Practical Skills in Chemistry（化学の実践スキル）

引用

Dean, J. R., Langford, A. M., Holmes, D. A., Reed, R., Weyers, J., & Jones, A. (2017). Practical Skills in Chemistry (3rd ed.). Pearson.

章の要約

本書は一巻の技能ガイドで、約656ページある。出版社の目次は、章題のみで、9つの主題領域に分けられた67の章を挙げており、1章あたり平均約10ページである。出版社は本書を、実習の内外で使うための手引きで、大学の初日から卒業までを通して使えるものと説明し、実験、分析、データ処理の技能に加えて、チームワーク、情報技術、コミュニケーション、学習技能などの汎用的な技能も扱うとしている。

第1〜7章：学習と試験の技能（Study and examination skills）

汎用的な技能の重要性；時間の管理；他の人との協働；講義と文献のノートの取り方；学習と復習；カリキュラムの選択、評価、試験；履歴書の準備。学生であるための一般的な技能を扱い、時間管理やチームワークから、評価、履歴書の準備までを含む。

第8〜13章：情報技術と図書館資源（Information technology and library resources）

公表された情報の探し方と引用；情報の評価；オンライン資源の利用；化学のためのインターネット資源；表計算ソフトの利用；ワープロ、データベース、その他のソフトウェア。文献の検索、引用、情報源の判断に続いて、学生がデータ処理や執筆に使うソフトウェアの道具を扱う。

第14〜19章：情報の伝達（Communicating information）

ポスター発表の組み立て；口頭発表；科学的な文章の一般的な側面；小論文の書き方；実験とプロジェクトの報告；文献調査とレビューの書き方。実験報告やプロジェクト報告を含む、科学的コミュニケーションの形式を扱う一群である。

第20〜26章：基本的な実験技術（Fundamental laboratory techniques）

実験への取り組み方；健康と安全；液体の取り扱い；基本的な実験操作 I；基本的な実験操作 II；溶液化学の原理；pHと緩衝液。1年次の実験科目が最もよく利用する一群で、実験への姿勢と安全から、液体の取り扱い、溶液の調製、pH、緩衝液までを扱う。

第27〜30章：探究的アプローチ（The investigative approach）

測定と記録；SI単位とその使い方；科学的方法と実験計画；プロジェクトワーク。測定と記録、単位、実験計画、プロジェクトの進め方を扱う。

第31〜38章：実験室の技術（Laboratory techniques）

融点；再結晶；溶媒抽出；蒸留；還流；蒸発；不活性雰囲気の方法；コンビナトリアルケミストリー。精製や単離から不活性雰囲気下の操作まで、合成有機化学と無機化学で用いられる技術を扱う。

第39〜45章：古典的技術（Classical techniques）

無機分析の定性的技術；重量分析；容量分析の手順；酸塩基滴定；錯滴定；酸化還元滴定；沈殿滴定。湿式化学の分析法で、容量分析の手順を扱う章に続いて、主な滴定の種類が順に述べられる。

第46〜59章：機器分析の技術（Instrumental techniques）

定量化学分析の基本原理；検量と定量分析；分光法の基礎；原子分光法；蛍光X線分析；クロマトグラフィーの基本原理；ガスクロマトグラフィーと液体クロマトグラフィー；電気泳動；電気分析法；放射性同位体とその利用；赤外分光法；核磁気共鳴分光法；質量分析；熱分析。最初の2章は原理と検量を述べ、残りの章が主要な機器分析法を順に取り上げる。出版社は、この版でラマン分光の扱いが更新されたと述べているが、どの章かは示していない。

第60〜67章：データの解析と提示（Analysis and presentation of data）

グラフの利用；表によるデータの提示；数値問題を解くためのヒント；記述統計；統計検定の選び方と使い方；化学構造の描き方；ケモメトリックス；計算化学。数値の扱いと提示、統計、そして末尾の二つのより専門的な話題を扱う。

主要概念

第1〜19章：学習、情報、伝達

• 汎用的な技能：チームワーク、時間管理、情報技術、コミュニケーションといった一般的な技能で、本書は化学と並べて扱っている（第1章）。
• 情報の評価：公表された情報源やオンラインの情報源を判断すること（第9章）。
• 実験とプロジェクトの報告：実験やプロジェクトの仕事をどのように報告にまとめるか（第18章）。

第20〜45章：実験室の実践と古典的な分析

• 健康と安全：実験室で安全に作業するための考え方（第21章）。
• 実験計画とプロジェクトワーク：科学的方法と実験の計画（第29〜30章）。
• 合成のための技術：再結晶、溶媒抽出、蒸留、還流、不活性雰囲気の方法（第32〜37章）。
• 容量分析：酸塩基、錯形成、酸化還元、沈殿の各種の滴定（第41〜45章）。

第46〜67章：機器分析とデータ

• 検量と定量分析：定量的な機器分析の仕事の基礎となる原理（第46〜47章）。
• 分光、クロマトグラフィー、電気分析の技術：主要な機器分析法（第48〜59章）。
• 記述統計と統計検定：データの要約と、検定の選択と使用（第63〜64章）。
• ケモメトリックスと計算化学：発展的なデータ処理とモデリングの話題（第66〜67章）。

批判的分析

長所

• 学位に必要な幅広い技能が一か所にある。 目次は、学習技能と文章作成から、安全と基本的な実験操作、合成と古典的な技術、機器分析法を経て、統計と計算まで及ぶ。学生は、最初の実習から最終学年のプロジェクトまで、一冊の本を使い続けることができる。
• 短くモジュール化された章。 9つの主題にまとめられた67の章は、一度に一つの技術や技能を調べるのに便利である。出版社はさらに、全体にわたる欄外のヒントと助言、「how to」の囲み、チェックリスト、例題、学習用の演習を挙げている。
• 数値とデータの技能に紙幅が割かれている。 末尾の8章は、グラフ、表、数値問題の解き方、記述統計、統計検定、ケモメトリックス、計算化学を扱い、出版社は統計を含む数値面の指導を強調している。
• 実験台を越えた技能。 時間管理、チームワーク、情報の探し方と引用、発表、履歴書の準備に関する章は、コミュニケーションと就業力を実践的な技能の一部として扱っている。
• ソフトウェアに関する説明が一般的。 出版社によれば、第3版はMicrosoft Officeについて特定のバージョンに依存した詳細ではなく一般的な指針を与えており、そのため古くなりにくい。

短所

• 深さより広さ。 約656ページに67の章があるため、一つ一つの主題は簡潔である。合成化学は8章、不活性雰囲気の方法は1章なので、多段階合成や空気に敏感な化学のような作業には、専門の実験書が必要になる。
• 安全はより大きな本の中の一章にすぎない。 健康と安全は67章のうちの一章なので、危険にさらされる度合いの高い授業では、専門の安全の教科書か所属機関の手順書を加えるべきである。
• オンライン資源の章は古くなりやすい。 オンライン資源と化学のインターネット資源の章は、変化の速い環境を述べており、この版は2017年に刊行された。
• 実践の手引きであって理論の教科書ではない。 出版社は本書を実践的な指針として提示しているため、機器分析法や古典的な方法の背後にある理論は、講義か、分析化学や分光学の本格的な教科書で補う必要がある可能性が高い。

コースにおける位置づけ

このリストの実験実践の本のうち、Practical Skills in Chemistry は最も範囲が広く、最初の実習から始まるすべての学部生を対象としている。Hill と Finster の Laboratory Safety for Chemistry Students は学年別に段階づけられた安全の教科書と説明されており、本書で一章しかない健康と安全に対する専門的な補完となる。アメリカ国立研究評議会の Prudent Practices in the Laboratory は、実験室の化学的な危険、管理、廃棄物、施設についての参照書である。

教育用の実験室を越えた合成の作業については、Leonard、Lygo、Procter の Advanced Practical Organic Chemistry が教育用実験室から研究へ移る学生を対象としており、Shriver と Drezdzon の The Manipulation of Air-Sensitive Compounds は不活性雰囲気の装置と手順に関する専門的な単行本で、Practical Skills の不活性雰囲気の一章を発展させる。

本書の使い方

本書は最初の実験授業から使うことを想定しており、出版社は、初日から始まる学位課程全体の手引きとして位置づけ、前提条件は挙げていない。

実践的な進め方は次のとおり。

• 1年次： 基本的な実験技術（第20〜26章）、測定と単位（27〜28）、報告書の書き方の章（16と18）、そしてグラフ、表、記述統計に関するデータの章（60〜63）。最初の実験の前に第21章を読み、最初の数週間のうちに学習技能の章（1〜7）を読む。
• 2〜3年次： 授業で各方法が導入されるのに合わせて、合成のための技術（31〜38）、古典的な方法（39〜45）、機器分析の章（46〜59）を読む。どの機器分析の章でも、第46〜47章を共通の出発点にする。
• 最終学年とプロジェクト： 実験計画とプロジェクトワーク（29〜30）、文献調査（19）、統計検定、ケモメトリックス、計算化学（64、66〜67）、就職活動の際の履歴書の章（7）。

参照書として扱うこと。実験の前に該当の章を読み、作業中はチェックリストと「how to」の囲みを使い、結果をまとめるときにはデータの章に戻る。