- 相關(guān)推薦
大學(xué)有機化學(xué)教學(xué)中計算化學(xué)軟件的應(yīng)用論文
隨著互聯(lián)網(wǎng)新時代的到來，計算機給我們工作的各個領(lǐng)域帶來了生機的同時，也給我們的學(xué)習(xí)工作帶來了福音，因此，在大學(xué)有機化學(xué)教學(xué)中扮演重要角色的計算化學(xué)軟件凸顯出了其魅力所在，計算化學(xué)軟件可以把一串串化學(xué)元素符號不再是以前傳統(tǒng)的二維平面展示學(xué)習(xí)，替代它的是最新的三維模式，使化學(xué)元素在課堂上表現(xiàn)得栩栩如生，吸引住了當(dāng)代大學(xué)生好奇的眼球，并且同時還可以更徹底理解有機物質(zhì)的內(nèi)部構(gòu)造，給想象力空間感差的學(xué)生帶來了學(xué)習(xí)的興趣，提高了同學(xué)們主動學(xué)習(xí)的濃厚的興趣，從而改變同學(xué)們過去被動學(xué)習(xí)的壞習(xí)慣，再到現(xiàn)在的發(fā)現(xiàn)問題解決問題的能力的培養(yǎng)，這種模式改變了投影儀加幻燈片的傳統(tǒng)上課模式，不但對傳統(tǒng)教學(xué)的缺陷加以彌補，而且培養(yǎng)了同學(xué)們的學(xué)習(xí)有機化學(xué)的興趣，高效的達(dá)到了大學(xué)有機化學(xué)教學(xué)的目的。
一、大學(xué)有機化學(xué)現(xiàn)階段面臨的問題
�。ㄒ唬┩瑢W(xué)對有機化學(xué)立體結(jié)構(gòu)存在想象力欠缺問題
通過對中學(xué)有機化學(xué)的學(xué)習(xí)，我們了解了有機物中，簡單的有機分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其性質(zhì)，但是在大學(xué)的有機化學(xué)學(xué)習(xí)中，對有機化學(xué)中有機物的研究更趨于專業(yè)化，多元化。所以我們所接觸的有機物的內(nèi)部立體結(jié)構(gòu)也變得極其變化多端，往往在復(fù)雜結(jié)構(gòu)的大前提下，所伴隨發(fā)生的變化也五花八門，一種性質(zhì)微小的改變就可導(dǎo)致整個反應(yīng)產(chǎn)物的改變，所以大部分同學(xué)對有機物內(nèi)部立體結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)也就產(chǎn)生了恐懼和厭倦心理，長久發(fā)展下去也就對有機化學(xué)的學(xué)習(xí)失去了信心，對于大學(xué)有機教學(xué)中所存在的這個問題，學(xué)者也進(jìn)行了綜合分析，導(dǎo)致這一情況發(fā)生的根本原因就是同學(xué)普遍存在空間想象力欠缺的問題，為了彌補同學(xué)們普遍存在的這個問題，所以引進(jìn)計算軟件的普及顯得尤為重要。
�。ǘ﹤鹘y(tǒng)的上課模式失去了興趣
眾所周知，興趣是最好的老師，進(jìn)去了大學(xué)，老師運用傳統(tǒng)的ppt講課，對于新時代的大學(xué)生也就失去了新鮮感，吸引不住大眾的眼球，導(dǎo)致學(xué)生接受知識很被動，被傳統(tǒng)的教學(xué)模式感到厭倦，所以同學(xué)們不能在課堂上積極的活躍起來，久而久之同學(xué)就對這種傳統(tǒng)的上課模式上課感到疲憊，也就失去了學(xué)習(xí)有機化學(xué)的興趣，而對于現(xiàn)階段的最新計算軟件的提出，對這個問題的出現(xiàn)也可以得到及時解決，不僅可以解決老師備課難的問題，更可以活躍課堂氣氛，抓住學(xué)生的眼球，使每節(jié)課都可以達(dá)到教學(xué)大綱上高效的達(dá)到目的。
�。ㄈ┫鄬τ诎l(fā)達(dá)城市，教學(xué)條件的落后
由于我國各個城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展并不均衡，導(dǎo)致教育水平也有所差距，在沿海發(fā)達(dá)城市的教育水平相對于內(nèi)地相對較高，我國堅持科教興國，人才強國的偉大戰(zhàn)略，教育水平的決定性因素除了軟件設(shè)施之外，硬件設(shè)施更是一個難以逾越的因素，許多地區(qū)至今仍然使用傳統(tǒng)的教學(xué)儀器，無法與現(xiàn)代化教學(xué)相接軌，大大落后與當(dāng)代水平，比如現(xiàn)代計算軟件的使用，給貧困地區(qū)帶來了極大困擾，利用現(xiàn)代化計算機軟件可以很大程度調(diào)動孩子的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)孩子獨立思考和解決問題的能力，在大學(xué)有機化學(xué)學(xué)習(xí)展現(xiàn)的尤為突出，通過傳統(tǒng)的教學(xué)模型已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能達(dá)到教學(xué)目的。
二、計算軟件對于有機化學(xué)教學(xué)的立體模型的展示
傳統(tǒng)的有機化學(xué)教學(xué)模式，在有機分子立體結(jié)構(gòu)通過教材的講解，以及實驗室所提供的曲棍模型對有機分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)了解，這種途徑使同學(xué)很難理解較為復(fù)雜有機物質(zhì)的內(nèi)部構(gòu)造，無法突破有機化學(xué)教學(xué)中的重難點，這樣的教學(xué)模式僅僅處于表面的學(xué)習(xí)，很難進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)，更無法到達(dá)活學(xué)活用的教學(xué)理念，可見在有機化學(xué)的教學(xué)中，有機分子的立體結(jié)構(gòu)的想象變得尤為重要，也是有機化學(xué)教學(xué)中的難點突破口，突破了物質(zhì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及包含的鍵和自由基的類型，可以準(zhǔn)確判斷該物質(zhì)所發(fā)生的變化及其產(chǎn)物。因為它與物質(zhì)所發(fā)生的化學(xué)及其物理變化所發(fā)生的變化類型和結(jié)構(gòu)有著密切關(guān)聯(lián)，而科技的發(fā)展，巧妙地彌補了這個缺陷，比如可以利用現(xiàn)在較為普遍的軟件chemoffice等相關(guān)化學(xué)輔助類的教學(xué)軟件，可以清楚的展示有機化學(xué)分子的立體構(gòu)造，使同學(xué)透徹理解有機化學(xué)分子的本質(zhì)，我們用Gaussian03軟件研究甲烷分子結(jié)構(gòu)，步驟也較為簡單：首先需要建立甲烷分子模型，之后對甲烷分子立體模型進(jìn)行優(yōu)化，為了有效體現(xiàn)甲烷的立體結(jié)構(gòu)，就需要改變四個c—H鍵之間的角度，將scan輸入其中，最后對整體進(jìn)行調(diào)整，達(dá)到穩(wěn)定的立體結(jié)構(gòu)�？梢孕蜗蟮恼故境鰜砑淄榈牧Ⅲw結(jié)構(gòu)及其內(nèi)部所包含的鍵的類別。
三、對有機物的特性研究分析
對于有機物的某些潛在性質(zhì)的研究，除了觀察其發(fā)生的化學(xué)，物理反應(yīng)來進(jìn)行判斷，還可以運用輔助軟件進(jìn)行透徹模擬，例如我們進(jìn)行有機物的周圍電子的存在形式，憑借純粹的想象，想象電子的躍遷，從基態(tài)變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài)，其中電子的得失，僅憑想象很難達(dá)到學(xué)習(xí)應(yīng)有的效果，可以運用計算軟件幫助學(xué)生理解概念性的知識，這樣可以把抽象的概念轉(zhuǎn)化為生動形象的動畫來進(jìn)行演示，可以一目了然的表達(dá)效果，不僅降低了學(xué)生學(xué)習(xí)時的難度，更緩解了老師備課時的壓力，可謂一舉兩得，通過對有機物的相對參數(shù)和物理特性分析，我們可以借助che—mortice軟件輔助完成教學(xué)任務(wù)，可以分為以下幾個步驟：首先打開chemoffice來描繪一個苯環(huán)的分子結(jié)構(gòu)式，接下來通過點擊view菜單下的選項進(jìn)一步計算其相對分子量，其中包含的鍵數(shù)目，從上圖我們可以一目了然地看出苯環(huán)屬于有碳碳鍵交替構(gòu)成的6元環(huán)，鍵角也可以更透徹明了的看出來，從我們實驗室的實驗可以得出，苯不能使溴水或酸性KMn04褪色，這說明苯中沒有碳碳雙鍵。進(jìn)來研究證明，苯環(huán)主鏈上的碳原子之間并不是由以往所認(rèn)識的單鍵和雙鍵排列（凱庫勒提出），所以每兩個碳原子之間的鍵均相同，是由一個既非雙鍵也非單鍵的鍵連接。（可理解為平均化的價鍵，介于單鍵與雙鍵之間，兼具二者性質(zhì)，既可以取代，又可以加成），進(jìn)而我們對苯環(huán)的研究更深入了一步。
四、演示動態(tài)情況下的反應(yīng)機理
在有機化學(xué)反應(yīng)中，往往伴隨著內(nèi)部能量的變化和新產(chǎn)物的產(chǎn)出，我們運用新計算軟件將其抽象的過程加以模擬化，使反應(yīng)機理過程所伴隨的變化得到展現(xiàn)，使我們將其難點一網(wǎng)打盡，牢固掌握核心課程內(nèi)容，我們以一氯甲烷取代鹵素的反應(yīng)為例子進(jìn)行論證分析，可以使用Gaussian03軟件進(jìn)行模擬，首先分別對反應(yīng)物CH3CL+Rr一和對應(yīng)產(chǎn)物的分子模型進(jìn)行構(gòu)建，使用QST2方法搜索反應(yīng)物過度的中間產(chǎn)物，得出整個反應(yīng)過程的發(fā)生情況，在整個反應(yīng)過程中，可以看到親試劑Rr一從基態(tài)的CL一的背面逐步接近中心的碳原子，逐步形成Br—c鍵，同時中心的碳原子也發(fā)生了變化，其上部的基態(tài)氫原子也向離去基態(tài)的方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)，當(dāng)在中間過渡態(tài)時，中心碳原子呈現(xiàn)的為sp2雜化，而在同時其他三個3個基態(tài)原子與形成的直線在同一平面上，最終完全離開基態(tài)中心形成產(chǎn)物，整個取代過程展現(xiàn)的由抽象變得更形象。
五、總結(jié)
分析表明，信息量大，理論性強，空間感強等是高等化學(xué)的顯著特點，而要擺脫這一要素的困擾，我們必須借助現(xiàn)代化的條件對其進(jìn)行以另外一種方式展示，根據(jù)其物質(zhì)的本質(zhì)及其屬性發(fā)生的變化也極為復(fù)雜，所以我們必須緊跟時代發(fā)展，采取一定的輔助措施，在教學(xué)活動中，緊隨科技的發(fā)展的潮流，巧妙高效的運用計算機軟件輔助教學(xué)，利用計算機軟件輔助性教學(xué)，可以極大的調(diào)動同學(xué)學(xué)習(xí)化學(xué)的熱情，使同學(xué)積極思考，探討，及時發(fā)現(xiàn)問題和處理問題，在這一過程中可以牢固的掌握相關(guān)知識，同時也培養(yǎng)了同學(xué)學(xué)習(xí)的能力，計算機走進(jìn)有機化學(xué)的教學(xué)課堂，使傳統(tǒng)的教學(xué)模式得到改善，由原來的抽象化到現(xiàn)在的簡單化，與此同時積極鼓勵同學(xué)使用掌握現(xiàn)代化的計算機軟件，可以培養(yǎng)同學(xué)對有機化學(xué)微觀世界的研究，給教學(xué)質(zhì)量起到如虎添翼的益處，使同學(xué)們在今后的大學(xué)有機化學(xué)學(xué)習(xí)的當(dāng)中受益匪淺。
【大學(xué)有機化學(xué)教學(xué)中計算化學(xué)軟件的應(yīng)用論文】相關(guān)文章：
計算機輔助教學(xué)在應(yīng)用化學(xué)專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用探究10-26
多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)在計算機教學(xué)中的應(yīng)用-論文10-13
論化學(xué)教學(xué)多媒體技術(shù)應(yīng)用的論文10-13
計算機應(yīng)用基礎(chǔ)論文02-24
分組學(xué)習(xí)法在高中化學(xué)教學(xué)的應(yīng)用論文11-02
有機化學(xué)歸納總結(jié)06-23
計算機應(yīng)用教學(xué)滲入德育教育論文10-13
大學(xué)化學(xué)論文11-02