用,取得了较好的教学效果,但类比法并不等同于真正意义上的推理,需要同学们从表面现象深刻剖析本质规律,运用发散思维全面分析,不过对于学生的知识结构体系而言,类比法是提高学习效率和学习质量行之有效的方法之一,值得进一步推广和应用。
作者:张彬 单位:山东省章丘第五中学