《Inorganic Chemistry》教材體系和內(nèi)容的研究

婁珀瑜

【摘要】本文針對近年來國外較流行的無機化學教材《Inorganic Chemistry》的內(nèi)容進行了介紹，分析了該書的體系結構，從教材內(nèi)容、教材的表現(xiàn)形式等方面對其特點進行了討論，同時總結了對我國無機化學教材建設的啟示。

【關鍵詞】無機化學教材 教材體系 教材內(nèi)容 啟示

【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）01-0236-02

無機化學是化學、生物、醫(yī)學等專業(yè)的一門基礎課程，其教學目標除了讓學生掌握一些化學的基本概念、基本原理之外，還應該讓學生通過對無機化學的學習，了解化學在社會發(fā)展和社會進步中的地位和作用，了解與其他學科相互交叉、相互滲透的特點，了解化學的實驗基礎性和理論指導的重要性，以便在今后的工作中能夠自覺地運用基本理論知識指導實踐。隨著科學技術的迅猛發(fā)展，無機化學的內(nèi)容越來越豐富。如何在有限篇幅內(nèi)，將無機化學的基礎理論和元素及其化合物知識同最新的前沿知識融入教材中，一直是無機化學教學工作者關注的問題。英國Oxford University Press于2001年出版的《Inorganic Chemistry》（the third edition）較好地解決了上述問題，其內(nèi)容和編排體系很有特色，將對我國無機化學教材的建設有所啟示。

1.《Inorganic Chemistry》的編排體系

《Inorganic Chemistry》是由D. F. Shriver和P. W. Atkins編寫而成的，在第二版的基礎上有49名分別來自美國、加拿大、英國、荷蘭等國家的學者對這本教材提出了寶貴的意見。可見這本書是一本國際性的教材，具有比較高的權威性。這本書介紹了無機化學領域中主要的內(nèi)容。這本書包括了3部分，19章以及6個附錄，其主要內(nèi)容及編排體系如下：

Part 1 Foundations（第一部分 基礎知識）

（1）Atomic Structure（原子結構）

（2）The Structure of Simple Solids（簡單固體的結構）

（3）Molecular Structure and Bonding（分子的結構與成鍵）

（4）Molecular Symmetry（分子對稱性）

（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)金屬化合物的反應機制）

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

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

（17）Catalysis（催化作用）

（18）Structures and Properties of Solids（固體的結構和特性）

（19）Bioinorganic Chemistry（生物無機化學）

這種編排體系基本上涵蓋了目前無機化學研究的各個領域，理論與實際相結合，用化學基本原理解釋化學反應現(xiàn)象，在Part 3 Advanced Topics（第三部分 拓展主題）中，將前兩部分的知識和當前研究的成果相結合，使讀者了解所學知識的實際應用。整個體系的邏輯性極強，整本書各個部分可以單獨成章節(jié)，合并起來又是一個整體。

2.《Inorganic Chemistry》教材內(nèi)容的特點

這本教材的內(nèi)容豐富，除了無機化學本身的內(nèi)容之外，與無機化學交叉學科和相關論題也屢屢涉及，因此篇幅較大，正文有763頁。該書印刷精美，封面設計考究，書中大量的分子、晶體結構立體感強，層次分明，原子位置清晰可見。

它在教材內(nèi)容上有以下特點：

2.1 重視基礎

無機化學的研究領域廣闊。在化學發(fā)展中，它一直處于基礎和母體的地位。隨著化學的發(fā)展以及與其他學科的交叉、融合，無機化學分化并產(chǎn)生了元素無機化學、固體無機化學、配合物無機化學、金屬有機化學、生物無機化學等分支。但是元素及其化合物的制備、合成、結構、性質(zhì)、反應及其應用依然是無機化學的中心和基礎。強化基礎既是強化作為化學學科基礎的無機化學，也是強化作為無機化學中心的元素無機化學。在《Inorganic Chemistry》中，在Part 1 Foundations（第一部分：基礎知識）中結合了元素化學的教學內(nèi)容，在Part 2 Systematic Chemistry of the Elements（元素化學體系）從氫開始，按照周期表的順序進行闡述，主族有機金屬的化合物內(nèi)容放在Part 3 Advanced Topics（第三部分 拓展主題）中進行說明，在第二部分每一個章節(jié)都以在第一部分介紹的原理為框架，注重化學原理的運用， 很好的實現(xiàn)了化學原理與元素化學的交叉融合。

2.2 精選內(nèi)容

《Inorganic Chemistry》對一些經(jīng)典無機化學原理部分進行了壓縮，增加了很多無機化學的前沿性知識、熱點問題以及今后發(fā)展方向的內(nèi)容。如在Part 3 Advanced Topics（第三部分 拓展主題）中，編者提供了當前很多領域中研究的成果作為背景材料，包括電子光譜，反應機制，有機金屬的化合物，催化作用，固體的結構和特性以及生物無機化學等內(nèi)容的討論。

2.3 拓寬知識

本教材較充分地反映了現(xiàn)代化學領域的新成果，刪除了那些已經(jīng)陳舊過時或者與現(xiàn)代無機化學發(fā)展不相適應的內(nèi)容，令人耳目一新。為了開闊讀者的視野，拓寬知識面，激發(fā)讀者學習化學的求知欲望，在Part 3 Advanced Topics（進一步研究主題）介紹了與化學相關的最新研究成果，以及這些成果在高科技產(chǎn)業(yè)中的應用。

這些既是無機化學又不完全是無機化學的內(nèi)容，使得教材體系處于開放狀態(tài)，而且在每個知識點之后都有教學案例（Example）、案例的解答（Answer）和自我測試（Self-test）的試題，在每一章結束后有大量的練習（Exercises）以及為讀者提供了很多可以進一步研究的于本章內(nèi)容相關的文章（Further reading）。這些都為讀者繼續(xù)深入學習打下了一定的基礎，也為其進一步拓寬知識留下了接口。這種編寫教材的方法很有新意和創(chuàng)造性，與當前時代發(fā)展的潮流相吻合。

2.4 與信息技術相結合

《Inorganic Chemistry》編寫組為讀者還提供了配套的教學光盤，里面有大量的課程資源，幾乎該書中所提到的分子結構示意圖都可以在光盤中找到，該光盤還同時提供了許多不同類型的晶體結構以及大量的無機化合物的相關數(shù)據(jù)。整個光盤中的內(nèi)容有著良好的導航功能，里面的課程資源以網(wǎng)站的形式呈現(xiàn)，讀者可以通過“分子式索引”，“章節(jié)分子結構索引”和“章節(jié)圖片索引”對課程資源的內(nèi)容進行瀏覽。站點設計美觀大方，編排體系與教材相同，有利于讀者進行學習。

3.對我國無機化學教材建設的啟示

通過以上的分析，筆者認為給我們在編寫或者改變國內(nèi)的無機化學教材時有如下的啟示：

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

在加強本學科知識的同時，注意吸收邊緣科學的內(nèi)容：隨著科學技術的迅猛發(fā)展，學科之間的聯(lián)系增多，兩門或者多門學科交叉，形成邊緣學科。新編教材應當考慮到這種發(fā)展。加強基本理論、基本反應和基礎知識的同時，應當有與學科有關的邊緣學科的內(nèi)容。例如注意有機化學、分析化學、物理化學內(nèi)容在無機化學中的交叉和應用，增加生物無機化學、有機金屬化合物等內(nèi)容使學生具備綜合化的知識結構。

介紹無機化學新的研究成果和發(fā)展趨勢，加強與實際應用和新材料開發(fā)的聯(lián)系：由于無機化學學科發(fā)展很快，要使教材能跟上學科的發(fā)展速度還有一定的難度，而教材又要反映出無機化學的這種發(fā)展，反映前沿課題。這些新的研究成果一時難以在教材正文中安排妥當，可以在出版教材時建立與教材配套的網(wǎng)站，可以在網(wǎng)站中隨時添加新的研究成果，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，從而加強教材與實際的聯(lián)系。

4.結束語

從內(nèi)容深度來講，該教材比國內(nèi)大學一年級的無機化學起點類似，在全書貫穿了分子軌道、對稱性原理、各種譜學數(shù)據(jù)對化合物的表征分析。作為大學一年級的無機化學教材的參考書極為適合，同時該書對于改善教師和學生的知識結構，為提高無機化學教學水平有很高的價值。

參考文獻：

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[2]廖哲勛，田慧生.課程新論.教育科學出版社.2003.

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[5]北京師范大學無機化學教研室，華中師范大學無機化學教研室，南京師范大學無機化學教研室.無機化學.高等教育出版社.2000.