运用形象比喻提高有机化学课堂教学

运用形象比喻提高有机化学课堂教学

　　论文关键词:有机化学　比喻　课堂教学　效果

　　论文摘要:在有机化学课堂教学实践中，运用形象生动的比喻进行讲解，将较为抽象的有机化学理论通俗化、形象具体化。以深入浅出的形式帮助学生理解有机化学的内客，引起学生的学习兴趁，提高课堂教学质量，达到事半功倍的效果。

    有机化学是进入大学后，化学、化工、材料、药学、医学和生物学等相关专业的主干基础课，是后续专业课程的奠基石。该课程具有较强的系统性、理论性和应用性，与许多专业课程(如药物化学和药物分析等)关系密切而又相对成独立体系。其教学质量直接影响后续课程的学习，甚至影响系统专业知识构架和培养人才质量。有机化学其内容相对庞杂，理论抽象，如果按部就班讲述教材，同学们会觉得枯燥无味。教师应注意适当活跃有机化学课堂教学，使教学变得生动、多样、直观，增强学生的学习兴趣。笔者在有机化学课堂教学中有意识的使用一些形象生动的比喻，使抽象的理论内容形象具体化，降低了学生的理解难度，提高学生对于有机化学的兴趣，收到了较好的效果阴。下面笔者简羊介绍在课堂教学中的一些以比喻方法使学生深人理解有机化学知识的实例。

　　1以形象比喻讲解氯和澳与烷烃取代的选择性

    有机化学的教学通常是从烷烃开始讲解。烷烃与卤素发生自由基取代生成卤代烃的反应是十分重要的反应。与烷烃进行取代反应的卤素通常是氯和澳，从反应活性来说，氯更容易与烷烃发生反应，反应总产率高可是主要产物比例比澳低;而从选择性来说，澳的选择性更高，产物中主要产物所占比例更高，副反应少。活性高的氯代主要产物比例反而比活性低的澳代少，这个问题有些同学一时难以理解。

    为了使学生更好的理解这个问题，课堂教学中笔者利用CAI课件设计了动画，将其比喻成果农摘树上的果实的过程。把一个含有3个伯氢和2个仲氢的某烷烃分子画为一棵果树，氢原子画为树上的果实，不易反应的伯氢处在较高位置，容易反应的仲氢处在较低位置，向学生讲明我们需要以取代仲氢的卤代烃为主要产物。而进行反应的卤素自由基则画成果农，氯自由基活性高，则身高较高，澳自由基活性低，身高较矮，氯或澳取代氢的过程转变为一个果农摘果实的动作过程。接下来播放动画，当高个果农(氯自由基)经过树下时，他的高度可以将5个果实(伯氢和仲氢)都摘下来;而矮个果农(澳自由基)经过树下时，高度不够，只能摘到较低位置的两个果实(仲氢)。通过动画过程使学生看到，氯的活性高，5个氢原子都可以反应，但取代伸氢的主要产物只占到所有产物的40%;而澳代虽然活性低，只反应了2个氢原子，但取代的都是仲氢，主要产物比例为100%。这样一个形象比喻使该过程一目了然，学生在课堂教学中十分清楚的理解了反应性和选择性为何会不一致的问题。在理解了该问题的基础上，接下来再结合实际，从原料的反应活性、选择性和原料成本等因素综合考虑，介绍工业合成上如何更好的选择反应物的内容，使学生对于有机反应在实际中的使用同样有了更加深人的理解。

　　2以形象比喻讲解手性分子的R,S构型判断

    手性分子在制药工业、催化工业上具有十分重要的应用，手性分子的R,S构型判断同样是有机化学学习中的重点内容。正确判断分子的R,S构型需要掌握两方面的知识，一是正确判断不同原子或取代基的优先顺序，这是判断R,S构型的基础;二是将手性分子摆在正确的观察位置上，再按照判定规则进行判断其构型。一般判断R,S构型按照如下步骤进行:首先排出手性碳原子上所连四个基团或原子的优先顺序，选出优先次序最低的基团/原子;沿着手性碳与该基团/原子所形成的共价键方向看去，使得该基团/原子被挡在手性碳原子后面，该摆放方式即为判断构型时正确的观察位置;最后按照优先次序由高到低观察其他三个基团/原子的排列方向，顺时针则构型为R，逆时针则构型为S。

    在实际授课时，为了学生能将上述判断方法形象的加以记忆，笔者将判断手性分子构型的规则以司机开车这件事进行形象比喻。将手性分子比喻成中心向下凹陷的方向盘，那么手性碳和它所连的四个基团都处在方向盘及其转动轴上。手性碳原子处在方向盘与转动轴所连接处，也就是方向盘的凹陷中心，次序最低的基团/原子所处位置是转动轴的最下端，而另外三个基团/原子则均匀分布在方向盘上。这样做比喻后，作为观察者的学生就成了司机，司机坐在驾驶位上，俯视方向盘的方向恰好就是判断构型时正确的观察方向。这样一来，由高到低方向盘顺时针转就是R构型，逆时针转就是S构型。这样一个容易理解且形象的比喻很好的引起了学生的学习兴趣，使判断构型的过程变得简单明了。

    笔者在课堂做比喻讲解判断构型时，一些思维敏捷的学生即意会到笔者比喻的含义，而先于笔者说出该比喻是如何进行判断的。而大多数学生也在笔者做比喻后后很快理解和掌握了如何判断构型的规则。

　　3以形象比喻讲解小环烷烃易开环加成的性质

    小环烷烃，尤其是三元环和四元环烷烃，具有类似于烯烃的性质，容易发生开玮的加成反应。这主要是由于三、四元环由于形状的原因，碳碳键键角与正常键角相差较大，使得环内部潜在有较大的角张力，因此容易开环。笔者在介绍三、四元环的开环的性质时，将其形象比作是用刚性很大的弹簧弯折而形成的环，弯折的边数越少，其内角角度越小，则弹簧内部产生的弹力越大，越容易弹开，三元环像绷的最紧的弹簧，也最容易弹开，发生开环反应的条件也越容易，而四元环相对的内部张力比三元环要小，开环趋势没有三元环那么大，所以开环条件相应要比三元环高一些。而到了五元环、六元环，其碳碳键角已经接近或等于正常键角，随着环的边数逐渐增多，弹簧张力逐渐变小了，因此五、六元环以及更大的环烷烃不容易发生开环反应。学生通过将小环烷烃想象成弹簧，很好的了解了其容易开环的性质。

    此外，在教学时还有其他一些用比喻加深理解的例子，如在介绍SN1和SN2取代时，笔者将其与公车上让座进行联系，介绍SN2反应的中心碳原子构型翻转时，将其比喻成下雨时雨伞被风吹翻过去的现象等等，不一而足。这些比喻都有效的提高了学生理解知识的效果。

　　4结语

    在有机化学教学中，适当并恰当的运用比喻，可以把抽象的有机化学理论形象化，让学生感到学习有机化学理论的趣味性。合理运用形象比喻的方法进行教学，能提高学生的学习兴趣，加深学生对于理论知识的理解和掌握程度，提升课堂教学效率，起到事半功倍的效果。