關(guān)于ChemDraw軟件在高中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用研究

張仲偉

摘 要：ChemDraw是一款簡(jiǎn)單實(shí)用的化學(xué)繪圖軟件，在高中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用能夠有效提升課堂教學(xué)效率。首先對(duì)ChemDraw軟件在高中化學(xué)課堂中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)進(jìn)行分析，進(jìn)而詳細(xì)研究ChemDraw軟件的教學(xué)應(yīng)用策略，以期促進(jìn)高中化學(xué)教學(xué)效率和課堂效果的優(yōu)化提升。

關(guān)鍵詞：ChemDraw軟件；高中化學(xué)；教學(xué)應(yīng)用

高中化學(xué)主要研究物質(zhì)的組成結(jié)構(gòu)和性質(zhì)變化，包含有機(jī)化學(xué)、無(wú)機(jī)化學(xué)兩大部分。在課堂教學(xué)過(guò)程中，需要對(duì)物質(zhì)的微觀組成結(jié)構(gòu)進(jìn)行繪圖展示，包括繪制三維空間結(jié)構(gòu)圖等，讓學(xué)生直觀地認(rèn)識(shí)物質(zhì)組成結(jié)構(gòu)，從而建立相關(guān)知識(shí)概念。利用計(jì)算機(jī)專業(yè)軟件完成繪圖過(guò)程，不僅效率更高，而且展示效果更好。

一、ChemDraw軟件的教學(xué)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

ChemDraw軟件是一款專用化學(xué)繪圖軟件，作為ChemBioOffice的核心工具之一，這款軟件為化學(xué)研究者們提供了一條較為完整的繪圖解決方案?？梢愿鶕?jù)輸入的物質(zhì)名稱，自動(dòng)繪制化學(xué)結(jié)構(gòu)、反應(yīng)式，并獲取相應(yīng)屬性數(shù)據(jù)、光譜數(shù)據(jù)等。這極大地方便了化學(xué)研究工作，ChemDraw軟件從很早開(kāi)始就在化學(xué)研究領(lǐng)域得到了應(yīng)用。近年來(lái)，ChemDraw軟件進(jìn)課堂，也成為該軟件的一種應(yīng)用趨勢(shì)。伴隨著高中化學(xué)教學(xué)信息化改革的不斷深入，許多優(yōu)秀的計(jì)算機(jī)軟件被引入化學(xué)課堂中。ChemDraw軟件是其中之一，也是其中特別受廣大師生歡迎的軟件。其應(yīng)用優(yōu)勢(shì)集中表現(xiàn)在三個(gè)方面，一是功能完善，二是使用方便，三是圖形可視化。特別是在有機(jī)化學(xué)教學(xué)中，物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜，利用ChemDraw軟件快速成圖，能夠明顯提升化學(xué)教學(xué)效率。ChemDraw軟件完全具備處理生物聚合物、聚合材料、立體化學(xué)形式等的能力，在高中化學(xué)教學(xué)中具有廣闊的應(yīng)用前景[1]。

二、ChemDraw軟件在高中化學(xué)教學(xué)中的具體應(yīng)用

1.應(yīng)用ChemDraw軟件直觀展示分子結(jié)構(gòu)

ChemDraw軟件在高中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用，首先要充分發(fā)揮其繪圖功能的作用，在教學(xué)過(guò)程中，直觀展示分子結(jié)構(gòu)，幫助學(xué)生降低知識(shí)理解難度。比如在學(xué)習(xí)有關(guān)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的知識(shí)內(nèi)容時(shí)，由于物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)抽象度較高，不僅對(duì)學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)掌握水平有較高要求，還要具備一定的空間想象能力，才能學(xué)好這部分知識(shí)內(nèi)容。在以往的教學(xué)過(guò)程中，教師采取手繪方式，難以對(duì)遇到的每一個(gè)分子結(jié)構(gòu)式進(jìn)行展示。利用ChemDraw軟件的快速成圖功能，可以使這一問(wèn)題迎刃而解。而且ChemDraw軟件能夠借助圖形可視化窗口展示分子空間結(jié)構(gòu)。利用其分析Al2O3、Fe2O3、Na2O等晶體結(jié)構(gòu)，在學(xué)生觀察的過(guò)程中進(jìn)行講解，并開(kāi)展相關(guān)探究活動(dòng)，可以幫助學(xué)生順利完成知識(shí)內(nèi)化過(guò)程，提高課堂教學(xué)質(zhì)量[2]。

2.應(yīng)用ChemDraw軟件激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

高中化學(xué)課程本身具有較高的抽象性和枯燥性，如果學(xué)生不能體會(huì)化學(xué)學(xué)科的魅力所在，就難以激發(fā)學(xué)習(xí)興趣?；瘜W(xué)作為一門(mén)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)學(xué)科，精密的物質(zhì)微觀組成、具有規(guī)律性的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，正是其學(xué)科魅力的集中體現(xiàn)。利用ChemDraw軟件進(jìn)行教學(xué)演示，可以引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)化學(xué)學(xué)科的奧妙，激發(fā)學(xué)生內(nèi)在的學(xué)習(xí)和探究興趣。在創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境時(shí)，也可以利用ChemDraw軟件呈現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容，教師還可以將ChemDraw軟件得到的繪圖成果，經(jīng)過(guò)剪輯和編輯，制作成短視頻，發(fā)布在教學(xué)網(wǎng)中，供學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。在這種新穎的教學(xué)形式下，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣可以得到充分釋放。

3.應(yīng)用ChemDraw軟件輔助化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究

在高中化學(xué)教學(xué)過(guò)程中，也包含許多化學(xué)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，但是受實(shí)驗(yàn)課程安排、教學(xué)條件、實(shí)驗(yàn)安全性等方面的限制，學(xué)生可能無(wú)法完成所有的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。ChemDraw軟件也提供了許多輔助實(shí)驗(yàn)功能，包括其內(nèi)部的多彩細(xì)胞器、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物等，利用ChemDraw進(jìn)行繪圖，自動(dòng)生成立體圖像，然后可以利用ChemDraw分析物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)。在這樣模擬的化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程中，學(xué)生可以親自動(dòng)手完成各種化學(xué)實(shí)驗(yàn)，得到思維能力和動(dòng)手實(shí)踐能力的鍛煉。比如利用ChemDraw測(cè)出甲烷等分子結(jié)構(gòu)的鍵長(zhǎng)、鍵角等，讓學(xué)生對(duì)這部分知識(shí)內(nèi)容產(chǎn)生更深刻的記憶。

4.應(yīng)用ChemDraw軟件梳理課堂知識(shí)點(diǎn)

教師也可以利用ChemDraw軟件，幫助學(xué)生梳理課堂知識(shí)點(diǎn)，為學(xué)生的課后復(fù)習(xí)打下良好基礎(chǔ)。比如利用ChemDraw軟件比較甲烷和氯甲烷的分子結(jié)構(gòu)，通過(guò)軟件演示，氯甲烷相當(dāng)于用一個(gè)氯原子替換甲烷結(jié)構(gòu)中的一個(gè)氫原子，但是其鍵長(zhǎng)和鍵角也發(fā)生了變化。H-C-H之間的鍵角是110.44°，而Cl-C-H間的鍵角是108.57°。甲烷的結(jié)構(gòu)是一個(gè)正四面體，而氯甲烷的結(jié)構(gòu)是一個(gè)非正四面體。利用一個(gè)分子結(jié)構(gòu)圖包含這些知識(shí)內(nèi)容，可以讓學(xué)生復(fù)習(xí)時(shí)更加方便。

綜上所述，ChemDraw軟件在高中化學(xué)中的應(yīng)用具有多方面優(yōu)勢(shì)，可以提升課堂教學(xué)效率，優(yōu)化課堂教學(xué)效果，激發(fā)學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)興趣。通過(guò)對(duì)ChemDraw軟件在化學(xué)課堂中的具體應(yīng)用策略進(jìn)行分析，可以為實(shí)際教學(xué)活動(dòng)提供參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]李延龍，戚孝天，藍(lán)宇.Gaussian軟件在高中有機(jī)化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用[J].化學(xué)教育（中英文），2017，38（13）：59-62.

[2]張映偉.化學(xué)軟件在高中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用現(xiàn)狀及實(shí)踐初探[J].課程教育研究，2015（35）：169.

注：本文系甘肅省蘭州市2018年度教師個(gè)人課題《化學(xué)工具軟件ChemDraw輔助教學(xué)設(shè)計(jì)研究》研究成果，課題立項(xiàng)號(hào)：LZ[2018]GR00010849。

編輯 李燁艷