摘    要： 本文讨论了常用计算机化学软件对化学教学的重要性，并从化学软件的应用范围、教学方式及合适的教学实例方面，提出具体的实施办法。

关键字： 计算机软件    化学教学    多媒体技术

随着中国计算机水平的不断提高，计算机各种常用软件已经普及到化学相关学科，主要原因是化学本科生或者研究生都需要做大量实验、写论文，其中会涉及大量数据处理，比如，化学反应式、二维和三维结构图、各种实验光谱(如红外，紫外-可见，X衍射和核磁等)及化学反应示意图和工艺流程图等。但是根据我们以往的经验，学生在写毕业论文或者处理实验数据时，往往不知该如何操作，有的文档编辑得一塌糊涂，有的化学反应式或者实验装置示意图不合理等，甚至连参考文献引用及论文脚注和页码都不会插入，这些都无形中给评阅教师带来更多不便，而且不利于学生毕业以后的工作学习。

对于化学相关学科，我们提供了各种常用软件，如Word、PowerPoint、Excel、Chemoffice、ChemSketch、Origin等。这些软件可以相互补充、各取所长地为学生服务，让他们在实验数据处理及论文纂写中更方便自如。

一、软件内容及用途

常用软件涉及的主要内容有：Word、PowerPoint、Excel、Chemoffice、ChemSketch、Origin等。Word在化学论文及文献书写中的应用，如文字图形、公式编辑、排版、三线制表格、声音、动画及用于毕业论文写作和格式排版等，能够满足用户的各种文档处理要求;Excel可以极大地提高数据处理的工作效率，并轻松地完成数据的各类数学运算;PowerPoint进行产品展示和毕业答辩;Chemoffice画各种二维和三维分子的结构式;ChemSketch除了可以绘制实验装置和画结构式之外，还可以预测分子的物化性质;Origin软件进行大量数据处理分析，其涉及图像处理、光谱峰值分析和曲线拟合等各种完善的数学分析功能。

二、教与学

这些软件的教学必须以多媒体教学为主，这样一方面教师通过课堂讲授，并和学生讨论、提问等形式进行，使学生充分融入课堂教学气氛中，并在学习过程中融会贯通。另一方面通过多媒体技术的现场教学，学生直接接触各种常用化学软件的操作和使用过程，并在教学中提出疑问，方便学生和教师的直接交流，以期增强学生学习效果。此教学一般会采取16学时的多媒体教学环节，并设置16学时的上机实践性教学环节，从而丰富教学内容，培养学生的动手能力和操作技能，为今后在化学相关的计算机处理工作中打下坚实基础。

三、教学实例示意图

1.ChemOffice三维结构建模

ChemOffice软件旗下有Chem3D和Chemdraw两个模块，其中Chem3D提供了多种多样的3D模型建立方法。如可以利用单键、双键或三键工具直接绘制3D模型，可以将分子式转换成3D模型，也可以用Chem3D提供的子结构或模板建立模型。

(1)单击垂直工具栏上的单键按钮。

(2)将椎鼠标移动至模型窗口，按住鼠标左键拖出一条直线，放开鼠标即成乙烷(C2H6)立体模型。

(3)将鼠标移至C(1)原子上，向外拖出一条直线，放开鼠标即成丙烷(C3H8)立体模型。

(4)将鼠标移至C(2)原子上，向外拖出一条直线，放开鼠标即成丁烷(C4H10)立体模型，如图1所示。

图1    三维结构(a)和拟合直线(b)

2.Origin回归拟合参数设置

所谓回归(regression)分析，简单地说，就是一种处理变量与变量之间相互关系的数理统计方法。用这种数学方法可以从大量观测的散点数据中寻找到能反映事物内部的一些统计规律，并按数学模型形式表达出来，故称它为回归方程。

例如在自由落体运动中，物体下落的距离S与所需时间t之间，有如下关系：

S=gt

变量S的值随t而定(其他项是常数)，这就是说，如果t有确定值，那么S的值就完全确定了。这种关系就是所谓的函数关系或确定性关系。

回归(Regression)也可以称为拟合(Fitting)，回归是要找到一个有效的关系，拟合则要找到一个最佳匹配方程，二者基本是一个意思。

根据回归关系可分：线性回归(linear regression)和非线性回归(nonlinear regression)。其中非线性回归处理的情况要比线性回归复杂得多，需要进行更大量的尝试。因此除了依赖计算进行反复运算逼近外，用户自己对参数的取值范围和估算也很重要。

四、学习效果

在每节课的教学环节后可通过设置不同练习题让学生熟悉如何操作，再通过学生的学习和掌握情况，进行反复例题练习。

五、例题案例

例题的设置必须合理，有针对性。办公软件的Word模块，通过设置如下例题，让学生掌握几个文档的知识要点：插入脚注、标题设置、公式编辑器使用、文本及声音批注和超级链接。

图2    练习题模板

六、结语

常用计算机化学软件作为一门实践性课程，对化学学生的毕业论文创作有非常重要的作用。教师通过实例教学，充分选择合适的教学案例，灵活使用现代多媒体技术，并结合学生的上机操作，，培养学生的操作技能，为今后化学相关的计算机处理工作打下坚实基础。

参考文献：

[1]彭智，陈悦.化学化工常用软件实例教程[M].北京：化学工业出版社，2014.

[2]李谦，毛立群，房晓敏.计算机在化学化工中的应用[M].北京：化学工业出版社，2015.

[3]方利国.计算机在化学化工中的应用[M].北京：化学工业出版社，2014.

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本文标题：常用计算机软件对化学教与学的重要性

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