英国皇家万博代理化学学会采取了一种新的方法来教授高等教育学生数学和立体化学的基础知识,把学生自己放在这个过程的核心

图为马特·泰勒,学生指南的合著者

来源:Louis Ammon

马特·泰勒正在华威大学攻读硕士学位,他与人合著了《立体化学导论》学生指南

沙利度胺丑闻的警示因素可能在某些时候进入了大多数观察分子手性的化学家的脑海。但是,支撑化学的原则和学科必须有坚实基础的原因远远超出了这个众所周知的悲剧。

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《立体化学导论》学生指南的合著者马特·泰勒正在华威大学攻读化学硕士学位。“学生收到的许多教材都是枯燥、正式、被动的。它们不是鼓励读者,而是简明扼要地展示信息。这并不一定有助于学习。

立体化学是化学的重要组成部分。由于沙利度胺的悲剧,学生们可能会从生物学和医学的角度了解它。对一些人来说,学习英语可能是一场斗争,尤其是在翻阅2000字的教科书时。

就像你在翻小说一样,你在研究一个故事

马特·泰勒,立体化学学生指南的合著者

“我们创造了一本书,它的工作方式和小说一样,你可以翻页来读故事。书中有一条解决问题的路径。当你阅读文本时,你会被引导着沿着这条路走下去,这让它读起来很不错。”

图片显示RSC学生指南立体化学

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空间意识

合著者Russ Kitson是华威大学的副教授。Kitson先前在空间认知方面的研究为本书立体化学的教学方法奠定了基础。“有充分的证据表明,手里拿着东西有助于建立联系,并在头脑中掌握旋转分子的概念。”来自学生的声音是,他们很容易就能理解这本书的写作方式。

“使用这些模型是为了帮助学生建立身体和心理之间的联系。这不仅仅是评分,我们希望他们掌握化学概念。

“我们相信这本书与其他教科书有所不同,它将帮助学生以一种吸引人的方式学习这些概念。”

误判可能导致生命损失

2015年3月,诺森比亚大学(Northumbria University)的两名体育科学系学生在研究咖啡因对运动的影响时,意外服用了可能致命的剂量。

实验对象本应摄入0.3克咖啡因粉末,但由于计算失误,他们实际上摄入了30克咖啡因粉末,相当于大约300杯咖啡。

学生们会很乐意去做积分如果是用x而且y,但将其应用于化学可能会有问题

菲奥娜·迪金森,《化学中的情境数学导论》的合著者

由菲奥娜·迪金森(巴斯大学)和安德鲁·麦金利(布里斯托尔大学)合著的《化学情境数学入门》学生指南将为大学水平的学生提供避免此类事件的工具。

“在这种情况下,只需要一点数学运算和理智检查,然后问‘这有意义吗?“本可以避免这些问题,”迪金森说。几百年前,包括戈特弗里德·利布尼茨和艾萨克·牛顿在内的思想家将计算和预测化学反应和其他过程速率的数学工具交给了科学家。

没有必要重新发明它们,所以重点是确保学生学会如何使用它们。

你不需要了解金属之间的结合,就可以使用螺丝刀

安德鲁·麦金利,《化学情境数学概论》的合著者

通过与学生合作,并利用他们多年的高等教育教学经验,两人彻底改变了通常的方法。麦金利说:“很多时候,学生们发现很难将数学知识与课堂知识联系起来,而这似乎与他们之前的数学经验完全无关。”

“甚至一些a -level继续数学的学生在做微分这样的函数时也会遇到困难,因为他们找不到字母x。他们在x y文化中根深蒂固,当他们找不到字母x时,他们就无法做微分。”麦金利补充道:“这让我们立刻意识到,有必要把化学放在第一位,并在这种背景下编写数学。”

图片显示RSC学生指南化学中的情境数学

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放弃x而且y

迪金森表示同意。“学生们知道如何用算法来做数学,但在化学中,变量很少是x和y,这就是经常出现困惑的地方。”她解释说,这些学生有能力整合相当复杂的功能。“但一旦问题不再是‘对这个积分’这样的数学指令,而是变成了‘计算所做的功’这样的化学问题,即使对那些数学熟练的人来说,事情也变得具有挑战性了。”这几乎成了把数学语言翻译成化学语言的问题。”

麦金利表示同意。“这又回到了把数学作为工具的问题上。虽然我们展示了一些数学推导,这有助于理解化学——例如变化的数学——但我们将重点放在化学上,因为有时只接受数学更容易。任何数学推导都是由化学家写的。”

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