Practical Skills in Chemistry（化学实验技能）

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.

章节概要

本书是一卷本的技能指南，约 656 页。出版社的目录列出 67 个章，平均每章约十页，分成九个主题领域，只给出章名。出版社把它描述为在实验课内外使用的指导，从大学第一天一直用到毕业，既涵盖实验、分析和数据处理技能，也涵盖团队合作、信息技术、沟通和学习技能等可迁移技能。

第 1–7 章：学习与考试技能（Study and examination skills）

可迁移技能的重要性；管理时间；与他人合作；做讲课与阅读笔记；学习与复习；课程选择、考核与考试；准备个人简历。这几章讲作为学生所需的一般技能，从时间管理、团队合作到考核和准备简历。

第 8–13 章：信息技术与图书馆资源（Information technology and library resources）

查找和引用已发表的信息；评价信息；使用在线资源；化学的互联网资源；使用电子表格；文字处理软件、数据库及其他软件包。先是文献检索、引用和判断来源，然后是学生处理数据和写作所用的软件工具。

第 14–19 章：交流信息（Communicating information）

组织海报展示；做口头报告；科学写作的一般问题；撰写小论文；撰写实验与项目报告；撰写文献综述与评述。这一组讲科学交流的各种形式，包括实验报告和项目报告。

第 20–26 章：基础实验技术（Fundamental laboratory techniques）

对待实验的态度；健康与安全；处理液体；基本实验操作 I；基本实验操作 II；溶液化学原理；pH 与缓冲溶液。这是大一实验课最常用到的一组，从实验的态度和安全，到液体的处理，再到溶液配制、pH 和缓冲溶液。

第 27–30 章：探究式方法（The investigative approach）

测量与记录；国际单位制及其使用；科学方法与实验设计；项目工作。讲测量与记录、单位、实验设计以及项目的开展。

第 31–38 章：实验室技术（Laboratory techniques）

熔点；重结晶；溶剂萃取；蒸馏；回流；蒸发；惰性气氛方法；组合化学。这是制备有机化学和无机化学中使用的技术，从提纯、分离到惰性气氛下的操作。

第 39–45 章：经典技术（Classical techniques）

无机分析的定性技术；重量法；容量分析的操作；酸碱滴定；配位滴定；氧化还原滴定；沉淀滴定。即湿化学分析方法，先有一章讲容量分析的操作，再依次讲主要的滴定类型。

第 46–59 章：仪器技术（Instrumental techniques）

定量化学分析的基本原理；校准与定量分析；光谱基础；原子光谱；X 射线荧光光谱；色谱基本原理；气相和液相色谱；电泳；电分析技术；放射性同位素及其用途；红外光谱；核磁共振光谱；质谱；热分析。开头两章讲原理和校准，其余各章依次讲主要的仪器方法。出版社称本版对拉曼光谱的内容作了更新，但没有指明是哪一章。

第 60–67 章：数据的分析与呈现（Analysis and presentation of data）

使用图表；用表格呈现数据；解数值问题的提示；描述性统计；选择并使用统计检验；绘制化学结构；化学计量学；计算化学。处理数字并呈现数字、统计，以及末尾两个更专门的主题。

核心概念

第 1–19 章：学习、信息与交流

• 可迁移技能：团队合作、时间管理、信息技术和沟通等通用技能，本书把它们与化学并列处理（第 1 章）。
• 评价信息：判断已发表的和在线的信息来源（第 9 章）。
• 撰写实验与项目报告：实验和项目工作如何写成报告（第 18 章）。

第 20–45 章：实验室实践与经典分析

• 健康与安全：在实验室中安全工作的做法（第 21 章）。
• 实验设计与项目工作：科学方法与实验的规划（第 29–30 章）。
• 制备技术：重结晶、溶剂萃取、蒸馏、回流和惰性气氛方法（第 32–37 章）。
• 容量分析：酸碱、配位、氧化还原和沉淀类型的滴定（第 41–45 章）。

第 46–67 章：仪器分析与数据

• 校准与定量分析：定量仪器工作所依据的原理（第 46–47 章）。
• 光谱、色谱与电分析技术：主要的仪器方法（第 48–59 章）。
• 描述性统计与统计检验：概括数据，以及选择和使用检验（第 63–64 章）。
• 化学计量学与计算化学：较深的数据与建模主题（第 66–67 章）。

评析

优点

• 一处涵盖广泛的学位技能。 目录从学习技能和写作，经过安全和基本实验操作、制备与经典技术、仪器方法，一直到统计和计算。学生可以从第一次实验课到最后一年的项目都使用同一本书。
• 短小、模块化的章节。 67 章分成九个主题，便于一次查找一项技术或技能；出版社还列出了贯穿全书的边栏提示和建议、“how to”框、检查清单、例题和学习练习。
• 数值与数据技能占有篇幅。 末尾八章涵盖图表、数值问题求解、描述性统计、统计检验、化学计量学和计算化学，出版社还强调了对数值方面（包括统计）的指导。
• 超出实验台的技能。 关于时间管理、团队合作、查找和引用信息、做报告以及准备简历的章节，把沟通和就业能力也当作实践技能的一部分。
• 软件指导保持通用。 据出版社介绍，第三版对 Microsoft Office 软件给出通用的指导，而不是针对某一版本的细节，这使它的过时速度更慢。

局限

• 广度先于深度。 656 页左右容纳 67 章，每个主题都很简短。制备化学有八章，惰性气氛方法只有一章，因此多步合成或对空气敏感的化学研究需要专门的实验教材。
• 安全只是更大一本书里的一章。 健康与安全是 67 章中的一章，所以有较高危险暴露的课程应另加专门的安全教材或所在机构自己的规程。
• 在线资源章节过时较快。 关于在线资源和化学互联网资源的章节所描述的是变化很快的环境，而本版出版于 2017 年。
• 是实践指南而非理论教材。 出版社把本书定位为实践指导，所以仪器方法和经典方法背后的理论，很可能需要借助讲课或一本完整的分析化学或光谱学教材。

在课程中的定位

在本课程所列的实验实践类书籍中，Practical Skills in Chemistry 的涵盖面最广：它面向从第一次实验课开始的每一位本科生。Hill 和 Finster 的 Laboratory Safety for Chemistry Students 被描述为按学年分级的安全教材，是本书中仅有一章的“健康与安全”的专门配套读物；美国国家研究委员会的 Prudent Practices in the Laboratory 则是关于实验室化学危害、管理、废物和设施的参考书。

对于超出教学实验室的合成工作，Leonard、Lygo 和 Procter 的 Advanced Practical Organic Chemistry 面向从教学实验室转向科研的学生；Shriver 和 Drezdzon 的 The Manipulation of Air-Sensitive Compounds 是一部关于惰性气氛设备与操作的专著，延伸了 Practical Skills 中仅有的那一章惰性气氛方法。

如何使用本书

本书打算从第一次实验课起就开始使用；出版社把它定位为贯穿整个学位、从第一天起的指南，并未列出先修要求。

一个实用的安排：

• 一年级： 基础实验技术（第 20–26 章）、测量与单位（27–28）、报告写作各章（16 和 18），以及关于图表和描述性统计的数据章节（60–63）。第一次实验前先读第 21 章，开学头几周读学习技能各章（1–7）。
• 二、三年级： 随着课程引入各种方法，阅读制备技术（31–38）、经典方法（39–45）和仪器各章（46–59）；以第 46–47 章作为任何一个仪器章的共同起点。
• 毕业年级与项目工作： 实验设计与项目工作（29–30）、文献综述（19）、统计检验、化学计量学和计算化学（64、66–67），以及求职时的简历一章（7）。

把它当作参考书：实验前读相关章节，操作时使用检查清单和“how to”框，写实验结果时回头看数据各章。