大学有机化学实验教学中的思维能力渗透

齐承刚

(齐鲁工业大学(山东省科学院)实验室与设备管理处，山东 济南 250353)

有机化学实验教学，主要是培养学生有机化学实验的动手能力，也就是实验行为能力的。通过创新教学方法，借助有机化学实验教学顺带促进学生思维能力的发展，是我们有机化学实验教师提高教学质量的一种手段。结合实验教学的具体内容，简单提及一些思维方法，就能实现在有机化学实验教学的同时提高学生的思维能力。反之，借助科学的思维方法，能够使教学更有逻辑性，使学生在思维方法熏陶的同时，更好的理解与把握有机化学实验的专业知识，真可谓一举两得。需要注意的是点到为止，在主要学习专业知识的基础上，自然的把思维能力灌输给学生。教师的教学，不同的教师必须有不同的特点，这样才能培养出有不同潜质的学生。否则，就不如网络上课，接受特级教师的教育，教学质量会更高。

1 培养学生具体问题、具体分析的能力

具体问题、具体分析就是就事论事，不死搬硬套。在萃取时，一般说比重大的液体在下层，比重小的液体在上层，理论上讲，是无可争议的。如果犯了教条主义的错误，不注重实践的具体过程而只根据理论枉然下结论，那就要犯错误了。当用浓硫酸萃取时，浓硫酸比一般有机物的比重大，沉落到下层好像是无可争议的，但有时它恰恰出现在上层。反常的原因是，若清洗过的分液漏斗没有烘干，或者其它的原因导致分液液体中混有了水分，因浓硫酸具有强吸水性，它吸收了水分后就变成了稀硫酸，比重必然变小，当变小到比有机物的比重还要小的时候它就会漂浮到上层。这时你认为浓硫酸依然在下层，就犯了教条主义错误。教条主义就是书呆子。唯物辩证法认为矛盾的特殊性是指矛盾的事物及其每一方面各有其特点，这个原理要求我们做什么事情都要从各个具体的实际情况出发，具体的分析现存矛盾的特点，实事求是的看清现实，并制定出正确的行动方案。反之，一切从本本出发，就是教条主义，一切从想当然出发，觉得自己思想的就是现实，自己的推理或猜测都是对的，那就是主观主义。教条主义和主观主义对人、对己、对工作、对事业都是有害的。

2 培养学生通过因果思维发现问题和解决问题的能力[2]

失败和错误的结果也是一笔财富，因为找到失败的原因就意味着向成功迈进一步。有些学生计算实验结果后，发现实际产率比理论最高产率还要高，自然是错误的。这时就让学生自己分析其中的原因。这是个一果多因的问题，大概原因，其一是称量有误；其二是产品干燥不够；其三是杂质过多，在物质提纯过程中，如果溶剂量不足，而杂质量较多，杂质不能全被溶解，自然混到产品中去了等等。因果关系是自然界与人类社会存在的普遍关系，比如说没有思想就没有情感，没有思想就没有行为，没有行为就一定没有结果，就是三者的因果链。原因和结果是唯物辩证法的一个基本范畴。现有的所有存在都是一定原因的结果，同时这个结果又是产生未来存在的原因。现存的都是合理的，这句话在一定条件和一定时间范围内是正确的，因为现存的都有其存在的客观原因，不是无缘无故产生的。讲道理的本质就是讲因果，婆说婆有理，公说公有理，只是不同条件和不同方面下的因果关系而已。因果思维是思维的基本要素，违背了因果关系的思维是错乱的思维，也就是精神障碍。人和人能够相互沟通，相互理解，也是人们对基本的因果关系有认同感而产生的。科学实验中，失败自然有失败的原因，通过逻辑推理和反复实验找出失败的原因，就会走向成功。

3 培养学生通过归纳和综合而发现规律的能力[3]

在做了一定数量的实验后，就要引导学生总结各种实验规律，以便提高学生的实验水平，同时提高学生归纳与综合的能力。比如在做萃取实验时，静止分层后，有时一层澄清，一层浑浊，其中浑浊的原因是有规律可寻的。引导同学们共同探讨后，归纳总结出以下规律，一种原因是液体中存在固体分散物引起的浑浊，使用酸或其它能反应掉这些分散物的化学物质，就能使浑浊变澄清；一种可能是形成了乳浊液，那就要进行破乳处理了，一般情况下，这些乳浊液是有不溶性细碎固体小颗粒引起的，加入一些酸性物质以及能反应掉这些小颗粒的其他物质就能破乳。如果静止后溶液分成了三层，且中间层是浑浊层，这个中间层实际是由水和有机物形成的乳液，或者是由两种互不相溶的有机物形成的乳液，当两种液体的比重相近且互不相溶时，经过剧烈振荡混合时往往就产生这样的中间层。如果向漏斗中加入食盐并振荡，由于食盐在两种液体中的溶解度往往不同，从而导致这样的结果，溶盐量大的液体比重变大，溶盐量小的液体比重变小，比重的大小拉开了，那么比重大的液体在重力的作用下就会下沉，从而使中间层慢慢消失。学习的本质就是学习前人在实践的基础上已经归纳和总结好的客观规律，也叫做真理。得到真理的手段是在实践的基础上，通过归纳与综合，从感性认识上升到理性认识又到实践中去检验的过程。所以归纳与综合的能力是获得以及学习科学知识的最基本能力。归纳是从个别到一般的方法，综合就是在分析和归纳的基础上对整个事物有一个全面、深刻、本质性的认识[4]。

4 培养学生比较性思维能力[5]

没有比较就没有认识，认识的本质就是比较，比较既是认识又是思维。有机化学实验中，通过对常压蒸馏与减压蒸馏实验装置与实验过程的比较，就能充分认识二者的相同点和不同点，按照先易后难的顺序，先做常压蒸馏，紧接着下一次实验做减压蒸馏，这样便于培养学生的比较认识。实验过后，可以让学生比较蒸馏与分馏的不同，常温过滤及恒温过滤与抽滤三者的不同等等。矛盾的特殊性是指矛盾的事物及其每一个方面各有其特点，这里的特点就是不同点，不通过比较事物的不同点，就不能认识不同的事物。比如，一对完全一样的双胞胎，外人难以分辨彼此，而他们的父母就能轻易分辨，因为他们知道双胞胎的不同点。没有美，就没有丑；没有好，就没有坏；没有小，就没有大；没有白天，就没有黑夜；没有方，就没有圆；没有短暂，就没有长久；没有先进，就没有落后；没有光荣，就没有羞耻；没有爱，就没有恨等等。一句话，没有比较就没有认识。

5 培养学生的渐变思维[6]

在实验过程中，心急的学生，不严格按操作规程办事，反应时间不到，就草草结束实验，结果造成产率极低。一切过程都需要一定的时间和空间来完成，急于求成是违背这个原则的。化学反应速率有大有小，有的在极短时间完成，如爆炸；有的需要几小时，几天甚至更长时间来完成。这说明渐变的速率是有差别的，到达结果的时间自然就不同。这里的结果是指非可逆化学反应的反应终点和可逆化学反应的平衡状态，这里的渐变是指达到这个结果所需要的时间。人类科学的发展也是一个渐变的积累过程。前人积累下的各种科学知识，对后人就是一个继续发展科学的基础，没有这个基础，就没有科学的连续发展，只有站在别人肩上，才会比别人更高。

6 培养学生透过现象看本质的能力[7]

相同的现象往往有不同的本质，不被现象所迷惑，揭示出现象背后的本质就显得非常重要。眼看着溶液是浑浊的，过滤时怎么不见沉淀物？这说明溶液浑浊背后，除有固体不溶物外，必有其它原因存在，比如有些有机物溶于水中时也产生同样的现象等等。唯物辩证法认为现象和本质是揭示客观事物的外部表现和内部联系相互关系的范畴。现象可以被人的感官所感知，本质则不能，本质可通过不同现象表现出来，光即表现为离子性又表现为波动性；运动的表现形式也多种多样，有直线运动和曲线运动，有符合牛顿力学的宏观物体运动又有符合薛定谔方程的微观物体运动等等；这些都说明同一本质有不同表现形式。相反，同一现象背后也可能有不同的本质，燃气灶发出了蓝色之光，可能是甲烷燃烧的结果，又可能是一氧化碳燃烧产生的；一个人的愤怒，可能是因你而起又可能是因他人而起；一个人的情绪，可能是由现实而发又可能是由妄想而发等等。总之，现象与本质之间不是一对一的关系，而是一种复杂关系。

需要渗透教学的辩证思维方法还有许多，比如必然性与偶然性，可能性与现实性，形式与内容，辩证的否定，抽象与具体，理论对实践的指导作用，真理的绝对性与相对性等都可以在有机化学实验教学中得到渗透，在此就不多讲述了。