例谈有机化学教学中思维能力的培养

初学有机化学的同学总是感觉有机化学不如无机化学容易理解，主要是没有及时地将学习无机化学的思维方法合理迁移到有机化学的学习中。化学教学中我们应该注意激发学生学习有机化学的兴趣，注重思维能力的培养，帮助学生自主建构有机化学知识。在有机化学教学中通常可以采用如下几种思维策略。

一、 类比迁移，触类旁通

所谓类比思维是指根据不同物质在某一方面具有的相似性，把一种物质的某些性质类比迁移到另一种或另一类物质的逻辑推理方法。在学习有机化学的过程中若能巧妙地运用类比思维，能使陌生问题变得熟悉，复杂问题变得简单，从而达到触类旁通、以点带面、事半功倍的学习效果。比如在多官能团化合物的性质、有机合成与推断等题时，对陌生物质往往有的同学感到无从下手，实际上只要我们熟练理解简单有机物的化学性质，将该物质与熟知的含相同官能团的有机化合物相类比就可以轻松解决问题。

例1 有关图1所示化合物的说法不正确的是

A． 既可以与Br2的CCl4溶液发生加成反应，又可以在光照下与Br2发生取代反应

B． 1 mol该化合物最多可以与3 mol NaOH反应

C． 既可以催化加氢，又可以使酸性KMnO4溶液褪色

D． 既可以与FeCl3溶液发生显色反应，又可以与NaHCO3溶液反应放出CO2气体

解析：本题旨在考查多官能团化合物的性质。类比联想乙烯、甲烷的特征反应可知A正确；类比乙酸乙酯、苯酚的性质可知B正确；类比乙烯的化学性质比较容易判断C正确；有机物能与NaHCO3反应产生气体的一定含-COOH，就不难判断D错误了。

二、 有序思考，严谨周密

为了把复杂问题简单化，我们思考问题时必须按一定的顺序思考并且条理清晰、思维严密，即有序思维。应用有序思维在解决有机化学问题时，主要用于解决书写同分异构体以及同分异构体种数的判断等题型。书写同分异构体一般按碳链异构、官能团位置异构、官能团类别异构的顺序思考，同时考虑碳链的对称性和等效性，以免重复或遗漏。

例2 某有机物B结构简式为，其符合以下3个条件的同分异构体的数目有 个。

（1） 含有邻二取代苯环结构；（2） 与B有相同官能团；（3） 不与FeCl3溶液发生显色反应。写出其中任意一个同分异构体的结构简式 。

解析：根据判断同分异构体的一般思路，首先据条件（1）可确定碳架含邻二取代苯环；据条件（2）可以确定官能团为羧基和醇羟基；据条件（3）可知不含酚羟基。可得B的同分异构体结构简式：、、。

三、 逆向突破，克服定势

逆向思维即打破常规思维，从问题的反面进行探究，由结果反推进行反向思考的一种思维方式。逆向思维有助于克服思维定势的局限性，是发现问题、分析问题和解决问题的重要方式，主要适用于有机推断和有机合成路线的设计型综合应用题。

例3 图2中的A、B、C、D、E、F、G均为有机物。

据图2回答问题：

（1） D的化学名称是 ；

（2） 反应③的化学方程式是：

（有机物须用结构简式表示）；

（3） B的分子式是： ，

A的结构简式是 ，反应①的反应类型是 ；

（4） G是重要的工业原料，用化学方程式表示G的一种工业用途 。

解析：本题属于典型的有机推断题，信息主要集中于框图中，宜用逆向推断的方法突破。易知以G（乙烯）为突破口逐步逆推知D为乙醇，C为乙酸，F为乙酸乙酯，由E逆推B为，结合反应①条件逆推得A为。这样就能顺利解决其余问题。

有机合成与推断应熟练掌握常见官能团的化学性质及反应条件，一般突破口可以是特征反应条件、特征转化关系、特征数字等。同时还需细心审题，严格按题目要求作答，以防会的做不对。

例4 已知：

①

②

写出以苯酚和乙醇为原料制备的合成路线流程图（无机试剂任用）。合成路线流程图例如下：

解析：根据逆合成分析法可知

将上述过程倒过来并注明合适的反应条件即可得到相应的合成路线如下：

四、 多向发散，殊途同归

发散思维是创造性思维的主要特点，即从一个目标出发，沿着各种不同的途径去思考，探求多种答案的思维，与聚合思维相对。发散思维的运用有利于培养学生思维的广阔性，克服解题过程中的思维定势。由于引入官能团方法的多样性，在设计有机化合物的合成方案时，就可以采用发散思维。如有机合成中引入羟基的方法有多种：烯烃的水化、卤代烃的水解、酯的水解、醛与氢气的加成反应等。另外，我们也可以通过一题多解、多题一解来培养学生思维的发散性。

例5 甲烷和乙烯的混合气体完全燃烧时，消耗相同状况下的氧气是混合气体体积的2.4倍，则甲烷和乙烯的体积比是

A． 1∶1 B． 1∶3 C． 2∶3 D． 3∶2

解法1：关系式法

设甲烷和乙烯的物质的量分别为x、y，由CH4～2O2，C2H4～3O2，易知甲烷和乙烯分别耗氧2x、3y，则2x＋3y=2.4（x＋y）。可解得x∶y=3∶2。

解法2：十字交叉法

同温同压下，体积比等于物质的量之比，即1mol混合气体消耗2.4molO2。1molCH4消耗2molO2，

1molCH2 CH2消耗3molO2。则

五、 空间想象，顺势迁移

为帮助学生理解化学键、晶体结构及有机化合物的结构特征，学习化学还必须注重空间想象能力的培养。

例6 下列化合物的分子中，所有原子都处于同一平面的有

A． 乙烷 B． 甲苯 C． 氟苯 D． 四氯乙烯

解析：共平面问题是近年来高考热点，这类题切入点是平面型结构。中学化学中常见平面型分子有乙烯、苯和甲醛等。这些分子结构中的氢原子位置即使被其他原子取代，替代的原子仍共平面。所以，在学习有机化学的开始就应该帮助学生理解常见烃的分子构型：甲烷呈正四面体构型、乙烯平面形分子、乙炔直线型分子、苯平面正六边形分子。A、B分子均无平面形结构单元，易知答案选C、D。

六、 等效转化，柳暗花明

所谓等效转化思维即等价转化的方法在化学解题中的应用，适用于解决化学平衡、同分异构体种数的判断以及看似缺数据的计算等问题。

例7 甲苯（C7H8）和甘油（C3H8O3）组成的混合物中，若碳元素的质量分数为60%，那么可以推断氢元素的质量分数约为

A． 5% B． 8.7% C． 17.4% D． 无法确定

解析：根据C和O两种元素的Ar：4C～3O易知，甲苯和甘油具有相同的Mr，即H%与甲苯和甘油的相对含量无关。H%=×100%≈8.7%，故选B。

化学学科相关的思维方法还有很多，只要我们能把这些思维方法渗透到基础知识的教学中，不仅可以激发学生学习化学的兴趣，还能很好地提升他们的能力，以更好地落实化学高效课堂。