計算機與化學教學如何有效結合

王沖

（天津渤海職業技術學院信息工程系,天津300402）

隨著互聯網技術的飛速發展，社會信息化程序的增加，計算機技術應用與生產生活的各個方便，在教學領域也越來越多的用到了計算機技術。信息化教學也被各個院校當做重點工作展開。因此隨著計算機技術與教學越來越緊密，通過計算機技術的運用是提高化學教學有效手段[1]。

1　傳統化學教學的特點

高職院校的化學專業受到傳統教學模式的影響，在教學模式、教學方法、教學手段、師資力量和實驗環境等受到限制，在思想觀念、考核模式、教學模式等方面存在較多問題。經典的化學教學模式為：學生課前預習-教師課堂講解-學生做實驗-學生提交報告。在這種經典的模式下，學生只能完成老師講過部分實驗，按照實驗步驟進行操作處理，學生完全處理被動的學習，調動不起來學生的學習積極性，達不到提高學生創新性的目標，同樣所學到的知識也較易忘記，教學效果比較一般[4～7]。同時，化學實驗自身具有比較危險的特點，教師會將大部分時間強調實驗的注意事項，一旦有誤，不僅會產生事故甚至會危害學生的生命健康。因為由于化學教學以上的特點，有必要將計算機的技術引入到傳統的化學教學中來。

2　計算機與化學教學結合方法

化學實驗是一項特殊的認知活動，教學的目的是讓學生在實驗的過程中更好的掌握知識，提高學生的認知和操作能力。為了使學生更直觀更方便地認知，可以使用ACD/Chemsketch軟件，此軟件是公開免費的，可以方便地繪制立體的化學圖形，化學元素等，具有各種各樣的化學符號，其本身具有強大的繪圖功能。繪制完成后亦可以選擇3DViewer模式進行立體優化，可以更為直觀地顯示化學元素的立體結構。另外一個較為方便的化學圖片和文字的編輯軟件是ChemWindow，這款軟件能夠方便地繪制化學實驗流程圖，化學圖形，多種實驗裝置等。此外還有 ChemoOffice、ChemDraw、Chem-Finder和Chem3D等多款實用方便的化學專業應用軟件[8～14]。Chem3D具有三種計算方法，分別是Gaussian、MM2和MOPAC等三種方法，適用于不同的分子種類，學生需要根據實驗參數和資料類型來選擇最適合的計算方法。MM2模式能夠對分子進行力學模擬，Chem3D模式可以對分子結構進行優化，MOPAC模式能夠在計算過程中對液態能量進行優化。Chem Draw軟件能夠計算并分析化合物的參數，其中涵蓋了分子量、分子式、質荷比和摩爾質量等參數。感興趣的讀者可以從官網下載相應的軟件，安裝學習。在數據處理方面有數據處理軟件Origin，它包含多種數學函數計算庫，內置了信號處理、統計學、峰值分析和曲線擬合等數據分析工具。由于其可以處理C程序并兼具計算和畫圖等多種功能，較適合應用于科研數據處理和高等教育教學數據處理分析。

在教學過程中，老師可以進行三維動畫演示，真實模擬實驗操作的每一個步驟，使學生學起來更加生動，利用多媒體課件導入引入實驗，在借助實驗演示探究規律，讓學生觀察實驗現象，通過仿真軟件模擬再現，可以播放動畫和視頻，強化學生的認知，反復強調重點，再通過班級微信公眾號的信息發布，進行師生互動和協作交流，形成概念并總結規律，最后利用網絡資源進行知識的遷移，意義的重構，使學生大學融會貫通，舉一反三的效果，并拓展學生的學習思路和思維模式。在老師教學過程中，教師首先高屋建瓴的引導學生構建知識體系，借助仿真化學實驗室和仿真化學軟件等讓學生熟悉操作并達到了鞏固知識的目的，利用網上互動平臺共享網絡資源，使學生可以合作學習，互幫互助，并且對知識進行深化，利用在線飯反饋系統和互動平臺，可以進行自我學習評價和小組學習評價，是加深記憶強化記憶的階段，最后進行師生互動，交流分享并拓展應用。

3　結論

具有實用價值的信息化手段和計算機軟件還有很多，由于篇幅的限制本文不再一一列舉，熟練掌握計算機軟件可以解決學習和生產生活中的多種問題，因此更加明白計算機技術對于化學教學和研究來說是重要的手段，因此需要不斷豐富和深入研究計算機技術與化學教學的就深度和更好的結合。隨著社會生產生活的高度信息化，利用好計算機這一利器有利于化學這一傳統的學科煥發出新的生命力，也是開展化學教學與生產應用的嶄新方式。本文給出了多種計算機技術應用于化學教學中的方法，但是仍需處理好傳統教學和信息化收的教學的結合，如何更好更有效的結合仍是日后研究的方向和重點。

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