高中化學(xué)教學(xué)中引入化學(xué)軟件教改探討

韶樂群　彭震

摘 要：隨著多媒體教學(xué)普及，對中學(xué)化學(xué)老師教學(xué)提出了新的要求，為了適應(yīng)現(xiàn)代教學(xué)的發(fā)展，在高中化學(xué)教學(xué)中引入化學(xué)軟件勢在必行。文中介紹了ChemDraw、ACDFREE，Nobook虛擬實驗室等化學(xué)軟件的特點及應(yīng)用，為中學(xué)化學(xué)教師熟練掌握軟件和教學(xué)工作提供參考。

關(guān)鍵詞：化學(xué)教學(xué) 化學(xué)軟件 教改

隨著經(jīng)濟和科技的迅速發(fā)展，計算機，多媒體教學(xué)大量普及，化學(xué)軟件也日趨豐富成熟，化學(xué)軟件的使用在中學(xué)化學(xué)教學(xué)過程中已經(jīng)成為一種新常態(tài)?；瘜W(xué)軟件在中學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用的核心是化學(xué)作圖，主要包括物質(zhì)結(jié)構(gòu)繪制；三維結(jié)構(gòu)及其動畫繪制；實驗裝置圖；實驗?zāi)M動畫；方程式書寫等。中學(xué)化學(xué)教師熟練的使用化學(xué)軟件教學(xué)，能使課堂教學(xué)生動形象，增加學(xué)生對化學(xué)的興趣，更容易接受消化新知識，達到教學(xué)效果良好。同時降低了教師的勞動強度，提高了教學(xué)效率，提升了自己的專業(yè)技能，給教師命題閱卷，書寫教學(xué)論文提供了極大的方便。[1]

一、ChemOffice

ChemOffice 是美國劍橋軟件公司（Cambridge Soft Corporation）開發(fā)的，世界上最受歡迎的桌面化學(xué)軟件，目前已發(fā)展最到新版本ChemOffice 2014。ChemOffice的組成主要有ChemDraw 化學(xué)結(jié)構(gòu)繪圖，Chem3D 分子模型及仿真，ChemFinder 化學(xué)信息搜尋整合系統(tǒng)，此外還加入了 E-Notebook Ultra 12.0，BioAssay Pro12.0，量化軟件 MOPAC、Gaussian 和 GAMESS 的界面，ChemSAR， Server Excel， CLogP， CombiChem/Excel等等，ChemOffice Pro 還包含了全套 ChemInfo 數(shù)據(jù)庫，有 ChemACX 和 ChemACX-SC，Merck 索引和 ChemMSDX等等。中學(xué)化學(xué)教師只要求掌握ChemDraw 化學(xué)結(jié)構(gòu)繪圖，Chem3D 分子模型及仿真即可，對有機化學(xué)和化學(xué)結(jié)構(gòu)的教學(xué)有非常重要的意義。[2]

二、繪制化學(xué)儀器裝置圖

ChemDraw提供了多種化學(xué)儀器模板，繪制各種化學(xué)儀器，可用于課堂教學(xué)PPT的制作和試卷的制作。[3]

（2）三維結(jié)構(gòu)圖繪制

Chem3D能形象直觀的模擬分子的三維結(jié)構(gòu)，用球棍模型表示分子的空間構(gòu)型，并可以計算鍵角鍵長，分子模型還可以左右或空間旋轉(zhuǎn)，如圖是甲烷（CH4）的三維結(jié)構(gòu)，非常形象的把甲烷正四面體的結(jié)構(gòu)展現(xiàn)在學(xué)生面前。

三、ACDFREE

ACDFREE V11.0是高級化學(xué)發(fā)展有限公司（ACD）開發(fā)的 ACD/Labs 系列軟件中的免費軟件，主要包含 CAD/ChemSketch、CAD/3D Viewer，CAD/CHNMR Viewer和CAD/Chem Basic四個模塊 。中學(xué)教師要求熟練掌握ChemSketch和3D Viewer兩種軟件的使用。ChemSketch 有如下主要功能：用于畫化學(xué)結(jié)構(gòu)和計算，文本和圖象處理?？梢跃庉嫃?fù)雜的分子式和反應(yīng)式，構(gòu)建反應(yīng)儀器圖形和化學(xué)反應(yīng)裝置，同時有較豐富的數(shù)據(jù)庫，包含了所有常見的有機化學(xué)分子、和元素周期表，而且這些數(shù)據(jù)庫可以根據(jù)使用者的習(xí)慣進行編輯。3D Viewer：用于分子立體模型創(chuàng)建，演示。可以創(chuàng)建線狀、棍狀、球棍狀、碟狀分子模型圖，并自動旋轉(zhuǎn)，能快速生成非常精美的三維圖形和動畫，而且能方便的在二維和三維之間進行

轉(zhuǎn)換。

四、Nobook虛擬實驗室

Nobook虛擬實驗室是通過采用仿真技術(shù)，虛擬建造一個可操作的實驗應(yīng)用環(huán)境，在智能應(yīng)用平臺（計算機、手機、平板等）實現(xiàn)實驗流程的可視化仿真操作。有效避免環(huán)境、資金、設(shè)備、時間等不利因素對教學(xué)實驗所帶來的影響。目前NOBOOK化學(xué)虛擬實驗室開通了初中和高中化學(xué)實驗兩個軟件版本，實驗內(nèi)容緊跟國家出版教材。功能區(qū)分為經(jīng)典實驗、相對原子質(zhì)量、中英文對照、元素周期表、溶解性表、取用規(guī)則和我的實驗室功能板塊。[4]

（1） 經(jīng)典實驗部分涵蓋近200個等初、高中化學(xué)經(jīng)典教學(xué)實驗，用來輔助或代替教學(xué)實驗環(huán)節(jié)的實操。在該功能區(qū)中可以根據(jù)所提示的實驗步驟來自由的對實驗器材進行拖拽、組合等操作來完成實驗。利用該板塊，能夠突破物理空間與時間的限制，讓實驗隨時隨地進行。（2） 我的實驗室是NOBOOK化學(xué)虛擬實驗室一個特色功能，自由度較高，使用者可以對軟件所提供的數(shù)十種實驗器材進行模擬操作、組合，完成自己所設(shè)想的實驗，有效的培養(yǎng)學(xué)習(xí)者的創(chuàng)造性思維.（3） 其它相對原子質(zhì)量、中英文對照、元素周期表、溶解性表、取用規(guī)則等功能板塊為化學(xué)輔助知識。[5]

結(jié)語

總之，化學(xué)是一門重要的學(xué)科，隨著多媒體教學(xué)的普及，中學(xué)化學(xué)教師需要與時俱進。熟練掌握上述幾種化學(xué)軟件，

可大大提高復(fù)雜分子立體結(jié)構(gòu)和反應(yīng)方程式繪制的準確性和美觀性， 實驗教學(xué)生動直觀，降低教學(xué)勞動強度，提高課堂教學(xué)效果。

參考文獻

[1]陳泓， 曹慶文， 李夢龍.化學(xué)信息學(xué)發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 化學(xué)研究與應(yīng)用， 2004， 16（8）： 453-455.

[2]陳明旦， 譚凱. 化學(xué)信息學(xué)[M]. 北京： 化學(xué)工業(yè)出版社， 2011： 6-8.

[3]聶長明， 廖力夫. 計算化學(xué)[M]. 北京： 北京理工大學(xué)出版社， 2010： 253-258.

[4]黃鵬. ChemBioOffice Ultra 2008在中學(xué)有機化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用[J]. 化學(xué)教學(xué)， 2009， 31（8）：83-84.

[5]魏連軍， 陳光. 超級化學(xué)助手[J]. 計算機教與學(xué)， 2004， 20（5）： 48.