有機(jī)化學(xué)學(xué)習(xí)中方法論思想淺析

馮麗娟++孫智勇

摘要：有機(jī)化學(xué)作為化學(xué)的一門重要分支，其學(xué)習(xí)中具有普遍意義的科學(xué)方法論思想，以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的有機(jī)化學(xué)，運(yùn)用唯物辯證的科學(xué)思維方法，并建立適當(dāng)?shù)募僬f或模型，來揭示有機(jī)化學(xué)客觀規(guī)律，學(xué)習(xí)過程中運(yùn)用方法論思想有助于有機(jī)化學(xué)的系統(tǒng)學(xué)習(xí)。本文擬從方法論的角度，對(duì)有機(jī)化學(xué)中實(shí)驗(yàn)與思維方法、假說與模型的建立作一淺析。

關(guān)鍵詞：方法論；有機(jī)化學(xué)；實(shí)驗(yàn)；思維方法；假說；模型

中圖分類號(hào)：G642.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2014）23-0075-02

恩格斯曾經(jīng)說過：“化學(xué)可以稱為研究物體由于量的構(gòu)成的變化而發(fā)生質(zhì)變的科學(xué)。”[1]有機(jī)化學(xué)是化學(xué)中極重要的一個(gè)分支，它作為研究有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)、合成方法、應(yīng)用以及有機(jī)化合物之間相互轉(zhuǎn)化所遵循的理論和規(guī)律的一門科學(xué)[2]，蘊(yùn)含著極為豐富的唯物辨證思想[3]。有機(jī)化學(xué)也是醫(yī)學(xué)專業(yè)、藥學(xué)專業(yè)的重要基礎(chǔ)課程。將哲學(xué)中的方法論思想滲透、融合到有機(jī)化學(xué)學(xué)習(xí)過程中去，不僅有助于學(xué)習(xí)和掌握所學(xué)的有機(jī)化學(xué)知識(shí)，而且有助于樹立正確的世界觀和方法論，對(duì)于有機(jī)學(xué)習(xí)者特別是以后從事教育、醫(yī)藥工作的人員的哲學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)有積極意義。

一、有機(jī)化學(xué)學(xué)習(xí)方法論必要性

有機(jī)化學(xué)涉及的內(nèi)容相當(dāng)廣博，研究有機(jī)化合物的來源、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、制備、應(yīng)用、反應(yīng)機(jī)理，以及結(jié)構(gòu)和性質(zhì)間相互關(guān)系[4]，在有機(jī)化學(xué)的學(xué)習(xí)過程中，唯有抓住一定的學(xué)習(xí)方法才能學(xué)好有機(jī)化學(xué)。有機(jī)化學(xué)學(xué)習(xí)的方法論是關(guān)于有機(jī)化學(xué)一般學(xué)習(xí)方法的規(guī)律性理論，它既有自然科學(xué)方法論的一般特征，也反映了有機(jī)化學(xué)學(xué)習(xí)方法的特殊規(guī)律[5]。正確運(yùn)用有機(jī)化學(xué)方法論，才能有助于我們科學(xué)地對(duì)待各種理論學(xué)說及其關(guān)系，才能有助于我們理解有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系，才能有助于我們了解各物質(zhì)之間的相互轉(zhuǎn)化，最終幫助我們掌握有機(jī)化學(xué)的知識(shí)，能靈活運(yùn)用！

二、實(shí)驗(yàn)是有機(jī)化學(xué)研究性學(xué)習(xí)的最基本方法

實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。辯證唯物主義認(rèn)識(shí)論認(rèn)為，人的認(rèn)知活動(dòng)是一個(gè)從實(shí)踐到認(rèn)識(shí)和從認(rèn)識(shí)到實(shí)踐的多次反復(fù)、無限循環(huán)的辨證發(fā)展的過程[6]。

有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)方法把人類對(duì)化學(xué)物質(zhì)的認(rèn)識(shí)不斷地推進(jìn)到一個(gè)新的階段，體現(xiàn)了正確的反映一個(gè)具體事物的本質(zhì)和規(guī)律，必須經(jīng)過從實(shí)踐到認(rèn)識(shí)、從認(rèn)識(shí)到實(shí)踐的多次反復(fù)才能完成[7]。實(shí)驗(yàn)方法探索的目的是認(rèn)識(shí)化學(xué)現(xiàn)象的本質(zhì)和規(guī)律，即實(shí)驗(yàn)所獲知的現(xiàn)象應(yīng)上升到理論來認(rèn)識(shí)。從這個(gè)意義上講，實(shí)驗(yàn)是為探索理論服務(wù)的，任何忽視化學(xué)理論的重要性，片面強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)的觀點(diǎn)，必然使化學(xué)降低為無規(guī)律的、盲目摸索的單純的實(shí)驗(yàn)，因而也就失去了學(xué)科的科學(xué)性[8]。而有機(jī)化學(xué)的學(xué)習(xí)過程中也是離不開實(shí)驗(yàn)的，通過實(shí)驗(yàn)可以驗(yàn)證理論，可以深入理解理論，可以培養(yǎng)觀察、思維、分析等各方面的能力。

三、有機(jī)化學(xué)學(xué)習(xí)的辨證思維方法

在有機(jī)化學(xué)學(xué)習(xí)中，堅(jiān)持辯證思維方法，實(shí)現(xiàn)由感性認(rèn)識(shí)到理性認(rèn)識(shí)的飛躍。在學(xué)習(xí)各種知識(shí)點(diǎn)時(shí)，必須運(yùn)用歸納與演繹、分析與綜合、抽象與具體等方法。堅(jiān)持辯證思維方法對(duì)于系統(tǒng)學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)，理解并運(yùn)用有機(jī)化學(xué)知識(shí)有著重要意義。

1.歸納與演繹思維方式。人們的認(rèn)識(shí)過程，往往從宏觀到微觀，從現(xiàn)象到本質(zhì)，從個(gè)別到一般，從歸納到演繹，從功能到結(jié)構(gòu)，但當(dāng)科學(xué)發(fā)展到一定階段后，就有可能使認(rèn)識(shí)過程逆轉(zhuǎn)，使人們從長期實(shí)驗(yàn)觀察中歸納出的規(guī)律，轉(zhuǎn)變?yōu)檠堇[的基礎(chǔ)。在有機(jī)化學(xué)學(xué)習(xí)中，歸納與演繹也有其普遍意義。例如，烯烴被酸性高錳酸鉀氧化得到的生成物的結(jié)構(gòu)有一定規(guī)律性，通過歸納這一規(guī)律，就可以寫出任意結(jié)構(gòu)的烯烴被酸性高錳酸鉀氧化的生成物的結(jié)構(gòu)；反過來，知道了生成物的結(jié)構(gòu)，也可以反推反應(yīng)物烯烴的結(jié)構(gòu)。再例如，醛酮的官能團(tuán)為羰基，只是羰基的位置不一樣形成了兩類物質(zhì)，學(xué)習(xí)的時(shí)候先學(xué)習(xí)兩者共有的化學(xué)性質(zhì)，再學(xué)習(xí)兩者具有的特殊的化學(xué)性質(zhì)，然后是個(gè)別化合物特有的化學(xué)性質(zhì)，即由一般到特殊，再到個(gè)別，明白了這一方法學(xué)，邏輯清晰，有利于理解物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系，很好地掌握相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)。

2.分析與綜合思維方式。分析，即思維中的分析，是在思維中從整體中抽取出它的組成部分，并舍棄干擾因素和次要因素，把所要研究的問題在盡可能純粹的或簡單的狀態(tài)下加以考慮；綜合，則是在分析研究的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步把先前舍棄的一些因素加進(jìn)去，以獲得對(duì)問題的全面的、具體的認(rèn)識(shí)[6]。例如，在學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)時(shí)，分別學(xué)習(xí)了各種分析測試手段，如紅外光譜只適于那些有偶極矩變化的分子，而紫外光譜則要求吸收200~400nm波長的紫外線后，發(fā)生電子能級(jí)躍遷；核磁共振僅對(duì)有核自旋的分子才能顯示，電子順磁共振則對(duì)有不成對(duì)電子的分子才得出信號(hào)；質(zhì)譜則給出分子碎片的質(zhì)量/電荷比的信息。因此，我們?cè)谶M(jìn)行結(jié)構(gòu)分析時(shí)，需要運(yùn)用各種檢測手段，取得各種信息，然后再把這些信息綜合起來，通過去粗取精、去偽存真、由此及彼、由表及里的聯(lián)貫思索，最后再做出判斷。再例如，有機(jī)化學(xué)的推導(dǎo)題，需要我們分析提供的各種信息，先根據(jù)每個(gè)信息判斷化合物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)或者官能團(tuán)，再綜合這些結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、官能團(tuán)推導(dǎo)出化合物的結(jié)構(gòu)。

3.抽象與具體思維方式。科學(xué)抽象是理性思維的一種形式。所謂抽象，就是透過現(xiàn)象抽取本質(zhì)的思維過程。有機(jī)化學(xué)概念很多都是反映一類客體或一類屬性的概念，它是抽象的，一切概念都具有抽象性，同時(shí)它又是具體的，它所反映的實(shí)體、關(guān)系和過程，似乎都有直接的原型。因此，有機(jī)化學(xué)概念表現(xiàn)為抽象和具體的統(tǒng)一，這是有機(jī)化學(xué)概念的特點(diǎn)[8]。例如有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)是抽象的，但是用具體的化學(xué)符號(hào)表示出來，并且根據(jù)有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，可以分別用價(jià)鍵式或?qū)嵕€式、骨架式、立體結(jié)構(gòu)式等方式表示，這就體現(xiàn)了抽象與具體的統(tǒng)一。在有機(jī)化學(xué)研究性學(xué)習(xí)中，對(duì)觀察和實(shí)驗(yàn)中取得的感性經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行科學(xué)抽象，是一種必不可少的研究方法[9]。

四、有機(jī)化學(xué)中假說和模型

有機(jī)化學(xué)經(jīng)長足的發(fā)展已經(jīng)形成一個(gè)龐大的體系，學(xué)習(xí)者想要把這些理論、知識(shí)吃透，需要下很大功夫，關(guān)鍵是抓住其中的精髓，能為自己所用，要達(dá)到此目的，假說和模型的建立對(duì)于有機(jī)化學(xué)的研究性學(xué)習(xí)是極其重要的。

1.假說的建立及意義?！凹僬f”，就是根據(jù)已有知識(shí)，人們對(duì)于所研究的事物或現(xiàn)象作出初步的解釋。它是人們關(guān)于某一事物或現(xiàn)象的原因還沒有知道的時(shí)候所作的一種推測。這種推測是由前提（論斷）和結(jié)論（推斷）組成的。假說既是前提的一部分，又是未知的某些推理，自此可見它具有推理的性質(zhì)?；瘜W(xué)假說的形成和發(fā)展是人類思維形式和思維方法相結(jié)合的產(chǎn)物，在化學(xué)理論研究中起著重要的作用?；瘜W(xué)假說既是化學(xué)理論形成的一種重要形式，又是化學(xué)研究的一種重要方法。首先，化學(xué)假說應(yīng)具有科學(xué)性，它是建立在實(shí)踐基礎(chǔ)上的假設(shè)、推理，能正確反映事物的客觀規(guī)律。其次，假說還具有可論證性，正確的假說應(yīng)能經(jīng)得起實(shí)踐的考驗(yàn)、論證[10]。德國有機(jī)化學(xué)家凱庫勒在1865年提出苯分子（C6H6）具有六邊形環(huán)狀結(jié)構(gòu)的假說，就是在大量的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上提出來的，并經(jīng)后續(xù)化學(xué)研究論證和推理的[11]。如果化學(xué)假說不能推斷，那么就不能在實(shí)踐中驗(yàn)證，也不能對(duì)化學(xué)研究起指導(dǎo)作用，就應(yīng)該放棄。理解了這一點(diǎn)，有助于我們對(duì)化學(xué)理論的學(xué)習(xí)和理解，例如碳的三種雜化方式的提出能很好地解釋碳的價(jià)鍵、空間構(gòu)型，但很多學(xué)習(xí)者對(duì)這一理論不太理解，其實(shí)碳的三種雜化方式是Pauling等人在價(jià)鍵理論的基礎(chǔ)上提出的雜化軌道理論的很好的應(yīng)用實(shí)例，而雜化軌道理論的提出正是在研究了大量的分子結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上提出來的，這一理論經(jīng)歷了假設(shè)、推理、驗(yàn)證和論證，最終被接受成為一種理論。簡單地說，理論之所以成為理論，是由于它能很好地解釋客觀事實(shí)，具有合理性，而最終成為科學(xué)。

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2.模型的建立及意義。有機(jī)化學(xué)家可以從大量的原始數(shù)據(jù)，繁多的曲線、圖表，由科學(xué)概念、基本原理出發(fā)，抽象出科學(xué)模型，然后選擇合理的近似方法進(jìn)行計(jì)算，最后再引申出科學(xué)的規(guī)律來。這種模型對(duì)溝通科學(xué)現(xiàn)象與其本質(zhì)的認(rèn)識(shí)過程，起到了重要的橋梁作用。同時(shí)，它給人以簡單、清晰的物理圖像，直觀、明確的物理含義，因而使這種模型方法被廣為采用[12]。模型是事物原型的近似反映，可當(dāng)作溝通宏觀世界和微觀世界的媒介，它突出了事物的主要矛盾或主要特征，而忽略了次要矛盾或次要特征。可見，經(jīng)過合理簡化模型的建立，可以在一定程度上用來模擬一個(gè)實(shí)際有機(jī)化學(xué)反應(yīng)過程，大體反映實(shí)際過程和體系的全部內(nèi)在規(guī)律性，進(jìn)而可以用來指導(dǎo)生產(chǎn)操作和控制生產(chǎn)過程。而當(dāng)代大型、高速計(jì)算機(jī)的不斷開發(fā)，為有機(jī)化學(xué)模型的建立提供了可靠的物質(zhì)保障。當(dāng)然，模型的建立與驗(yàn)證都離不開實(shí)踐，一個(gè)模型的建立，是一個(gè)從實(shí)踐到理論，又把理論用于實(shí)踐的不斷提高的認(rèn)識(shí)過程。而對(duì)于有機(jī)化學(xué)的初學(xué)者來說，模型的建立有利于將抽象的概念轉(zhuǎn)化為形象的概念，有利于理解。例如，微觀的分子空間構(gòu)型、反應(yīng)機(jī)理，都可以用計(jì)算機(jī)和化學(xué)軟件模擬，將本身肉眼看不見的變?yōu)橹庇^可見的，方便了學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)。

五、結(jié)束語

總之，有機(jī)化學(xué)學(xué)習(xí)中具有普遍意義的科學(xué)方法論思想。方法論是有機(jī)化學(xué)學(xué)習(xí)中銳利武器和有效工具，是連接哲學(xué)與化學(xué)的紐帶。如果我們?cè)趯W(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)的過程中，充分重視實(shí)驗(yàn)，同時(shí)運(yùn)用唯物辯證的科學(xué)思維方法，多歸納演繹、分析綜合，并注意抽象與具體的相互轉(zhuǎn)化，處理好有機(jī)世界中外在與內(nèi)部、結(jié)構(gòu)與性能等方面的對(duì)立統(tǒng)一關(guān)系，建立適當(dāng)?shù)募僬f或者模型，幫助并加深理解，然后再通過總結(jié)歸納，有助于系統(tǒng)學(xué)習(xí)、掌握有機(jī)化學(xué)，并達(dá)到活學(xué)活用的目的。

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作者簡介：馮麗娟（1978-），女，湖北當(dāng)陽人，碩士，副教授，研究方向：功能高分子。

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