高中化學教學中引入化學軟件教改探討

韶樂群　彭震

摘 要：隨著多媒體教學普及，對中學化學老師教學提出了新的要求，為了適應現代教學的發展，在高中化學教學中引入化學軟件勢在必行。文中介紹了ChemDraw、ACDFREE，Nobook虛擬實驗室等化學軟件的特點及應用，為中學化學教師熟練掌握軟件和教學工作提供參考。

關鍵詞：化學教學 化學軟件 教改

隨著經濟和科技的迅速發展，計算機，多媒體教學大量普及，化學軟件也日趨豐富成熟，化學軟件的使用在中學化學教學過程中已經成為一種新常態。化學軟件在中學教學中的應用的核心是化學作圖，主要包括物質結構繪制；三維結構及其動畫繪制；實驗裝置圖；實驗模擬動畫；方程式書寫等。中學化學教師熟練的使用化學軟件教學，能使課堂教學生動形象，增加學生對化學的興趣，更容易接受消化新知識，達到教學效果良好。同時降低了教師的勞動強度，提高了教學效率，提升了自己的專業技能，給教師命題閱卷，書寫教學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）開發的，世界上最受歡迎的桌面化學軟件，目前已發展最到新版本ChemOffice 2014。ChemOffice的組成主要有ChemDraw 化學結構繪圖，Chem3D 分子模型及仿真，ChemFinder 化學信息搜尋整合系統，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 數據庫，有 ChemACX 和 ChemACX-SC，Merck 索引和 ChemMSDX等等。中學化學教師只要求掌握ChemDraw 化學結構繪圖，Chem3D 分子模型及仿真即可，對有機化學和化學結構的教學有非常重要的意義。[2]

二、繪制化學儀器裝置圖

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

（2）三維結構圖繪制

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

三、ACDFREE

ACDFREE V11.0是高級化學發展有限公司（ACD）開發的 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：用于畫化學結構和計算，文本和圖象處理。可以編輯復雜的分子式和反應式，構建反應儀器圖形和化學反應裝置，同時有較豐富的數據庫，包含了所有常見的有機化學分子、和元素周期表，而且這些數據庫可以根據使用者的習慣進行編輯。3D Viewer：用于分子立體模型創建，演示。可以創建線狀、棍狀、球棍狀、碟狀分子模型圖，并自動旋轉，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

轉換。

四、Nobook虛擬實驗室

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

（1） 經典實驗部分涵蓋近200個等初、高中化學經典教學實驗，用來輔助或代替教學實驗環節的實操。在該功能區中可以根據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十種實驗器材進行模擬操作、組合，完成自己所設想的實驗，有效的培養學習者的創造性思維.（3） 其它相對原子質量、中英文對照、元素周期表、溶解性表、取用規則等功能板塊為化學輔助知識。[5]

結語

總之，化學是一門重要的學科，隨著多媒體教學的普及，中學化學教師需要與時俱進。熟練掌握上述幾種化學軟件，

可大大提高復雜分子立體結構和反應方程式繪制的準確性和美觀性， 實驗教學生動直觀，降低教學勞動強度，提高課堂教學效果。

參考文獻

[1]陳泓， 曹慶文， 李夢龍.化學信息學發展現狀[J]. 化學研究與應用， 2004， 16（8）： 453-455.

[2]陳明旦， 譚凱. 化學信息學[M]. 北京： 化學工業出版社， 2011： 6-8.

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

[4]黃鵬. ChemBioOffice Ultra 2008在中學有機化學教學中的應用[J]. 化學教學， 2009， 31（8）：83-84.

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