余深為

(福建省古田縣第六中學(xué),福建 古田 352200)

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展,教育領(lǐng)域也在不斷探索如何更好地利用數(shù)字技術(shù)手段提升教學(xué)效果.KingDraw作為一款專業(yè)的化學(xué)結(jié)構(gòu)編輯軟件,為高中化學(xué)教學(xué)提供了新的可能性.本文將從實(shí)際應(yīng)用的角度,深入探討KingDraw在高中有機(jī)化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用方法和效果.

1 KingDraw平臺(tái)的基本介紹

KingDraw是一款提供PC電腦端和手機(jī)端下載的化學(xué)結(jié)構(gòu)編輯軟件,其操作界面簡潔,可視化程度高[1](如圖1所示).與其他專業(yè)軟件相比,KingDraw具有良好的兼容性和實(shí)用性,能夠與office辦公軟件和ChemDraw等化學(xué)專業(yè)繪圖軟件無縫銜接.

圖1 KingDraw操作界面

2 KingDraw在鍵線式教學(xué)中的應(yīng)用

2.1 KingDraw的基本功能模塊

在官網(wǎng)(www.kingdraw.cn)下載并安裝KingDraw軟件后,打開界面,我們可以看到主要由菜單欄、工具欄和畫布組成[2],如圖2所示.

圖2 KingDraw操作界面的常見功能

2.2 利用KingDraw進(jìn)行鍵線式教學(xué)案例

2.2.1鍵線式的快捷繪制與轉(zhuǎn)化

鍵線式是有機(jī)化學(xué)學(xué)習(xí)中常見的表征工具.KingDraw的操作界面簡潔,學(xué)生可以通過點(diǎn)擊“鍵線式”按鈕快速進(jìn)行結(jié)構(gòu)的繪制.在教學(xué)中,可以引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)簡式等知識(shí)后,使用KingDraw自主學(xué)習(xí)鍵線式的書寫和轉(zhuǎn)化,如圖3所示.

圖3 利用KingDraw組織鍵線式教學(xué)

2.2.2教學(xué)案例示范

教師可以借助KingDraw軟件設(shè)計(jì)針對性的教學(xué)案例,例如,在鍵線式概念理解中,學(xué)生常常容易在引入取代基后產(chǎn)生認(rèn)知錯(cuò)誤[3].教師可以利用工具欄的“長鏈”“取代基”快捷按鈕,繪制相似的鍵線式結(jié)構(gòu),要求學(xué)生回答對應(yīng)結(jié)構(gòu)的分子式.通過實(shí)際繪制,學(xué)生能夠更好地理解和記憶分子的結(jié)構(gòu),避免常見的錯(cuò)誤.

2.3 3D結(jié)構(gòu)展示與教學(xué)效果提升

KingDraw軟件支持查看分子的3D結(jié)構(gòu),這有助于學(xué)生直觀感受分子的空間結(jié)構(gòu).在鍵線式概念理解中,特別是對于鏈烴的鋸齒狀結(jié)構(gòu)等細(xì)節(jié)問題,通過3D結(jié)構(gòu)的展示,可以更生動(dòng)地呈現(xiàn),提高學(xué)生的理解和記憶效果.

2.4 錄制微課與個(gè)性化教學(xué)

利用KingDraw平臺(tái),教師可以結(jié)合錄屏軟件錄制微課[4].同時(shí),教師可以將繪制的結(jié)構(gòu)保存為圖片,有針對性地發(fā)送給學(xué)生,及時(shí)解決學(xué)習(xí)過程中的問題.

3 KingDraw在碳骨架、共面共線問題中的展示

KingDraw軟件支持分子的3D結(jié)構(gòu)展示,為碳骨架、共面共線問題教學(xué)提供了可視化工具,如圖4.

圖4 利用KingDraw組織有機(jī)物碳骨架認(rèn)知教學(xué)

3.1 鋸齒狀結(jié)構(gòu)的展示與講解

教師可以結(jié)合鍵線式教學(xué),引導(dǎo)學(xué)生數(shù)清碳原子數(shù)目,通過3D結(jié)構(gòu)的比例模型,讓學(xué)生直觀感受鋸齒狀結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),如圖5所示.

圖5 利用KingDraw可實(shí)現(xiàn)鍵線式和結(jié)構(gòu)簡式快速轉(zhuǎn)化

3.2 共面共線問題的解釋

在苯環(huán)和環(huán)己烷等共面共線問題教學(xué)時(shí),KingDraw軟件可以發(fā)揮重要作用[5].教師可以繪制分子結(jié)構(gòu),并通過3D結(jié)構(gòu)的自由旋轉(zhuǎn)功能,展示它們在空間中的相對位置.這種操作可以簡便、直觀地讓學(xué)生理解苯環(huán)為共面結(jié)構(gòu),而環(huán)己烷為非共面結(jié)構(gòu)的特性.

3.3 空間結(jié)構(gòu)的多樣化展示

利用KingDraw,教師可以展示不同分子的空間結(jié)構(gòu),比如苯環(huán)和四面體中心碳原子的位置.通過展示,學(xué)生能夠更深入地理解共面共線問題在不同分子中的表現(xiàn).

3.4 補(bǔ)充案例的設(shè)計(jì)與展示

在說明芳香化合物的共面共線問題時(shí),KingDraw軟件能夠提供快速的繪圖功能,讓教師能夠設(shè)計(jì)補(bǔ)充案例.通過符號(hào)標(biāo)記和鍵線式的展示,教師能夠直觀地演示芳香化合物中的單鍵旋轉(zhuǎn)、對位頂點(diǎn)的共線關(guān)系等問題,為學(xué)生深刻理解提供直觀的參考.

4 KingDraw在同分異構(gòu)體分析中的應(yīng)用

4.1 KingDraw的等效碳和等效氫標(biāo)記

在同分異構(gòu)問題中,理解“等效碳”和“等效氫”的概念至關(guān)重要.KingDraw軟件通過圖形標(biāo)記等效碳和等效氫,為學(xué)生提供了直觀的工具,幫助他們理解分子結(jié)構(gòu)中的等效性.

4.2 鍵線式繪制與同分異構(gòu)問題

KingDraw在同分異構(gòu)問題的解析中,通過鍵線式的繪制和轉(zhuǎn)化,能夠幫助學(xué)生更清晰地觀察和分析分子的結(jié)構(gòu).教師可以設(shè)計(jì)案例,要求學(xué)生通過軟件繪制同分異構(gòu)體,并通過3D結(jié)構(gòu)展示不同異構(gòu)體的空間構(gòu)型.

4.3 高效解決異構(gòu)問題的案例設(shè)計(jì)

通過KingDraw,教師能夠設(shè)計(jì)一系列同分異構(gòu)的案例,引導(dǎo)學(xué)生深入思考.教師可以給定一個(gè)分子式,讓學(xué)生通過軟件繪制出所有可能的同分異構(gòu)體,并分析它們在化學(xué)性質(zhì)上的差異,如圖6所示.這樣有助于培養(yǎng)學(xué)生的空間思維系統(tǒng)思維能力.

圖6 有機(jī)物同分異構(gòu)體問題探討

4.4 空間結(jié)構(gòu)的多維度展示

教師可以通過展示分子的3D結(jié)構(gòu),讓學(xué)生更好地理解異構(gòu)體在空間中的排布,特別是在涉及手性異構(gòu)體問題上,這一功能顯得尤為重要.

教師可以引導(dǎo)學(xué)生自主使用軟件進(jìn)行繪制和分析,提高他們的信息素養(yǎng)、動(dòng)手能力和問題解決能力.教師也應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生互相交流,分享觀察和共同分析,形成學(xué)習(xí)共同體.

5 KingDraw在課后自主學(xué)習(xí)和作業(yè)布置中的運(yùn)用

KingDraw平臺(tái)能在課后引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)和作業(yè)布置,形成完整的教學(xué)閉環(huán).

5.1 學(xué)生自主學(xué)習(xí)的引導(dǎo)

KingDraw軟件提供了免費(fèi)下載,教師可鼓勵(lì)學(xué)生在課后主動(dòng)下載并安裝.這種自主學(xué)習(xí)的方式培養(yǎng)了學(xué)生獨(dú)立操作軟件的能力,提高了他們對有機(jī)化學(xué)的學(xué)習(xí)興趣.

5.2 作業(yè)設(shè)計(jì)與案例布置

教師可以要求學(xué)生使用KingDraw軟件完成作業(yè).這樣作業(yè)形式的改變,既檢驗(yàn)了學(xué)生對課堂知識(shí)的理解,又鍛煉了他們在軟件上的實(shí)際操作能力.

5.3 課后自主學(xué)習(xí)視頻的制作

教師可以引導(dǎo)學(xué)生制作有關(guān)KingDraw的課后自主學(xué)習(xí)視頻.學(xué)生可以錄制操作過程,分享使用心得,并展示他們通過軟件解決有機(jī)化學(xué)問題的方法[6].這種形式既是對學(xué)生理解的一種檢驗(yàn),同時(shí)也為其他同學(xué)提供了學(xué)習(xí)的參考資料.

5.4 學(xué)生展示與互動(dòng)交流

通過KingDraw,學(xué)生可以將他們的作品展示給整個(gè)班級,形成學(xué)生之間的互動(dòng)交流.教師可以鼓勵(lì)學(xué)生分享他們在軟件上的發(fā)現(xiàn)和解決問題的經(jīng)驗(yàn),促進(jìn)學(xué)生之間的合作學(xué)習(xí)氛圍,加深對有機(jī)化學(xué)知識(shí)的理解.

5.5 作業(yè)的在線提交與評估

KingDraw軟件支持作品的保存和導(dǎo)出,學(xué)生可以將完成的作業(yè)通過在線方式提交給教師,降低了紙質(zhì)作業(yè)的繁瑣性,同時(shí)也方便教師評估與反饋,并及時(shí)進(jìn)行評價(jià)和指導(dǎo).

6 結(jié)束語

KingDraw在高中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用為教育者和學(xué)生提供了一種創(chuàng)新的教學(xué)方式.通過案例分析,可發(fā)現(xiàn)KingDraw在鍵線式教學(xué)、空間結(jié)構(gòu)展示、同分異構(gòu)體分析等方面都表現(xiàn)出色.此外,通過引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行課后自主學(xué)習(xí),形成閉環(huán)教學(xué).數(shù)字技術(shù)與化學(xué)教學(xué)深度融合發(fā)展,為教育帶來更多的可能性.