01 / 導讀
導讀
引用
American Chemical Society, Fahlman, B. D., Purvis-Roberts, K., Bouvier-Brown, N., Kirk, J. S., Sloan, C. C., Kelly, R. M., Daubenmire, P. L., & Ryan, S. (2024). Chemistry in Context: Applying Chemistry to Society (2024 release). McGraw-Hill Education.
章節概要
Chemistry in Context 是美國化學會（ACS）自1993年起持續推動的計畫；2024年版本約650頁，共14章。出版社表示其目標是為非理科學生「依需要」講授化學原理，讓他們透過自己的生活以及氣候變遷、再生能源、替代燃料、營養與基因工程等議題來學習化學。因此各章以主題而非化學分支命名，化學知識在主題需要時才引入。章內「Your Turn」問題的解答附在附錄中，部分章末習題（內文中以藍色標示）的解答也在附錄。其他附錄涵蓋公制字首、換算因子與常數、指數（「The Power of Exponents」）以及對數（「Clearing the Logjam」）；另有名詞解釋。本書採用McGraw Hill的「Evergreen」出版模式，內容以標註年份的版本發布更新，而不是以編號的版次更新。
第1章：可攜式電子產品：掌中的週期表
開篇一章以可攜式電子產品為背景，標題把週期表與這些產品內部的材料連結起來。
第2–4章：我們呼吸的空氣；來自太陽的輻射；氣候變遷
關於大氣的三章：空氣的組成與品質、從太陽抵達地球的輻射，以及氣候變遷。這是全書與環境化學課程最直接對應的部分。
第5章：無所不在的水：最珍貴的資源
把水當作一種資源來討論，這是本書談水與水溶液的背景。
第6–8章：來自燃燒的能量；核能與其他替代能源；能量儲存
關於能源的三章：燃料燃燒、核能與其他替代能源，以及能量的儲存。
第9章：聚合物與塑膠的世界
談聚合物與塑膠，也就是出版社介紹中列為依賴化學的日常產品的那類材料。
第10–13章：釀造與咀嚼；營養；健康與醫藥；基因與生命
本書後半轉向食物與生物學：飲食中的化學、營養、健康與醫藥，以及遺傳學。
第14章：誰殺了Thompson博士？一樁鑑識懸案
最後一章以一件鑑識案件為框架。
核心概念
第1–5章：材料、大氣與水
- 週期表：元素的排列系統，第1章將它與日常電子產品連結起來。
- 空氣品質：空氣的組成以及降低空氣品質的物質，是第2章的主題。
- 太陽輻射：從太陽抵達地球的能量，在第4章討論氣候變遷之前於第3章說明。
- 作為資源的水：從可取得性與使用角度來認識的水化學。
第6–9章：能源與材料
- 燃燒：燃料燃燒作為能量來源。
- 替代能源：第7章一併討論的核能與其他能源。
- 能量儲存：儲存能量的方法，是第8章的主題。
- 聚合物：由重複單元組成的大分子，是塑膠的基礎。
第10–14章：食物、健康與生命
- 營養：人體所利用的食物中各種物質的化學。
- 基因工程：出版社列舉的議題之一，與基因與生命一章相關。
- 鑑識化學：應用於刑事調查的化學，是最後一章的框架。
評析
優點
- 為原本不會修化學的學生而設計。 出版社把本書定位為給非理科學生使用，章節結構也圍繞學生原本就關心的主題展開。書目介紹中引用的本書開篇語認為，大多數化學教科書很少詳細介紹真實世界的應用，並把 Chemistry in Context 當作另一種選擇。
- 由學會支持的長期計畫。 本書自1993年起在美國化學會主持下編寫，2024年版本延續了以往各版以情境為框架的寫法。
- 內建自我檢核。 章內「Your Turn」問題的解答在附錄4，部分章末習題的解答在附錄5，學生可以自行檢查進度；指數與對數的附錄則能幫助數學基礎生疏的學生。
- 社會議題涵蓋面廣。 能源、氣候、水、材料、食物、醫藥與遺傳學都有觸及，適合以科學素養為目標的通識課程。
局限
- 不是系統性的化學課程。 由於原理只在主題需要時才引入，本書並不依一般順序建構普通化學；準備主修理科的學生仍需要一本標準的普通化學教科書。
- 只有一部分與環境相關。 大約一半的章節（第2–8章）談大氣、氣候、水與能源；第10–14章則轉向食物、健康、遺傳學與鑑識。在環境化學課程中，後面幾章屬於選讀。
- 定量深度有限。 「依需要」講授的方針，以及書中設有指數與對數附錄，顯示其數學要求不高；本書並非為環境化學課程中理科學生所需的濃度、通量或生命期等計算而設計。
在課程中的定位
本書是本課程為沒有理科背景的讀者所準備的入門讀物，也是書單中唯一一本為非理科學生所寫的書。對理科學生而言，自然的下一步是Jonathan Raff與Ronald Hites的 Elements of Environmental Chemistry：一本簡短、定量、以解題為主的入門書，把第2–5章的主題（大氣、臭氧、氣候、水）轉化為計算問題。Stanley Manahan的 Environmental Chemistry 是一本完整的教科書，給修過普通化學的學生使用，把化學原理應用於大氣、水、土壤與生命系統。Mike Lancaster的 Green Chemistry: An Introductory Text 探討如何設計危害較小的化學產品與製程，而 Chemistry in Context 只在能源與材料各章中略有觸及。
書單中的研究所教科書——Seinfeld與Pandis的 Atmospheric Chemistry and Physics，以及Schwarzenbach、Gschwend與Imboden的 Environmental Organic Chemistry——比本書高出好幾個層次，中間若不經過完整的化學系課程，直接銜接並不實際。
如何使用本書
本書適合通識科學課程、高中以後就沒再學過化學的一年級學生，以及希望在技術性課程之前先對相關議題有整體認識的理科學生。具備高中代數與自然科學知識即可；最常用到的數學工具可藉由指數與對數附錄補足。
實用的閱讀計畫：
- 以環境為重點： 依序讀第1–8章。第1章透過可攜式電子產品引入週期表；第2–4章談大氣與氣候；第5章談水；第6–8章談能源。
- 面向更廣泛的素養課程： 加上談聚合物的第9章，並依學生興趣（食物與營養、醫藥、遺傳學、鑑識）從第10–14章中選讀。
- 練習： 每道「Your Turn」問題出現時就作答，並在附錄4中核對；章末習題可先做標示為藍色、解答在附錄5的題目。
把本書當作背景讀物的理科學生，之後應繼續閱讀Raff與Hites的書以掌握定量的環境問題解法，或閱讀一本標準的普通化學教科書以系統學習原理。由於內容依版本更新，應確認手邊的版本與課程指定的版本一致。