Samodzielna nauka chemii: czy to możliwe?

Samodzielna nauka chemii to wyzwanie, które wymaga odwagi i determinacji. To dziedzina, która zmusza do zmierzenia się z abstrakcyjnymi koncepcjami i rozwiązywania problemów, które wymagają poważnego, krytycznego i kreatywnego myślenia, a nie tylko mechanicznego zapamiętywania. Choć chemia jest przedmiotem wymagającym, to dla osób uczących się samodzielnie nie jest nieprzenikniona. Dostępnych jest wiele podręczników i bezpłatnych zasobów online.

Niezależnie od tego, czy uczysz się chemii, aby zostać chemikiem, czy z czystej ciekawości intelektualnej, aby lepiej zrozumieć, jak działa nasz świat, ten przewodnik pomoże Ci osiągnąć cele samokształcenia. Ten 7-etapowy plan ma na celu zapewnienie podstawowej wiedzy z chemii, porównywalnej z wiedzą studenta chemii na studiach, choć bez zajęć laboratoryjnych.

Poniżej znajduje się przegląd kroków do samodzielnej nauki chemii od podstaw:

1. Obejrzyj kurs wideo wprowadzający: Uzyskaj przegląd dziedziny nauki za pomocą Crash Course Chemistry.
2. Przeczytaj 2-3 popularne książki o chemii: Sprawdź swoją ciekawość, czytając ciekawe i inspirujące książki o chemii.
3. Poznaj 5 głównych działów chemii: Zobacz, jak dzieli się dziedzina chemii i zrozum różne działy.
4. Zacznij uczyć się układu okresowego: Zapoznaj się z pierwiastkami, ich właściwościami i znaczeniem ich położenia w układzie.
5. Przeczytaj podręcznik chemii dla początkujących: Przestudiuj podręcznik chemii na poziomie szkoły średniej, aby poznać podstawowe teorie i koncepcje.
6. Studiuj podręczniki na poziomie uniwersyteckim w kolejności: Użyj 6 podręczników i powiązanych materiałów online, aby nauczyć się chemii ogólnej, organicznej, nieorganicznej, analitycznej, biologicznej i fizycznej.
7. Podążaj za swoją ciekawością i wybierz specjalizację: Wybierz dział, który Cię najbardziej interesuje i dowiedz się o nim więcej.

Wcześniejsze kroki są ogólne, dają przegląd całego przedmiotu i są proste do wykonania. Jednak w miarę postępów stają się coraz trudniejsze pod względem tematyki i metod nauki oraz zajmują więcej czasu. Kroki są logicznie uporządkowane, ale możesz przeskakiwać lub pomijać rzeczy, które już znasz. Jeśli mniej więcej będziesz postępować zgodnie z tym przewodnikiem, systematycznie nauczysz się podstawowych działów chemii i będziesz w stanie lepiej wybrać poddziedzinę, którą chcesz studiować dogłębnie. Zacznijmy uczyć się chemii od podstaw!

1. Obejrzyj kurs wprowadzający Crash Course Chemistry

Crash Course Chemistry to 46-odcinkowa seria filmów na YouTube, która w angażujący, inspirujący, a czasem zabawny sposób przedstawia przegląd dziedziny chemii. Filmy z kursu trwają od 8 do 12 minut i stanowią wprowadzenie do wielu tematów, od układu okresowego po kinetykę i globalny obieg węgla, co czyni go idealnym kursem dla początkujących szukających mapy lub zarysu dziedziny. Jest to nieocenione źródło podstaw potrzebnych do zrozumienia podstaw każdego przedmiotu, którego uczę się samodzielnie, w tym pytań, które zadają sobie naukowcy, sposobów, w jakie znajdują odpowiedzi oraz wpływu tych odkryć na nasz świat.

2. Przeczytaj 2-3 popularne książki o chemii, aby sprawdzić swoją ciekawość

Po obejrzeniu Crash Course, przeczytaj kilka popularnych, ale cenionych akademicko książek o chemii, które zostały napisane dla laików zainteresowanych tym przedmiotem. Pomoże Ci to sprawdzić Twoją ciekawość chemii, jak naukowiec, aby zobaczyć, czy jest wystarczająco duża, aby uzasadnić długi projekt samokształcenia. Jeśli książki inspirują i wciągają, jeśli czujesz, że tworzy się chemiczna więź między Twoją duszą a duszą pisarza, to są to oznaki, że warto podjąć ten wysiłek. Jeśli zamiast tego czujesz odrazę lub nudę, rozważ inny przedmiot.

Poniżej znajduje się kilka najczęściej polecanych książek o chemii dla początkujących:

• Znikająca łyżeczka: Ta zabawna historia układu okresowego opowiada ciekawe i inspirujące historie związane z pierwiastkami i naukowcami, którzy je odkryli i ich zastosowaniami, na przykład dlaczego gal jest wspaniałym pierwiastkiem do robienia dowcipów z łyżeczkami.
• Świat materii: Materiałoznawca ujawnia złożoność i magię kryjącą się za materią, którą widzimy na co dzień, odpowiadając na pytania takie jak „dlaczego szkło jest przezroczyste?” i „dlaczego spinacz do papieru się wygina?”.
• Projektowanie molekularnego świata: Chemiczka obliczeniowa Michelle Franci zadaje tę książkę swoim studentom wprowadzającym do chemii, aby pokazać im, jak zabawne mogą być badania chemiczne. Przedstawia najnowsze i najbardziej ekscytujące osiągnięcia naukowe w chemii i dziedzinach pokrewnych.

Po przeczytaniu kilku z tych książek powinieneś być gotowy, aby zagłębić się w bardziej akademicki program chemii DIY. Czytaj dalej, aby dowiedzieć się, jak.

3. Poznaj pięć głównych działów chemii

Ważne jest, aby zapoznać się z głównymi działami chemii i zrozumieć na podstawowym poziomie, czym się od siebie różnią. Działami tymi są chemia organiczna, chemia nieorganiczna, chemia fizyczna, biochemia i chemia analityczna.

Później, w kroku szóstym, przestudiujesz cały podręcznik dla każdego z tych działów. Na razie skup się na obejrzeniu filmu i przeczytaniu artykułu o 5 działach chemii, aby uzyskać kontekst i stworzyć swego rodzaju mentalny segregator, w którym możesz uporządkować wszystkie nowe rzeczy, których będziesz się uczyć.

4. Zapoznaj się z układem okresowym

Pierwiastki w układzie okresowym są literami chemii. Układ okresowy jest alfabetem chemika i musimy go bardzo dobrze znać. Łącząc pierwiastki w różne kombinacje, tak jak robimy to, gdy piszemy słowa, możemy zbudować nasz słownik, zawierający wszystkie substancje we wszechświecie. Być może dlatego zapamiętywanie układu okresowego i śpiewanie pierwiastków w kolejności jest rytuałem przejścia dla tak wielu studentów chemii.

Chociaż może to być dobra umiejętność na późniejszym etapie samokształcenia, na razie ważne jest, aby po prostu zapoznać się z układem. Przede wszystkim powinieneś wiedzieć, co mówi lokalizacja pierwiastka o jego właściwościach. Powinieneś także zacząć doceniać pierwiastki i ich właściwości, tak jak wielki poeta musi doceniać słowa w swoim języku.

Świetnym sposobem na zapoznanie się z układem okresowym jest przeczytanie serii książek The Element’s Trilogy, oszałamiającej wizualnie reprezentacji pierwiastków. Trzy książki z serii to pierwiastki, reakcje i cząsteczki. Każda zawiera zdjęcia substancji, wraz z ich opisami, zabawnymi historiami o nich i danymi dotyczącymi ich właściwości. Jest idealna dla tych, którzy mają obsesję na punkcie pierwiastków.

5. Przerób podręcznik chemii dla początkujących

Chemia ogólna to podręcznik przeznaczony dla absolutnie początkujących w tym temacie i często używany w klasach chemii w szkołach średnich. Autor, Nivaldo J. Tro, jest wielokrotnie nagradzanym nauczycielem chemii z wciągającym i przystępnym stylem pisania. Przeczytanie tej książki wprowadzi Cię w różne tematy chemii i da podstawy niezbędne do przejścia do bardziej zaawansowanych podręczników używanych przez studentów chemii na uniwersytecie.

Wielką zaletą tej książki są pytania na końcu rozdziałów, które pomogą Ci sprawdzić zrozumienie właśnie poznanych koncepcji. Odpowiadanie na nie poprawia zdolność rozumienia i zapamiętywania tego, co właśnie przeczytałeś. Kolejną zaletą tego podręcznika są pomocne ilustracje. Jest to szczególnie przydatne dla osób uczących się wizualnie.

Jeśli poświęcisz godzinę dziennie na studiowanie tego podręcznika, prawdopodobnie zajmie Ci to od 1 do 2 miesięcy, zakładając, że studiujesz go uważnie, robisz notatki i odpowiadasz na pytania. Niektórzy z was, którzy brali chemię w szkole średniej i potrzebują tylko odświeżenia, mogą skończyć go jeszcze szybciej, pomijając rozdziały i koncepcje, które pamiętają.

6. Studiuj podręczniki chemii na poziomie uniwersyteckim w kolejności

Po nauczeniu się podstaw chemii nadszedł czas, aby zacząć czytać podręczniki na poziomie uniwersyteckim sekwencyjnie, po jednym na każdy z podstawowych kursów chemii, które studenci chemii biorą na uniwersytecie. Typowa kolejność kursów chemii i kolejność, w jakiej będziesz czytać podręczniki, jest następująca:

1. Chemia ogólna
2. Chemia organiczna
3. Chemia nieorganiczna
4. Biochemia
5. Chemia analityczna
6. Chemia fizyczna

Większość podręczników jest używana przez renomowane uniwersytety, takie jak MIT. Są również przystępne dla początkujących i wypełnione zadaniami do ćwiczeń, które możesz wykonać, aby sprawdzić swoją wiedzę i zrozumienie. Poniżej każdego podręcznika wymieniono również dodatkowe materiały do samodzielnej nauki, w tym wykłady, a nawet całe kursy online, z których możesz korzystać w połączeniu z podręcznikiem. Niektóre z kursów online zawierają zestawy zadań, rozwiązania, egzaminy, odpowiedzi do egzaminów i notatki z wykładów. Poniżej znajdziesz najlepsze podręczniki do samodzielnej nauki głównych dziedzin chemii, tak jak student chemii.

Chemia ogólna

Chemia ogólna to pierwszy kurs, który biorą studenci chemii. Obejmuje podstawowe tematy, zasady i teorie chemii, w tym materię, atomy, pomiary, cząsteczki, obliczenia chemiczne, gazy i inne. Studenci chemii zazwyczaj biorą go w 2 kursach w ciągu pierwszego roku, ale można to zrobić szybciej z podręcznikiem.

Najlepszy podręcznik do samodzielnej nauki chemii ogólnej: Chemia: The Central Science. Szeroko stosowany do nauczania chemii ogólnej na uniwersytetach, ten podręcznik zawiera zadania do ćwiczeń, odpowiedzi i ilustracje oraz posługuje się stylem pisania, który ułatwia zrozumienie złożonych tematów, które omawia.

Dodatkowe wykłady: UC Irvine General Chemistry 1a i UC Irvine General Chemistry 1b. Te nagrania wykładów z UC Irvine powinny pomóc Ci utrwalić to, czego nauczysz się podczas samodzielnej nauki z podręcznika chemii ogólnej. Niestety nie oferuje on zestawów zadań ani egzaminów, jak niektóre z innych kursów, ale nadal jest pomocny.

Wymagania wstępne: Chemia na poziomie szkoły średniej jest pomocna.

Chemia organiczna

Chemia organiczna zajmuje się związkami zawierającymi węgiel (materią organiczną) i wyjaśnia ich strukturę, właściwości i reakcje chemiczne (często między węglem, tlenem i wodorem). Uczysz się setek reakcji, jak działają i co produkują. Jest znana z tego, że jest trudna, ale niektórzy studenci twierdzą, że nie jest tak trudna, jak mogłaby sugerować jej reputacja. A z wyzwaniem przychodzi rozwój i satysfakcja z samego siebie.

Najlepszy podręcznik do samodzielnej nauki chemii organicznej: Organic Chemistry, L.G. Wade Jr. Pomimo brzydkiej okładki, jest to prosty i przystępny podręcznik do nauki zasad chemii organicznej i jej reakcji. Być może dlatego MIT używa go do nauczania swoich kursów chemii organicznej. Jeden z recenzentów powiedział o tym podręczniku: „Jeśli chcesz nauczyć się chemii organicznej z silnym, dogłębnym zrozumieniem, to jest to książka, którą bym wziął”. Książka zawiera kompleksowe i jasne wyjaśnienia każdego tematu, porady dotyczące tego, co zapamiętać, a co zrozumieć, liczne ilustracje i wskazówki, które pomogą Ci myśleć krytycznie, gdy podchodzisz do problemów chemicznych.

Dodatkowe kursy online: MIT Organic Chemistry I i MIT Organic Chemistry II. Te kursy online pochodzą z MIT OpenCourseWare i oba korzystają z podręcznika polecanego powyżej. Chociaż nie oferują nagrań wykładów, to udostępniają skarbnicę materiałów pomocniczych, takich jak notatki z wykładów, zestawy zadań i egzaminy (oba z rozwiązaniami). Przerobienie podręcznika plus kursów to doskonały sposób na zaatakowanie tematu z wielu stron.

Wymagania wstępne: Chemia ogólna.

Chemia nieorganiczna

Po nauczeniu się chemii organicznej przejdź do chemii nieorganicznej, czyli nauki o związkach nieorganicznych, czyli bez węgla — metali, minerałów itp. — i ich właściwościach, strukturze i zachowaniu. Zwykle jest brana po chemii organicznej i jest znana z tego, że jest nieco łatwiejsza, ale nadal jest chemią, więc zapnij pasy.

Najlepszy podręcznik do samodzielnej nauki chemii nieorganicznej: Inorganic Chemistry, Gary Miessler, etc. University of California Irvine używa tego podręcznika do nauczania chemii nieorganicznej w swoim kursie online. Język książki trafia w odpowiednią równowagę między głębią a szerokością, złożonością a prostotą, dzięki czemu jest idealna dla zmotywowanych początkujących samodzielnie uczących się chemii nieorganicznej. Zadania praktyczne w książce również zmuszą Cię do intensywnego myślenia o koncepcjach i pomogą Ci rozwinąć ich dogłębne zrozumienie.

Dodatkowe wykłady: UC Irvine Inorganic Chemistry. UC Irvine oferuje 29 wykładów z chemii nieorganicznej, prowadzonych przez Matthew D. Law, Ph.D. Chociaż podręcznik powinien być Twoim głównym celem, te wykłady mogą pomóc Ci zidentyfikować najważniejsze tematy do zrozumienia, a także wyjaśnić wszystko, co uważasz za mylące podczas czytania.

Wymagania wstępne: Chemia ogólna.

Chemia analityczna

Chemia analityczna to dział chemii zajmujący się rozdzielaniem, identyfikacją i ilościowym oznaczaniem materii. W porównaniu z podstawowymi koncepcjami chemii organicznej, podstawy chemii analitycznej są łatwiejsze do samodzielnej nauki.

Najlepszy podręcznik do samodzielnej nauki chemii analitycznej: Fundamentals of Analytical Chemistry, Skoog. Ten podręcznik da Ci solidne podstawy w głównych koncepcjach i zasadach chemii analitycznej, jednocześnie naświetlając wiele praktycznych zastosowań tej dziedziny. Ponadto podręcznik zawiera zadania do ćwiczeń, które stają się coraz trudniejsze w miarę pracy z książką, a także dogłębne wyjaśnienia, jak je rozwiązywać. Zapobiega to nieprzyjemnemu doświadczeniu, powszechnemu wśród osób uczących się samodzielnie, poczuciu, że pracujesz sam i zagubiony w ciemności bez żadnego przewodnictwa.

Dodatkowe materiały do kursu online: edX Basic Analytical Chemistry. Bezpłatny kurs online edX Basic Analytical Chemistry (49 USD za certyfikat) to świetny sposób na wprowadzenie do chemii analitycznej za pomocą filmów. Rozważ użycie go wraz z podręcznikiem, aby wzmocnić zrozumienie materiału, lub jako prekursor podręcznika, aby dać Ci kontekst.

Wymagania wstępne: Chemia ogólna.

Biochemia

Biochemia to interdyscyplinarna dziedzina, która wykorzystuje chemię do badania materii żywej na poziomie komórkowym i molekularnym. Zarówno chemia, jak i biologia uważają biochemię za subdyscyplinę, a kursy biochemii są powszechne w programach studiów studentów chemii. Samodzielne studiowanie biochemii powinno być interesujące, zwłaszcza że dziedzina ta jest często odpowiedzialna za głośne przełomy w naukach medycznych i żywieniowych.

Najlepszy podręcznik do samodzielnej nauki biochemii: Fundamentals of Biochemistry, Donald Voet, etc. Bezpłatny kurs biochemii online MIT używa powyższego podręcznika do nauczania klasy. Jeśli więc chcesz, możesz wykonać zadane lektury, a następnie obejrzeć odpowiednie wykłady. Jeśli wolisz po prostu przeczytać podręcznik, też możesz to zrobić. Jest dobrze skonstruowany do samodzielnej nauki, oferuje pomocne diagramy, jasne wyjaśnienia i sporą liczbę zadań do ćwiczeń.

Dodatkowe materiały do kursu online: MIT Biological Chemistry I. Ten bezpłatny kurs online MIT przepisuje podręcznik wspomniany powyżej swoim studentom i oferuje inne materiały do nauki online, takie jak wykłady wideo, notatki z wykładów, zestawy zadań, a nawet filmy z rozwiązaniami zestawów zadań, super pomocna funkcja, której większość jego kursów nie oferuje. Kursy mówią również, jakie lektury należy wykonać przed każdym wykładem.

Wymagania wstępne: Chemia ogólna i biologia na poziomie szkoły średniej.

Chemia fizyczna

Chemia fizyczna stosuje teorie i metody fizyki, w tym mechanikę kwantową, do badania układów chemicznych. Jest znana z tego, że jest jednym z najtrudniejszych przedmiotów na uniwersytecie, we wszystkich kierunkach, i może stanowić poważne wyzwanie dla osób samodzielnie uczących się chemii ze względu na wymagania wstępne z matematyki i fizyki. Jest to wyzwanie, które można pokonać, a w tym procesie rozwiniesz się intelektualnie i osobiście. Ponadto istnieje kilka naprawdę pomocnych zasobów online do samodzielnej nauki tej subdyscypliny. Zauważ, że istnieją wymagania wstępne dla tej dziedziny.

Najlepszy podręcznik do samodzielnej nauki chemii fizycznej: Quantum Chemistry, Donald A. McQuarrie. Polecam Quantum Chemistry, ponieważ MIT oferuje bezpłatny kurs online Physical Chemistry I, który korzysta z tego podręcznika. Ponieważ jest to tak trudny przedmiot, miło będzie mieć wykłady i zestawy zadań, które odnoszą się do tego, co czytasz. Książka jest również napisana w sposób, który wymaga zrozumienia podstaw rachunku różniczkowego i całkowitego. Porównywalne podręczniki do chemii fizycznej często wymagają od czytelników bardziej zaawansowanej wiedzy z zakresu rachunku różniczkowego i całkowitego. Wreszcie, książka jest dobrze zorganizowana, co zapewnia, że znasz terminologię i techniki matematyczne potrzebne do przejścia do następnego rozdziału. Zadania praktyczne są trudne, ale taka jest natura studiowania jednego z najtrudniejszych kursów chemii licencjackiej.

Dodatkowe materiały do kursu online: MIT Physical Chemistry. Bezpłatny kurs online MIT Physical Chemistry daje dostęp do prawie wszystkiego, czego mógłby chcieć chemik-samouk — wykładów wideo, notatek z wykładów, zestawów zadań, dobrze wyjaśnionych rozwiązań zestawów zadań, egzaminów i odpowiedzi do egzaminów. Wykorzystanie ich podczas studiowania podręcznika powinno pomóc Ci zrozumieć i zapamiętać informacje.

Wymagania wstępne: MIT Physics II: Electricity and Magnetism i MIT Multivariable Calculus.

7. Zawęź swoje zainteresowania i podążaj za swoją ciekawością

Jeśli dotarłeś tak daleko, rozwinąłeś poważne zrozumienie głównych koncepcji, technik, teorii i zastosowań w głównych działach chemii. W tym momencie rozważ wybór jednego konkretnego działu lub subdyscypliny, która najbardziej Ci się podoba, i zacznij zagłębiać się w nią, angażując się w dalsze czytanie i kursy online. Możesz również skupić się na nauce innych subdziedzin chemii, które nie zostały omówione w przewodniku, takich jak chemia środowiska lub chemia przemysłowa.

FAQ: Często zadawane pytania

Czy mogę samodzielnie studiować chemię?

Samodzielna nauka chemii bez nauczycieli jest możliwa, o ile masz odpowiednie podręczniki i wystarczający poziom ciekawości i samodyscypliny. Jeśli konsekwentnie poświęcasz czas i skupienie na naukę chemii i rozwiązywanie zadań, nic nie stoi na przeszkodzie, abyś zbudował imponujące podstawy wiedzy w tej nauce. Tak naprawdę jedyne dwie rzeczy, które ma student chemii, a których Ty nie masz, to dostęp do laboratorium i profesorowie. Chociaż doświadczenie laboratoryjne i wskazówki nauczycieli są ważną częścią edukacji chemicznej, większość wiedzy studenta chemii pochodzi ze studiowania podręczników i rozwiązywania zadań. Podręczniki można znaleźć w naszym planie samokształcenia chemii, a online, przeglądając sylabusy uniwersyteckie kursów, które są zgodne z tematami chemicznymi, których chcesz się samodzielnie uczyć. Ponadto wiele miejsc, takich jak MIT OpenCourseWare, daje również dostęp do pełnych kursów online, które zawierają nie tylko zestawy zadań i rozwiązania, ale także nagrania wykładów.

Podsumowanie: Samodzielna nauka chemii

W tym momencie niektórzy z Was mogą być tak zachwyceni chemią, że chcą kontynuować samodzielne studiowanie tego przedmiotu, a może nawet zapisać się na program uniwersytecki w tej dziedzinie. Jeśli tak, gratulacje i powodzenia! Inni mogą poczuć falę nienawiści do dziedziny chemii i chcieć kontynuować samodzielne studia w dziedzinie, która wydaje się nieco bardziej ludzka — na przykład psychologia lub literatura angielska. Gdziekolwiek jesteś na końcu tej podróży, niezależnie od tego, które kroki wykonałeś lub zignorowałeś, dokonałeś czegoś imponującego, studiując wymagający przedmiot naukowy bez pewności nagrody innej niż rozwój intelektualny i prawda. Bądź z tego dumny i pozwól, aby Twoja ciekawość poprowadziła Cię dalej ku następnej przygodzie edukacyjnej.

Jeśli chcesz poznać inne artykuły podobne do Samodzielna nauka chemii: czy to możliwe?, możesz odwiedzić kategorię Edukacja.