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中美优秀《分析化学》教材的差异分析

来源:学术堂 作者:周老师
发布于:2015-07-13 共3166字
摘要

  分析化学对于药学专业学生来说,是非常重要的一门专业基础课程。 笔者将美国和中国两套典型的分析化学教材进行了对比,从中得到很多启示,现报告如下,希望可以起到抛砖引玉的作用,为我国分析化学课程改革添砖加瓦。

  美国的迪堡大学戴维·哈维教授编写的《 Modern AnalyticalChemistry》是一本非常经典的分析化学教材,同样,武汉大学主编的《 分析化学》( 高等教育出版社出版,第五版)也是国内认可度相当高的一本教材。 因此,选择这两套非常优秀的教材进行对比,希望可以找出中美教育理念、教育主体方面的差异,以借鉴和吸取美国教材的一些先进经验,提高我国分析化学教学水平。

  1 教材组织结构差异很大

  武汉大学主编的《 分析化学》 教材和我国大多数教材的编写思路相似,上册除了“ 绪论”和定量分析化学概论外,第二至五章介绍了四大滴定分析法及重量分析法,第六章介绍了仪器分析中的吸光光度法,最后介绍数据处理( 第七章)、常用的分离和富集方法( 第八章)、复杂物质的分析示例( 第九章)。 显然,该教材的重点在于数据处理方法、 滴定分析法及重量分析法。

  下册以光谱分析、电化学分析、色谱法与毛细管电泳法、质谱、核磁共振波谱法为主,对其他仪器分析方法,包括表面分析、热分析、各种联用技术、流动注射分析、微流控技术等也做了适当介绍。重点放在仪器分析方法、技术的基本原理与应用。全书共26 章,各章顺序依次为谱学、电化学分析、分离分析方法。 而美国的教材则不太拘泥于分析方法的差异,将相关分析方法放入同一章,强调方法之间的相似点,鼓励学生从联系的角度看问题。 章节内容平衡覆盖各种分析技术,如将四大滴定全部放在第九章“ 滴定分析法”中讲授;而且将最常用的方法放在每章的最前面进行介绍,如第九章就是先介绍酸碱滴定的。 至于仪器分析,则是按照大类分为光谱法、电化学、色谱、动力学 4 章进行介绍。 全书共 15 章,包括化学分析及仪器分析。 此教材的重点不是全面介绍各种分析技术,而是向学生介绍分析化学的基本方法,在此基础上注重学生逻辑思维能力的培养,其目的在于“ 授人以渔”而非“ 授人以鱼”.

  2 教材内容编排有很大不同

  《 Modern Analytical Chemistry》 中将典型方法单独 列出 , 把前面所讲的理论知识与实际分析过程相结合,还配有注解鼓励学生主动思考这一分析过程是如何设计的,并进一步考虑如何实施。 书中的重要原理都给出各种应用途径。 如紫外可见分光光度法的定量测定, 书中不厌其烦地列出了其在环境检测、临床、工业分析、法医鉴定等领域如何应用,还给出了如何用紫外可见分光光度法测定水和废水中的铁含量,并将其列为典型方法。 又如介绍酸碱滴定法时,为了说明有机物含氮量的测定,将面包中蛋白质含量测定作为实例列出,非常贴近生活。 当然这个实验也作为典型方法列出。 教材正文旁边留出一块空白,用于给出“ 边缘注解”,即对于正文中的重要概念进行解释。 关键概念如滴定分析、滴定标准液等在正文中以粗体字出现,其定义在“ 边缘注解”中列出,既方便学生学习时查阅,也方便复习时快速回顾。 书中还有代表性例题,每道例题有详细的解题过程,帮助学生将知识与实际问题相结合。 这些例题非常贴近生活,有具体的题设情景,很多是由文献中的数据改编而来,而不是为了说明某个公式或原理编出来的。 英国皇家化学会倡导将分析化学作为解决实际问题的科学进行教授[1],该教材确实做到了这一点。 每章后有一章内容的小结,对于学生复习和回顾非常有帮助。 在章节末尾,将本章节中的关键术语列表,并标出其所在页码。 章节末还有“ 建议实验”, 这些代表性实验由《 theJournal of Chemical Education》提供,比较新颖。 这些实验可能仅仅是一些学生实验, 也可能是开启个人或团队科研计划的起点。 如“ 酸碱滴定法”一章后列出这样的实验:测定碳酸饮料中的二氧化碳,药片中的碳酸氢钠还有二氧化碳的分子量。 书中只简单描述了这个实验,具体步骤则需要学生自行查阅。“ 建议阅读”中有着作,也有期刊论文,对于章节中介绍的主题,给学生提供平台进行广泛阅读,可以开阔学生视野。“ 参考文献”也是一样,不仅有着作也有期刊论文,让学生知道当年的研究者对于这些方法曾经进行过哪些探讨。 最后列出问题,这些多样化的问题多是基于文献中的数据,作为实例提供给学生进行研究。

  而这些很有特色的内容在武汉大学主编的 《 分析化学》教材中几乎没有,也没有典型方法、边缘注解和章节小结。 书后的确有常用术语索引,但是每章后面是没有的。 虽然有例题,但是比例很小。 例题和习题都不太贴近科研工作与生活,参考文献都是以前的教材,几乎没有期刊论文。 整体感觉,武汉大学主编的《 分析仪学》教材没有从学生学习的角度来编写,更没有引导学生去结合科研实践学习。 教材中不涉及实验部分,而是单独有实验指导。 这当然也无妨,但是这些实验比较陈旧,与科研工作差异很大。 因此尽管很多学生本科阶段都做过相关实验,在进入研究生阶段学习时,科研经验却非常欠缺。

  3 从培养学生能力的角度比较两套教材的差异

  《 Modern Analytical Chemistry》 教材更 注重批判性思维能力的培养。 书中会提问为何要在分析过程中包含某些步骤,所谓“ 知其然并知其所以然”,让学生从被动接受知识变为主动思考问题。 如配位滴定法中讲到如何测定水和废水的硬度,书中在测定方法之后列出几个问题,包括:( 1)为何要将样品 pH 值调节至 10? 更高或更低的 pH 值会导致什么问题?( 2)为什么要将少量的镁与 EDTA 的配合物加到缓冲溶液中? ( 3)为何特别强调实验过程不能超过 5 分钟? 所有问题都有非常详细的解释,而不仅仅是提问。 这样的问题显然可以启发学生动脑思考,从而培养其批判性思维能力。 一些重要的知识点,书中会从多角度阐述如何应用于实际。 该书是站在读者的角度编写的,非常有亲和力。 而武汉大学主编的《 分析化学》教材似乎更显得高高在上,更注重传授,不注重互动。 徐光宪院士在《 大学化学》发表的《 对分析化学教学的两点初浅看法》 一文中提到要培养学生的自学能力[2], 并认为 学数 理化的最好方法是多做习题[2].

  《 Modern Analytical Chemistry》 教材例题和习题的数量 、质量明显优于武汉大学主编的教材。 也许学生可以找来习题集做,但是教材习题更有针对性,对学生更有裨益。 徐光宪院士所说的“ 培养学生做科学研究的能力 ” 这一点在 《 Modern AnalyticalChemistry》教材中体现得淋漓尽致。 前面也说到,美国教材的例题、习题、实验、参考资料多是从期刊中来、从实践中来,这也就是在学习理论知识的同时学习怎样解决科研实践问题,对于学生思维的锻炼也是显而易见的。 不能不说,这就是应试教育和素质教育的差距所在。 为什么会出现“ 高分低能”的学生? 这不是学生的错, 而是教育者的教育理念没有贴近生产生活实际,而科研工作又必须贴近生产生活实际导致的。 但这不是某一个或某一群教育者的问题,而是整个教育体系的观念问题。 所以改变是一个长期的过程。 笔者认为本科教育的基础作用不可忽视。 因为硕士生也好,博士生也好,教授专家也好,都是从本科生培养出来的。 如果在学习分析化学之初,在本科教育阶段就注重学生批判性思维和科研能力的培养,是不是更利于学生的深造,更利于我国科研人才的培养呢[3]?

  本文的初衷并非批评国内教材不好,武汉大学主编的《 分析化学》显然是一本经典教材,内容翔实,通俗易懂,覆盖面很广,编者也都是各个领域的专家教授。 只是本文的宗旨在于找出两本教材的差异,并进行一些思考,希望能为国内教材建设提供一些建议,促进中外分析化学教学交流。

  参考文献:

  [1]俞汝勤。漫谈分析化学教学改革与课程建设[J].大学化 学, 2008, 23(5):1-6.

  [2]徐光宪。对分析化学教学的两点初浅看法[J].大学化 学 ,2008,23( 2) :1-10.

  [3]许 迈进,杜 利平。美国研究型大学本科教育的变革与创新[J].浙 江大 学学报:人文社会科学版,2004,34( 4):29-35.

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