《Inorganic Chemistry》教材體系和內(nèi)容的研究

婁珀瑜

【摘要】本文針對(duì)近年來(lái)國(guó)外較流行的無(wú)機(jī)化學(xué)教材《Inorganic Chemistry》的內(nèi)容進(jìn)行了介紹，分析了該書(shū)的體系結(jié)構(gòu)，從教材內(nèi)容、教材的表現(xiàn)形式等方面對(duì)其特點(diǎn)進(jìn)行了討論，同時(shí)總結(jié)了對(duì)我國(guó)無(wú)機(jī)化學(xué)教材建設(shè)的啟示。

【關(guān)鍵詞】無(wú)機(jī)化學(xué)教材 教材體系 教材內(nèi)容 啟示

【中圖分類(lèi)號(hào)】G64 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2016）01-0236-02

無(wú)機(jī)化學(xué)是化學(xué)、生物、醫(yī)學(xué)等專(zhuān)業(yè)的一門(mén)基礎(chǔ)課程，其教學(xué)目標(biāo)除了讓學(xué)生掌握一些化學(xué)的基本概念、基本原理之外，還應(yīng)該讓學(xué)生通過(guò)對(duì)無(wú)機(jī)化學(xué)的學(xué)習(xí)，了解化學(xué)在社會(huì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步中的地位和作用，了解與其他學(xué)科相互交叉、相互滲透的特點(diǎn)，了解化學(xué)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)性和理論指導(dǎo)的重要性，以便在今后的工作中能夠自覺(jué)地運(yùn)用基本理論知識(shí)指導(dǎo)實(shí)踐。隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，無(wú)機(jī)化學(xué)的內(nèi)容越來(lái)越豐富。如何在有限篇幅內(nèi)，將無(wú)機(jī)化學(xué)的基礎(chǔ)理論和元素及其化合物知識(shí)同最新的前沿知識(shí)融入教材中，一直是無(wú)機(jī)化學(xué)教學(xué)工作者關(guān)注的問(wèn)題。英國(guó)Oxford University Press于2001年出版的《Inorganic Chemistry》（the third edition）較好地解決了上述問(wèn)題，其內(nèi)容和編排體系很有特色，將對(duì)我國(guó)無(wú)機(jī)化學(xué)教材的建設(shè)有所啟示。

1.《Inorganic Chemistry》的編排體系

《Inorganic Chemistry》是由D. F. Shriver和P. W. Atkins編寫(xiě)而成的，在第二版的基礎(chǔ)上有49名分別來(lái)自美國(guó)、加拿大、英國(guó)、荷蘭等國(guó)家的學(xué)者對(duì)這本教材提出了寶貴的意見(jiàn)?？梢?jiàn)這本書(shū)是一本國(guó)際性的教材，具有比較高的權(quán)威性。這本書(shū)介紹了無(wú)機(jī)化學(xué)領(lǐng)域中主要的內(nèi)容。這本書(shū)包括了3部分，19章以及6個(gè)附錄，其主要內(nèi)容及編排體系如下：

Part 1 Foundations（第一部分 基礎(chǔ)知識(shí)）

（1）Atomic Structure（原子結(jié)構(gòu)）

（2）The Structure of Simple Solids（簡(jiǎn)單固體的結(jié)構(gòu)）

（3）Molecular Structure and Bonding（分子的結(jié)構(gòu)與成鍵）

（4）Molecular Symmetry（分子對(duì)稱(chēng)性）

（5）Acids and Bases（酸和堿）

（6）Oxidation and Reduction（氧化還原）

（7）d-Metal Complexes（d區(qū)金屬化合物）

Part 2 Systematic Chemistry of the Elements（第二部分 元素化學(xué)體系）

（8）Hydrogen（氫）

（9）The Metal（金屬）

（10）The Boron and Carbon Groups（硼和碳族）

（11）The Nitrogen and Oxygen Group（氮和氧族）

（12）The Halogens and Noble Gases（鹵素和惰性氣體）

Part 3 Advanced Topics（第三部分 拓展主題）

（13）The Electronic Spectra of Complexes（化合物的電子光譜）

（14）Reaction Mechanisms of d-Metal Complexes（d區(qū)金屬化合物的反應(yīng)機(jī)制）

（15）Main-group Organometallic Compounds（主族有機(jī)金屬的化合物）

（16）d- and f- Block Organometallic Compounds（d區(qū)和f區(qū)有機(jī)金屬的化合物）

（17）Catalysis（催化作用）

（18）Structures and Properties of Solids（固體的結(jié)構(gòu)和特性）

（19）Bioinorganic Chemistry（生物無(wú)機(jī)化學(xué)）

這種編排體系基本上涵蓋了目前無(wú)機(jī)化學(xué)研究的各個(gè)領(lǐng)域，理論與實(shí)際相結(jié)合，用化學(xué)基本原理解釋化學(xué)反應(yīng)現(xiàn)象，在Part 3 Advanced Topics（第三部分 拓展主題）中，將前兩部分的知識(shí)和當(dāng)前研究的成果相結(jié)合，使讀者了解所學(xué)知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用。整個(gè)體系的邏輯性極強(qiáng)，整本書(shū)各個(gè)部分可以單獨(dú)成章節(jié)，合并起來(lái)又是一個(gè)整體。

2.《Inorganic Chemistry》教材內(nèi)容的特點(diǎn)

這本教材的內(nèi)容豐富，除了無(wú)機(jī)化學(xué)本身的內(nèi)容之外，與無(wú)機(jī)化學(xué)交叉學(xué)科和相關(guān)論題也屢屢涉及，因此篇幅較大，正文有763頁(yè)。該書(shū)印刷精美，封面設(shè)計(jì)考究，書(shū)中大量的分子、晶體結(jié)構(gòu)立體感強(qiáng)，層次分明，原子位置清晰可見(jiàn)。

它在教材內(nèi)容上有以下特點(diǎn)：

2.1 重視基礎(chǔ)

無(wú)機(jī)化學(xué)的研究領(lǐng)域廣闊。在化學(xué)發(fā)展中，它一直處于基礎(chǔ)和母體的地位。隨著化學(xué)的發(fā)展以及與其他學(xué)科的交叉、融合，無(wú)機(jī)化學(xué)分化并產(chǎn)生了元素?zé)o機(jī)化學(xué)、固體無(wú)機(jī)化學(xué)、配合物無(wú)機(jī)化學(xué)、金屬有機(jī)化學(xué)、生物無(wú)機(jī)化學(xué)等分支。但是元素及其化合物的制備、合成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、反應(yīng)及其應(yīng)用依然是無(wú)機(jī)化學(xué)的中心和基礎(chǔ)。強(qiáng)化基礎(chǔ)既是強(qiáng)化作為化學(xué)學(xué)科基礎(chǔ)的無(wú)機(jī)化學(xué)，也是強(qiáng)化作為無(wú)機(jī)化學(xué)中心的元素?zé)o機(jī)化學(xué)。在《Inorganic Chemistry》中，在Part 1 Foundations（第一部分：基礎(chǔ)知識(shí)）中結(jié)合了元素化學(xué)的教學(xué)內(nèi)容，在Part 2 Systematic Chemistry of the Elements（元素化學(xué)體系）從氫開(kāi)始，按照周期表的順序進(jìn)行闡述，主族有機(jī)金屬的化合物內(nèi)容放在Part 3 Advanced Topics（第三部分 拓展主題）中進(jìn)行說(shuō)明，在第二部分每一個(gè)章節(jié)都以在第一部分介紹的原理為框架，注重化學(xué)原理的運(yùn)用， 很好的實(shí)現(xiàn)了化學(xué)原理與元素化學(xué)的交叉融合。

2.2 精選內(nèi)容

《Inorganic Chemistry》對(duì)一些經(jīng)典無(wú)機(jī)化學(xué)原理部分進(jìn)行了壓縮，增加了很多無(wú)機(jī)化學(xué)的前沿性知識(shí)、熱點(diǎn)問(wèn)題以及今后發(fā)展方向的內(nèi)容。如在Part 3 Advanced Topics（第三部分 拓展主題）中，編者提供了當(dāng)前很多領(lǐng)域中研究的成果作為背景材料，包括電子光譜，反應(yīng)機(jī)制，有機(jī)金屬的化合物，催化作用，固體的結(jié)構(gòu)和特性以及生物無(wú)機(jī)化學(xué)等內(nèi)容的討論。

2.3 拓寬知識(shí)

本教材較充分地反映了現(xiàn)代化學(xué)領(lǐng)域的新成果，刪除了那些已經(jīng)陳舊過(guò)時(shí)或者與現(xiàn)代無(wú)機(jī)化學(xué)發(fā)展不相適應(yīng)的內(nèi)容，令人耳目一新。為了開(kāi)闊讀者的視野，拓寬知識(shí)面，激發(fā)讀者學(xué)習(xí)化學(xué)的求知欲望，在Part 3 Advanced Topics（進(jìn)一步研究主題）介紹了與化學(xué)相關(guān)的最新研究成果，以及這些成果在高科技產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用。

這些既是無(wú)機(jī)化學(xué)又不完全是無(wú)機(jī)化學(xué)的內(nèi)容，使得教材體系處于開(kāi)放狀態(tài)，而且在每個(gè)知識(shí)點(diǎn)之后都有教學(xué)案例（Example）、案例的解答（Answer）和自我測(cè)試（Self-test）的試題，在每一章結(jié)束后有大量的練習(xí)（Exercises）以及為讀者提供了很多可以進(jìn)一步研究的于本章內(nèi)容相關(guān)的文章（Further reading）。這些都為讀者繼續(xù)深入學(xué)習(xí)打下了一定的基礎(chǔ)，也為其進(jìn)一步拓寬知識(shí)留下了接口。這種編寫(xiě)教材的方法很有新意和創(chuàng)造性，與當(dāng)前時(shí)代發(fā)展的潮流相吻合。

2.4 與信息技術(shù)相結(jié)合

《Inorganic Chemistry》編寫(xiě)組為讀者還提供了配套的教學(xué)光盤(pán)，里面有大量的課程資源，幾乎該書(shū)中所提到的分子結(jié)構(gòu)示意圖都可以在光盤(pán)中找到，該光盤(pán)還同時(shí)提供了許多不同類(lèi)型的晶體結(jié)構(gòu)以及大量的無(wú)機(jī)化合物的相關(guān)數(shù)據(jù)。整個(gè)光盤(pán)中的內(nèi)容有著良好的導(dǎo)航功能，里面的課程資源以網(wǎng)站的形式呈現(xiàn)，讀者可以通過(guò)“分子式索引”，“章節(jié)分子結(jié)構(gòu)索引”和“章節(jié)圖片索引”對(duì)課程資源的內(nèi)容進(jìn)行瀏覽。站點(diǎn)設(shè)計(jì)美觀大方，編排體系與教材相同，有利于讀者進(jìn)行學(xué)習(xí)。

3.對(duì)我國(guó)無(wú)機(jī)化學(xué)教材建設(shè)的啟示

通過(guò)以上的分析，筆者認(rèn)為給我們?cè)诰帉?xiě)或者改變國(guó)內(nèi)的無(wú)機(jī)化學(xué)教材時(shí)有如下的啟示：

增加習(xí)題的數(shù)量，提高習(xí)題質(zhì)量：與國(guó)外教材相比，我國(guó)現(xiàn)行教材中習(xí)題顯得少而且形式單一，以驗(yàn)證和幫助記憶教材內(nèi)容的習(xí)題為主，與實(shí)際生活相結(jié)合以及探索和思考性的題目比較少。因此，增加習(xí)題的數(shù)量和提高習(xí)題的質(zhì)量特別是加強(qiáng)理論聯(lián)系實(shí)際的題目是非常必要的。另外，在教材正文中還應(yīng)安排一些能幫助理解和舉一反三的例題。

在加強(qiáng)本學(xué)科知識(shí)的同時(shí)，注意吸收邊緣科學(xué)的內(nèi)容：隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，學(xué)科之間的聯(lián)系增多，兩門(mén)或者多門(mén)學(xué)科交叉，形成邊緣學(xué)科。新編教材應(yīng)當(dāng)考慮到這種發(fā)展。加強(qiáng)基本理論、基本反應(yīng)和基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)，應(yīng)當(dāng)有與學(xué)科有關(guān)的邊緣學(xué)科的內(nèi)容。例如注意有機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、物理化學(xué)內(nèi)容在無(wú)機(jī)化學(xué)中的交叉和應(yīng)用，增加生物無(wú)機(jī)化學(xué)、有機(jī)金屬化合物等內(nèi)容使學(xué)生具備綜合化的知識(shí)結(jié)構(gòu)。

介紹無(wú)機(jī)化學(xué)新的研究成果和發(fā)展趨勢(shì)，加強(qiáng)與實(shí)際應(yīng)用和新材料開(kāi)發(fā)的聯(lián)系：由于無(wú)機(jī)化學(xué)學(xué)科發(fā)展很快，要使教材能跟上學(xué)科的發(fā)展速度還有一定的難度，而教材又要反映出無(wú)機(jī)化學(xué)的這種發(fā)展，反映前沿課題。這些新的研究成果一時(shí)難以在教材正文中安排妥當(dāng)，可以在出版教材時(shí)建立與教材配套的網(wǎng)站，可以在網(wǎng)站中隨時(shí)添加新的研究成果，讀者可以在新版教材出版之前登陸該教材配套網(wǎng)站，下載前沿知識(shí)，從而加強(qiáng)教材與實(shí)際的聯(lián)系。

4.結(jié)束語(yǔ)

從內(nèi)容深度來(lái)講，該教材比國(guó)內(nèi)大學(xué)一年級(jí)的無(wú)機(jī)化學(xué)起點(diǎn)類(lèi)似，在全書(shū)貫穿了分子軌道、對(duì)稱(chēng)性原理、各種譜學(xué)數(shù)據(jù)對(duì)化合物的表征分析。作為大學(xué)一年級(jí)的無(wú)機(jī)化學(xué)教材的參考書(shū)極為適合，同時(shí)該書(shū)對(duì)于改善教師和學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)，為提高無(wú)機(jī)化學(xué)教學(xué)水平有很高的價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

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[5]北京師范大學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)教研室，華中師范大學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)教研室，南京師范大學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)教研室.無(wú)機(jī)化學(xué).高等教育出版社.2000.