计算化学软件在大学有机化学教学中的应用

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1、计算化学软件在大学有机化学教学中的应用　　摘要：?S着教育改革的不断深入，计算机在教学中的应用中越来越广泛。尤其在大学有机化学中，二者的结合使学生的积极性得到提升，也激发了他们的兴趣，实现了教学方式的创新。一方面，应用软件可以以简单的符号将化学方程式表达出来。另一方面，它也能够将抽象的实验方式变得更加具体化。因此，本文以有机物分子的化学特征作为切入点，探讨计算化学软件在教学中的应用。　　关键词：计算化学软件；有机化学；应用　　DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.1

2、0.119　　近几年来，计算化学软件逐渐得到了人们的重视。在大学有机化学的教学中，它能够通过传统的平面符号将深奥的化学信息传递给学生，并加强他们对化学结构的理解。另外，传统的教学方式已经不能够满足学生对知识的需求，只有结合现代化的辅助工具，才可以达到提升学习效率的目的。　　1计算化学软件在大学有机化学教学中的应用　　（1）计算化学软件在立体模型方面的分析方式。从本质上来讲，分子立体结构的教学在有机化学中是必不可少的。但传统的方式中，教师仅仅用单一的构图法对知识点进行规划，来将其中的规律呈现在他们面

3、前。这种方法不仅复杂，增加了教师的任务量，也无法使学生彻底的理解知识，并产生了负担。同时，一些想象空间缺失的学生更无法将立体结构展开，体现“具体问题具体分析”的合理性。可见在有机化学中计算软件的应用是必不可少的。首先，大学化学中的重点就是有机化合物的分子结构分析。它能够从化学反应的基本原理出发，构建物质之间的基本联系，并体现其中的演变过程。因此，教师可以通过分子结构的剖析，利用计算软件将排列方式呈现出来，并在多媒体中进行模拟教学，体现教学方法的灵活性。　　例如：在甲烷分子的构想过程中，教师则可以利

4、用office中的3D处理功能，构建一个立体结构的演示过程，并将分子模型进行优化。同时，为了能够将动态过程体现出来，教师也可以通过“Flash”动画模型的建立做出C-C的360度旋转过程，改变分子形态中的二苗角，来完成计算软件中的曲线剖析动作。最后，教师要利用Gaussian03软件实现分子关联性讲解。将每一分子作为一个数据节点，利用扫描功能对每一部分进行分析，并将对应的势能曲线表达出来。这种教学方法的好处在于能够使学生从全方位看出分子的构象规律，并实现曲线的交叉变换，令他们掌握乙烷的稳定排列形态

5、。　　（2）计算化学软件对分子光学模拟的分析。有机化学的学习目的是令学生能够用更加全面、灵活的眼光来分析宏观与微观世界。因此，为了体现内容的多样化，教师可以将光谱理念引入到其中。首先，传统的有机化学学习方式主要是以引入仪器的方法来完成，但这些化学辅助工具却无法将有机物分子展开。针对这种情况，教师要利用计算软件进行知识解析。首先，在操作过程中教师以Gaussian03软件为主，以功能的设定为具体方向，对分子光谱进行预测及模拟。例如：在有机分子红外光谱的学习中，教师利用互动模式将学生带入到课堂学习中，

6、将他们两两分为一组，并在建立好的模型上进行演示。而学生要根据模型中的振动频率将关键词Freq输入进去，在文件的处理界面中选择“演示”字样，系统则会选定一个基本频率，以分子振动节点为中心，制定相应的光谱。学生只要点击系统中的“开始”选项，多媒体就会将化合物分子中的伸缩振动过程、光谱曲线、结构对应方向逐一体现出来，实现了教学的动态化。　　再如：在双分子亲和的教学中，教师要首先建立好相应的计算模型。系统会依照分子之间的运动频率确立核定方式，并将分析中所呈现出的关键词运用到其中。最后，计算软件能够进行分子

7、常态的设定，学生可以从中看出离子的分散过程以及试剂的投入顺序。同时，教师要结合其中的重点内容将相关的理论知识融入进去，使学生根据总结出反应中呈现的状态，并以小组讨论的方式整理好双分子亲和中的关键点。最后，教师以小组为单位进行逐一评定，选取其中比较优秀的一组进行奖励。　　2计算化学软件在计算化学软件在大学有机化学教学中的应用　　（1）深化学生对知识的理解。有机物特性分子在化学教学中是必不可少的。但这部分内容也是学习中的难点，如何将化学知识与其物理特征联系在一起，并直观的呈现在学生的面前是教育的关键。

8、例如：以HOMO化学概念的学习为主，教师只有将分子组合或分裂的排序过程中展现出来，学生才能够真正依照其运行轨迹进行知识学习。而以计算软件为主的教学方式则可以满足这一要求。教师可以在建立基本模型的前提下选择一条分子排列轨道，将演示内容直观、清晰的呈现在学生的面前，深化学生对知识的理解。　　（2）促进教学方式的转变。由于有机化学的难度逐渐加深，单一的绘图方式已经无法满足学生的需求。因此，教学方式的转变是必然的，也是现代化教育的结果。计算软件能够将分子的构成式逐一展现出来，并将平面图像变