化学软件(ChemOffice 3D, ChemSketch, Materials Studio)在新课程化学教学中的应用

化学软件（ChemOffice 3D, ChemSketch, Materials Studio）在新课程化

学教学中的应用

新课程化学教学，将功能强大的专业化学软件引入到中学化学教学过程，帮助化学教师更圆满地完成教学任务，随时解决很多专业问题，提高了学生的学习兴趣，使学生对化学的怕变为对化学的爱，也使学生的能力得以加强，同时提高了教师的专业能力，强化了教学技能，为新世纪教师应具备现代教育手段打好基础。

关键词：新课程化学教学、专业化学软件

新课程化学教学在我区已经进行了三年，所有的必修和选修教材均已与广大师生见面，化学必修内容更广泛更新颖，选修的内容更深入、学科性特点更强。化学教师在课堂教学、撰写教学论文、制作多媒体课件等过程中，需使用计算机处理各类化学信息的地方更多。作为化学教师，在新课程的高中化学教学中了解一些易用且功能全面的专业化学软件（不是教师自编的课件）的使用是非常必要的。下面将简单介绍可用于新课程教学的几种常用化学软件，目的是帮助化学教师更圆满地完成教学任务，提高教学效果。

1.巧用化学金排，提高化学教师在新课程教学中的专业文档编辑能力。

新课程教学中，化学教师角色发生了转变，经常将化学教学研究用于实践，即在行动中研究，这就需要教师经常总结教学成果，进行各种化学专业的教学设计。此时，要对化学专业文档进行专门的处理。化学金排是以Microsoft Word 为依托的一个国产化学软件，化学中常用的单质和常见化合物的电子式、氧化还原反应中的电子转移表示、原子结构示意简图、有机物结构式和有机反应方程式的输入等均很容易实现，化学仪器的自由组装很方便，还有大量的成套的中学化学装置随时可供化学教师调用。在各类化学符号输入过程中，可以自动识别大小写和上下标。教师接触到该软件后不用专门学习，很容易就会使用，是中学化学教师在新课程教学过程中化学文档编辑的有用帮手。

2．掌握功能强大的专业化学软件，为化学教师更好的完成新课程教学添砖加瓦。

在新课程教学中，很多化学教师更多的使用计算机辅助教学，往往事先做好课件（如含一些分子模型、晶体模型等的图像）在课堂上运用。但是课堂教学复杂万变，尤其新课程强调师生的互动，有些专业知识点（如某些分子的空间形状、晶体的构型等）不一定事先考虑的周全。此时，如果化学教师能够掌握更强大的专业化学软件，就可以随时解决很多专业问题。通过新课程教学实际运用，我感觉以下化学专业软件对新课程课堂教学有较大的实用价值，值得教师学习运用。

（1）可广泛运用于必修二（含有机部分）、选修五（有机化学基础）的化学办公软件ChemOffice Ultra 2006套件。

ChemOffice Ultra 2006主要包含了ChemDraw10.0 化学结构绘图、Chem3D10.0分子模型及仿真、ChemFinder10.0化学信息搜寻整合系统等多个模块。

中学化学教师可以先重点掌握ChemDraw 10.0和Chem3D10.0。前者是当前世界上最常用的结构编辑软件，是化学专业期刊指定的书写表达工具。它可建立和编辑各类非常复杂的有机化学中的化学式、方程式、结构式等，检查有机分子结构的合理性与立体化学的空间表达，精确显示有机分子中指定结构部分的多种光谱，可以用内置的生物绘画工具表示DNA的分子螺旋结构，还可以预测分子的某些常见物理化学性质。对已有的结构可以按IUPAC原则自动命名。依托网络还包含化学数据库共几十万个化合物信息，为化学教师对化合物结构更加全面地了解创造了条件。后者提供高质量的3D分子立体图，是分子仿真分析的最佳环境，即任何有机分子结构可以在线段模型、球棍模型和比例模型中自由变换，同时显示分子中全部的键长、键角、键能等重要参数。Chem3D 10.0还能借助ChemDra w10.0窗口，在ChemDraw上画出的二维结构式立刻自动转换为三维结构。Chem3 D 10.0产生的三维分子图象可以制成avi动画文件用于其它多媒体演示，还能制作出立体电影的效果，大大增强了学生探究分子结构的兴趣。

ChemOffice Ultra 2006的另一个重要模块ChemFinder10能快速搜寻化学信息，所提供的ChemInfo信息系统是目前世界上最丰富的数据库之一。对于中学化学教师进行化学教学研究和化学科技前沿信息的收集非常方便。

在新课程化学科必修二（含有机部分）、选修五（有机化学基础）模块教学中，ChemOffice Ultra 2006套件可以发挥重要作用。如在ChemDraw画出某有机物的结构式，Chem3D立刻显示出该有机物的三维立体图像（如右图）。特别适合于有机分子结构的展示、同分异构体结构的探究、有机分子原子共面和共线的分析、有机分子重要数据（如键能、键长、键角）获取等，可以提高学生对有机分子结构的理解能力。新课程化学教学中，中学化学教师若能初步掌握这一专业软件，就能随时处理有机化学教学过程中多种专业问题。

（2）简单易用的ChemWindow 6.0 和ChemSketch 10.0，人性化的中文界面更便于中学化学教师使用。

ChemWindow 6.0包括绘画化学符号、化学实验装置和光谱处理工具。它在用于化学符号、键参数、电子云图、实验装置、化学计算等综合处理时非常便捷。内置大量的化学分子结构模板，使化学上绝大多数结构式在ChemWindow 6.0 中均可以绘画出，使用起来很方便。它提供的大量实验仪器装置，可以用来构建和组装二维的实验室玻璃器皿和实验装置图，教师可以根据的需要进行组合。与P owerPoint等软件协作，将ChemWindow 软件图形插入Power Point的幻灯片中，进行化学多媒体演示等，效果很好。ChemWindow 6.0的另一个突出的特点是与光谱的结合，可以在选修五（有机化学基础）模块中有机分子的红外光谱、质谱、核磁共振谱图等的教学发挥作用。

ChemSketch 10.0是加拿大ACD公司设计的免费软件（可从互联网下载），有如下主要模块：用于画化学结构和计算它们性质的模块、用于文本和图象处理的画图模块和对物质组成等进行估算的分子性质模块。ChemSketch 10.0能快速地分析有机结构可能的同分异构体，有多种渲染模式（如球棍模型和比例模型），具有非常好的多种光谱和分子性质预测、化学系统命名等能力。ChemSketch 10.

0中的ACD/I-Lab 可通过互联网提供进入ACD化学数据库并进行化学、物理性质预测的服务。

以上两款软件均有中文版，为化学科技论文的撰写、直接辅助化学课堂教学、化学CAI课件制作带来方便，很适合中学化学教师使用。

（3）选修三（物质结构）教学中的法宝——化学专业软件Materials Studio 4.

0 ，各种晶体结构随手可得。

在新课程选修三（物质结构）的教学中，涉及到了很多晶体结构的知识点。而很多学生的空间想象能力比较差，难以想象各种晶体中的空间微粒分布，这是选修三（物质结构）教学难点之一。为了突破难点，提高学生的空间想象能力，化学教师可以借助于Materials Studio 4.0进行辅助教学，便可以较顺利的展开多种晶体结构的教学。

Materials Studio 4.0 是美国ACCELRYS公司近几年推出的新一代的模拟软件，它的工作界面如右图。该软件包括Materials Visualizer、Discover等功能模块，其中核心模块是Materials Visualizer。是世界上最先进的材料仿真和建模软件，它能方便的建立和研究有机、无机晶体三维结构模型，并能操纵、查看、分析这些模型。Materials Studio 4.0工作界面如图：

在新课程物质结构（选修3）模块教学中，教师只要向Materials Studio 4. 0中输入简单的数据，即可得到需要的三维晶体结构，通过鼠标控制，观察晶体结构的任何微粒的位置。更实惠的是，Materials Studio 4.0有大量晶体示例库，中学课本中涉及的晶体类型示例库中都有，教师只需调用即可。

综上所述，使用、选择适当的化学软件给化学教师的科研、课堂教学工作带来很大的便利。所以在新课程的教学中，建议化学教师能够初步了解一些专业化学软件的使用方法，对于提高教学效果、新课程中化学有关模块顺利实施非常有益。一方面提高了学生的学习兴趣，使学生对化学的怕变为对化学的爱，使学生的能力得以加强；另一方面，提高了教师的专业能力，强化了教学技能，为新世纪教师应具备现代教育手段打好基础。因此，在新课程化学教学过程中，将现代

专业化学软件引入到中学教学课堂大有好处，它必将中学化学教学带入新的天地。