Межпредметные связи в высшей школе математическое обеспечение курса аналитической химии

Разделы курса АХ взяты в соответствии с программой [5]. В таблице связи между родственными разделами обоих курсов отмечены знаком (+). Например, изучая в курсе АХ раздел "Кинетические методы анализа", студент должен иметь представление о дифференциальных уравнениях (они описывают кинетику индикаторных реакций) и уметь решать их. Этому соответствует знак (+) на пересечении строки 8 и столбца Ж. Можно дать и более подробную характеристику межпредметных связей - на уровне подразделов и примеров, а также перечни методов и понятий, но в настоящей статье такие детали вряд ли целесообразны.

В таблице цифрами обозначены следующие разделы курса АХ: 1 - метрологические основы химического анализа; 2 - теория и практика пробоотбора; 3 - типы реакций и процессов в АХ, в том числе описание равновесий; 4 - методы обнаружения и идентификации; 5 - методы выделения, разделения и концентрирования (кроме хроматографии); 6 - хроматографический анализ; 7 - титриметрические методы; 8 - кинетические методы; 9 - электрохимические методы; 10 - оптические методы; 11 - автоматизация анализа и использование ЭВМ. Разделы курса ВМ обозначены буквами: А - аналитическая геометрия; Б - алгебра; В - функции и пределы; Г - производные и дифференциалы, дифференциальное исчисление; Д - интегралы и интегральное исчисление; Е - ряды; Ж - дифференциальные уравнения и их решение; З - основы теории вероятностей; И - элементы матстатистики и теории измерений.

Результаты и их анализ. Как видно из таблицы, курс АХ в достаточно большой степени матема- тизирован (из общепрофессиональных химических дисциплин он уступает в этом отношении только курсам квантовой и физической химии). Студенты-химики пользуются аппаратом теории вероятностей и математической статистики, классической алгеброй; они должны знать начала математического анализа и уметь решать несложные дифференциальные уравнения. В значительно меньшей степени используются ряды (для объяснения Фурье-спектроскопии и для вывода некоторых приближенных формул) и представления аналитической геометрии. Математического багажа, полученного студентами при изучении ВМ, в основном хватает для освоения программы общего курса АХ (в отличие от квантовой химии или спецкурсов).

Однако некоторыми важными для курса АХ математическими методами, понятиями и практическими умениями студенты не владеют, так как они не включены в типовую и рабочие программы курса ВМ. Некоторые примеры указаны в таблице в графе "Дополнения", в основном они относятся к алгебре и математической статистике. Например, в разделе 3 для обоснованного выбора условий маскирования требуется умение решать алгебраические уравнения высоких степеней (вплоть до n = 8). Для расчета результатов потенциометрического титрования (разделы 7 и 9) придется проводить линеаризацию кривых титрования, а в других случаях (разделы 9 и 10) - линеаризацию, интерполяцию и экстраполяцию градуировочных графиков. Для сопоставления результатов анализа между собой и с нормативными документами потребуется овладеть методами статистической проверки гипотез, учитывая взаимосвязь ошибок 1 и 2 рода. Изучение соответствующего материала в типовой программе курса ВМ не предусмотрено и должно быть учтено при ее пересмотре, а до тех пор - при формировании рабочих программ в каждом вузе. Отметим, что простого включения материала в программу недостаточно. Так, студенты получают на первом курсе теоретические сведения по методам поиска экстремумов и решению дифференциальных уравнений, но обучение не доводится до умения выполнять такие операции в ходе решения химических задач, когда они должны выступать в роли общеучебных умений.

С другой стороны, идеи тензорного исчисления, понятия оператора, группы и представления, аппарат интегрального исчисления функций нескольких переменных и некоторые другие разделы курса ВМ (в таблице не указаны) совсем не связаны с курсом АХ. Вероятно, они связаны с другими химическими дисциплинами или не связаны с химией вообще, а остаются в программе по другим соображениям. Естественно, для окончательного вывода о целесообразности изучения тех или иных разделов общеобразовательных дисциплин нужен комплексный анализ МПС со всеми общепрофессиональными и специальными дисциплинами (а не с одной АХ), а также учет фундаментальной и мировоззренческой значимости соответствующих разделов [9]. Такой комплексный анализ МПС, проведенный в ОмГУ в 1998 г. и включающий настоящее исследование в качестве одного из разделов, позволил выработать проект новой типовой программы курса ВМ для химиков [10].

Перейти на страницу:
1 2 3

Птицы. О гусеобразных
Птицы. О гусеобразных К многочисленному отряду гусеобразных, обитающих на всех материках земного шара, относятся утки, гуси, лебеди, казарки, гаги. ...

Пищевые стратегии насекомых
Потребление пищи и воды имеет большое значение для жизнедеятельности животных, в том числе и насекомых. Благодаря малым размерам удовлетворить такие потребности им гораздо проще, чем крупны ...

Циклическая структура периодической системы химических элементов Д.И.Менделеева
Циклическая структура периодической системы химических элементов Д.И.Менделеева ...