運用形象比喻提高有機化學課堂教學
論文關鍵詞:有機化學 比喻 課堂教學 效果
論文摘要:在有機化學課堂教學實踐中，運用形象生動的比喻進行講解，將較為抽象的有機化學理論通俗化、形象具體化。以深入淺出的形式幫助學生理解有機化學的內客，引起學生的學習興趁，提高課堂教學質量，達到事半功倍的效果。
有機化學是進入大學后，化學、化工、材料、藥學、醫學和生物學等相關專業的主干基礎課，是后續專業課程的奠基石。該課程具有較強的系統性、理論性和應用性，與許多專業課程(如藥物化學和藥物分析等)關系密切而又相對成獨立體系。其教學質量直接影響后續課程的學習，甚至影響系統專業知識構架和培養人才質量。有機化學其內容相對龐雜，理論抽象，如果按部就班講述教材，同學們會覺得枯燥無味。教師應注意適當活躍有機化學課堂教學，使教學變得生動、多樣、直觀，增強學生的學習興趣。筆者在有機化學課堂教學中有意識的使用一些形象生動的比喻，使抽象的理論內容形象具體化，降低了學生的理解難度，提高學生對于有機化學的興趣，收到了較好的效果陰。下面筆者簡羊介紹在課堂教學中的一些以比喻方法使學生深人理解有機化學知識的實例。
1以形象比喻講解氯和澳與烷烴取代的選擇性
有機化學的教學通常是從烷烴開始講解。烷烴與鹵素發生自由基取代生成鹵代烴的反應是十分重要的反應。與烷烴進行取代反應的鹵素通常是氯和澳，從反應活性來說，氯更容易與烷烴發生反應，反應總產率高可是主要產物比例比澳低;而從選擇性來說，澳的選擇性更高，產物中主要產物所占比例更高，副反應少。活性高的氯代主要產物比例反而比活性低的澳代少，這個問題有些同學一時難以理解。
為了使學生更好的理解這個問題，課堂教學中筆者利用CAI課件設計了動畫，將其比喻成果農摘樹上的果實的過程。把一個含有3個伯氫和2個仲氫的某烷烴分子畫為一棵果樹，氫原子畫為樹上的果實，不易反應的伯氫處在較高位置，容易反應的仲氫處在較低位置，向學生講明我們需要以取代仲氫的鹵代烴為主要產物。而進行反應的鹵素自由基則畫成果農，氯自由基活性高，則身高較高，澳自由基活性低，身高較矮，氯或澳取代氫的過程轉變為一個果農摘果實的動作過程。接下來播放動畫，當高個果農(氯自由基)經過樹下時，他的高度可以將5個果實(伯氫和仲氫)都摘下來;而矮個果農(澳自由基)經過樹下時，高度不夠，只能摘到較低位置的兩個果實(仲氫)。通過動畫過程使學生看到，氯的活性高，5個氫原子都可以反應，但取代伸氫的主要產物只占到所有產物的40%;而澳代雖然活性低，只反應了2個氫原子，但取代的都是仲氫，主要產物比例為100%。這樣一個形象比喻使該過程一目了然，學生在課堂教學中十分清楚的理解了反應性和選擇性為何會不一致的問題。在理解了該問題的基礎上，接下來再結合實際，從原料的反應活性、選擇性和原料成本等因素綜合考慮，介紹工業合成上如何更好的選擇反應物的內容，使學生對于有機反應在實際中的使用同樣有了更加深人的理解。
2以形象比喻講解手性分子的R,S構型判斷
手性分子在制藥工業、催化工業上具有十分重要的應用，手性分子的R,S構型判斷同樣是有機化學學習中的重點內容。正確判斷分子的R,S構型需要掌握兩方面的知識，一是正確判斷不同原子或取代基的優先順序，這是判斷R,S構型的基礎;二是將手性分子擺在正確的觀察位置上，再按照判定規則進行判斷其構型。一般判斷R,S構型按照如下步驟進行:首先排出手性碳原子上所連四個基團或原子的優先順序，選出優先次序最低的基團/原子;沿著手性碳與該基團/原子所形成的共價鍵方向看去，使得該基團/原子被擋在手性碳原子后面，該擺放方式即為判斷構型時正確的觀察位置;最后按照優先次序由高到低觀察其他三個基團/原子的排列方向，順時針則構型為R，逆時針則構型為S。
在實際授課時，為了學生能將上述判斷方法形象的加以記憶，筆者將判斷手性分子構型的規則以司機開車這件事進行形象比喻。將手性分子比喻成中心向下凹陷的方向盤，那么手性碳和它所連的四個基團都處在方向盤及其轉動軸上。手性碳原子處在方向盤與轉動軸所連接處，也就是方向盤的凹陷中心，次序最低的基團/原子所處位置是轉動軸的最下端，而另外三個基團/原子則均勻分布在方向盤上。這樣做比喻后，作為觀察者的學生就成了司機，司機坐在駕駛位上，俯視方向盤的方向恰好就是判斷構型時正確的觀察方向。這樣一來，由高到低方向盤順時針轉就是R構型，逆時針轉就是S構型。這樣一個容易理解且形象的比喻很好的引起了學生的學習興趣，使判斷構型的過程變得簡單明了。
筆者在課堂做比喻講解判斷構型時，一些思維敏捷的學生即意會到筆者比喻的含義，而先于筆者說出該比喻是如何進行判斷的。而大多數學生也在筆者做比喻后后很快理解和掌握了如何判斷構型的規則。
3以形象比喻講解小環烷烴易開環加成的性質
小環烷烴，尤其是三元環和四元環烷烴，具有類似于烯烴的性質，容易發生開瑋的加成反應。這主要是由于三、四元環由于形狀的原因，碳碳鍵鍵角與正常鍵角相差較大，使得環內部潛在有較大的角張力，因此容易開環。筆者在介紹三、四元環的開環的性質時，將其形象比作是用剛性很大的彈簧彎折而形成的環，彎折的邊數越少，其內角角度越小，則彈簧內部產生的彈力越大，越容易彈開，三元環像繃的最緊的彈簧，也最容易彈開，發生開環反應的條件也越容易，而四元環相對的內部張力比三元環要小，開環趨勢沒有三元環那么大，所以開環條件相應要比三元環高一些。而到了五元環、六元環，其碳碳鍵角已經接近或等于正常鍵角，隨著環的邊數逐漸增多，彈簧張力逐漸變小了，因此五、六元環以及更大的環烷烴不容易發生開環反應。學生通過將小環烷烴想象成彈簧，很好的了解了其容易開環的性質。
此外，在教學時還有其他一些用比喻加深理解的例子，如在介紹SN1和SN2取代時，筆者將其與公車上讓座進行聯系，介紹SN2反應的中心碳原子構型翻轉時，將其比喻成下雨時雨傘被風吹翻過去的現象等等，不一而足。這些比喻都有效的提高了學生理解知識的效果。
4結語
在有機化學教學中，適當并恰當的運用比喻，可以把抽象的有機化學理論形象化，讓學生感到學習有機化學理論的趣味性。合理運用形象比喻的方法進行教學，能提高學生的學習興趣，加深學生對于理論知識的理解和掌握程度，提升課堂教學效率，起到事半功倍的效果。
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