三種工具軟件在化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用探究

鐘澤君

【摘要】計(jì)算機(jī)技術(shù)的提高促進(jìn)了工具軟件在教學(xué)當(dāng)中的應(yīng)用與發(fā)展。選取正確的工具軟件和使用方法能夠促進(jìn)和輔助化學(xué)實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)。本文簡(jiǎn)單描述了ChemDraw軟件（化學(xué)結(jié)構(gòu)繪圖軟件）、Chem3D軟件（分子模擬分析繪圖軟件）和Ulead Gif Animator5.0軟件（動(dòng)畫制作軟件）三種工具軟件，并且從應(yīng)用的角度進(jìn)行了相應(yīng)的分析和探討。

【關(guān)鍵詞】ChemDraw；Chem3D；Ulead Gif Animator5.0；化學(xué)教學(xué)

前言

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)軟件在教學(xué)當(dāng)中的應(yīng)用越來越廣泛，對(duì)教學(xué)促進(jìn)作用也越來越大，因而引起人們的注意。從工具軟件的角度而言，其具有一定的復(fù)雜性，每一種工具軟件都有其不同的功用。因此我們需要對(duì)市場(chǎng)上門類眾多的工具軟件進(jìn)行有效的識(shí)別，找出適合于教學(xué)運(yùn)用的最佳選擇。針對(duì)于化學(xué)教學(xué)應(yīng)用工具軟件而言，要根據(jù)化學(xué)教學(xué)的實(shí)際特點(diǎn)，考察期輔助作用的大小進(jìn)行有效的篩選，以達(dá)成提高教學(xué)質(zhì)量的目的。

一、工具軟件的分類

互聯(lián)網(wǎng)上有很多提供工具軟件下載服務(wù)，每一個(gè)工具軟件都有研發(fā)者獨(dú)到的研發(fā)技術(shù)和研發(fā)目的，我們?cè)谶x擇輔助化學(xué)教育工具軟件首先需要對(duì)教學(xué)的內(nèi)容和任務(wù)進(jìn)行明確，按照分析化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、無機(jī)化學(xué)等幾個(gè)大類別予以分類；其次按照小類別進(jìn)行有效的劃分，如：分析化學(xué)當(dāng)中，存在光譜分析工具軟件、容量分析工具軟件等。每一個(gè)教學(xué)任務(wù)的具體指向不同，所需要下載的工具軟件也有所不同。我們可按照工具軟件的功能、工具軟件的目的性和教育性、工具軟件的支持程度來積極有效的篩選。

1.按功能劃分

工具軟件的功能分為單一型和綜合型兩個(gè)類別。單一型化學(xué)工具軟件是針對(duì)某一個(gè)單項(xiàng)目來進(jìn)行的，如在化學(xué)分子式編輯器、方程式編輯器、元素周期表查看器、分子式量計(jì)算器等，這些功能單一化的工具軟件能夠解決較為簡(jiǎn)單的二維問題。綜合型化學(xué)工具軟件能夠通過計(jì)算、編輯處理較為復(fù)雜的數(shù)據(jù)問題，如估計(jì)軟件當(dāng)中ChemOffice、ChemWindow、ChemSketch等，它們所解決的問題具有一定的疊加性質(zhì)。單一型和綜合型工具軟件都能在一定程度上起到了輔助教學(xué)作用，幫助學(xué)生和教師提高了學(xué)習(xí)和教學(xué)的效率。

2.按教育目的性和功能劃分

工具軟件都有一定程度的教育功能，只是由于工具軟件開發(fā)者的思維以及研發(fā)側(cè)重點(diǎn)，會(huì)造成教育目的性和功能性的不同。因此我們?cè)谶x擇輔助化學(xué)教學(xué)的工具軟件的時(shí)候，要注意其功能的強(qiáng)弱和目的作用的大小。常規(guī)的Alkane Naming、Aromatic Naming等，其廣泛運(yùn)用于烷烴、芳香化合物分子結(jié)構(gòu)式的知識(shí)點(diǎn)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行熟悉和掌握烷烴、芳香化合物分子結(jié)構(gòu)式有很大的幫助和提高。再如Chem3D軟件主要適用于分子模擬分析、hemDraw軟件主要適用于化學(xué)結(jié)構(gòu)繪圖、Ulead Gif Animator5.0軟件主要適用于動(dòng)畫的制作。

3.按對(duì)網(wǎng)絡(luò)的支持程度劃分

網(wǎng)絡(luò)上的工具軟件各自支持程度也有區(qū)別，按照目前支持程度的大小和類別可劃分為單機(jī)版和網(wǎng)絡(luò)版兩種。單機(jī)版主要適用于網(wǎng)絡(luò)欠發(fā)達(dá)地區(qū)，其缺陷在于無法前后比較、不能進(jìn)行及時(shí)的升級(jí)；網(wǎng)絡(luò)版廣泛運(yùn)用于各個(gè)網(wǎng)絡(luò)區(qū)域，能夠網(wǎng)絡(luò)對(duì)軟件的實(shí)用性進(jìn)行有效的評(píng)價(jià)，并且能夠即使得到軟件研發(fā)者的支持和更新。

二、三種工具軟件在教育教學(xué)中的應(yīng)用和作用

1.三種工具軟件在教育教學(xué)中的應(yīng)用

ChemDraw軟件是目前廣受歡迎的一種化學(xué)繪圖工具軟件，其所涉及的內(nèi)容涵蓋化學(xué)作圖、分子模型生成、化學(xué)數(shù)據(jù)庫信息管理等多個(gè)指向，如能夠完成運(yùn)ChemDraw軟件繪制乙醇的分子式及反應(yīng)方程式、用ChemDraw軟件繪制化學(xué)鍵的形成過程。Chem3D是一款功能強(qiáng)大的桌面建模程序，人們可以通過Chem3D來進(jìn)行生成小分子和生物大分子的3D模型，并且針對(duì)模型可以執(zhí)行各種計(jì)算和操作，以便研究物質(zhì)的屬性和相互作用。如在化學(xué)教學(xué)過程當(dāng)中我們可以用Chem3D軟件繪制乙醇的三維空間結(jié)構(gòu)和微觀反應(yīng)過程等。Ulead Gif Animator是一款友立公司出版的GIF動(dòng)畫制作軟件，內(nèi)建的Plugin形成模板，其特殊性還在于將AVI文件轉(zhuǎn)成動(dòng)畫GIF文件，并將動(dòng)畫GIF圖片最佳化?；瘜W(xué)教學(xué)實(shí)踐當(dāng)中，Ulead Gif Animator常被用來制作反應(yīng)過程的動(dòng)畫和應(yīng)用于結(jié)構(gòu)化學(xué)中σ鍵和π鍵教學(xué)。三種工具軟件學(xué)科工具軟件之所以能夠應(yīng)用于教育教學(xué)，并發(fā)揮越來越重要的作用，一方面得益于軟件設(shè)計(jì)者獨(dú)特、巧妙的教學(xué)設(shè)計(jì)和功能模塊設(shè)計(jì)，另一方面有賴于現(xiàn)代化的多媒體與網(wǎng)絡(luò)教學(xué)媒體的廣泛應(yīng)用。

2三種工具軟件在教育教學(xué)中的作用

一方面化學(xué)教師可以充分挖掘和利用化學(xué)工具軟件的教育功能，通過網(wǎng)絡(luò)或投影儀動(dòng)態(tài)演示有關(guān)化學(xué)教學(xué)內(nèi)容以傳授知識(shí)，動(dòng)態(tài)演示如何利用工具軟件解決化學(xué)問題以培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。二方面演示化學(xué)現(xiàn)象、化學(xué)過程，揭示化學(xué)原理，加深對(duì)抽象的化學(xué)概念的理解，完成復(fù)習(xí)舊課、講授新課、鞏固新課、課堂測(cè)驗(yàn)（練習(xí)）、布置作業(yè)等教學(xué)環(huán)節(jié)。例如，利用ChemDraw軟件可以準(zhǔn)確處理和描繪有機(jī)材料、有機(jī)金屬、聚合材料和生物聚合物（包括氨基酸、肽、DNA及RNA序列等），以及處理立體化學(xué)等高級(jí)形式。并且可以建立和編輯與化學(xué)有關(guān)的一切圖形，如建立和編輯各類化學(xué)式、方程式、結(jié)構(gòu)式、立體圖形、對(duì)稱圖形、軌道等，并能對(duì)圖形進(jìn)行翻轉(zhuǎn)、旋轉(zhuǎn)、縮放、存儲(chǔ)、復(fù)制、粘貼等多種操作。讓教學(xué)更為直觀，更容易掌握；利用Chem3D軟件在構(gòu)象教學(xué)中的優(yōu)勢(shì)最為明顯。如在環(huán)已烷的教學(xué)中，就可以利用利用Chem3D軟件將環(huán)已烷兩種經(jīng)典的構(gòu)象椅式和船式構(gòu)象展現(xiàn)出來，為教學(xué)提供了更多的便利。三方面除了應(yīng)用于課堂教學(xué)外，化學(xué)教師也可指導(dǎo)學(xué)生利用化學(xué)工具軟件進(jìn)行自主學(xué)習(xí)、獨(dú)立探究和嘗試解決化學(xué)問題，或?qū)δ承?fù)雜問題，進(jìn)行合作學(xué)習(xí)和協(xié)同探究。

結(jié)語

計(jì)算機(jī)技術(shù)的提高促進(jìn)了工具軟件在教學(xué)當(dāng)中的應(yīng)用與發(fā)展。選取正確的工具軟件和使用方法能夠促進(jìn)和輔助化學(xué)實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)。在實(shí)際化學(xué)教學(xué)當(dāng)中，我們可根據(jù)自身教學(xué)的特點(diǎn)、要求和學(xué)生的情況進(jìn)行有針對(duì)性的篩選，從而促進(jìn)工具軟件在化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用和發(fā)展。

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