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TECHNOLOGY AND INFORMATION教育与信息化科学与信息化2023年9月上 151King Draw软件在高职药学有机化学教学中的应用王晨曦 彭颖北京卫生职业学院 北京 102400摘 要 有机化学是对有机物的结构和性质等进行研究的一门学科，由于有些有机物结构复杂，具有空间构型或立体异构，且现存教学方式单一，学生对知识点的理解和掌握难度较大。KingDraw是目前全球首款支持多个终端的专业性化学结构式编辑器，将其引入有机化学课堂中，探索移动教学新模式，可使课堂更形象、更有趣味性。本文以有机化学中取代羧酸乳酸为实例，通过引导学生在KingDraw中绘制二维结构、三维结构模型及反应方程式，加深学生重难点的理解和突破，同时提高学生的空间想象力和探索精神，进而提高有机化学教学质量。关键词 KingDraw；有机化学；职业教育；移动教学；计算机辅助Application of KingDraw Software in Teaching of Higher Vocational Pharmacy Organic ChemistryWang Chen-xi,Peng YingBeijing Health Vocational College,Beijing 102400,ChinaAbstract Organic chemistry is a subject that studies the structure and properties of organic compounds.Because some organic compounds have complex structures,spatial configurations or enantiomers,and the existing teaching methods are single,it is difficult for students to understand and master knowledge points.KingDraw is the worlds first professional chemistry structure editor that supports multiple terminals.Introducing it into the organic chemistry classroom and exploring a new mobile teaching mode can make the classroom more vivid and interesting.Taking the substitution of carboxylic acid and lactic acid in organic chemistry as an example,this paper guides students to draw two-dimensional structure,three-dimensional structure model and reaction equation in KingDraw,so as to deep students understanding and breakthrough of key and difficult points,also improve students spatial imagination and exploration spirit,thus enhancing the teaching quality of organic chemistry.Key words KingDraw;organic chemistry;vocational education;mobile teaching;computer-assisted引言有机化学是研究有机化合物的组成、结构、性质、合成、应用以及它们之间的相互关系和变化规律的科学。它与医药关系密切，是高职药学专业的一门重要的专业基础课，学好有机化学是医药各专业学生深入贯通医药学各专业课程的必要条件1。结构与性质是有机化学研究的中心内容之一，对有机物结构的理解和掌握是该学科的基础和核心，但在有机化学教学中经常涉及分子结构、空间构像等比较抽象的内容，这些知识点往往成为教学的重难点。传统的板书加PPT的教学方式，学生缺乏参与互动，而且只能粗略展示有机物分子的静态二维结构，学生很难正确理解其三维结构等特征。随着计算机技术的飞速发展，计算机辅助教学已被广泛应用于教育领域，绘制有机物分子结构和三维模型的软件也应运而生。其中Chem Office是目前最优秀最经典的化学绘图软件之一，可以实现有机物二维结构绘制、立体3D结构、反应方程式、机理、实验装置和预测物理性质等众多功能，但高额的版权费限制了其在教学中的使用，而且其没有移动端，使用起来不够便利。目前，移动学习是继远程学习、电子学习之后的第三种变革性的学习方式，不受时间和空间的束缚，对于现在人均拥有移动手机的高职学生群体，移动学习在微型化和便利性方面有着极大的优势2。KingDraw是一款国产的专业型化学结构式编辑器，也是全球首款同时支持App、PC和Pad多个终端的化学结构式编辑器，填补了ChemOffice软件移动端的空缺，加速了移动学习在有机化学中的流行。KingDraw不仅支持AI图像识别、智能手势绘制二维结构、智能美化、实时3D建模，也支持名称与结构式互转、化学属性分析、内置丰富基团、极速分享、多端同步、多格式兼容等多种强大功能，而且所有功能免费。高职学生动手能力强，注意力无法保持长时间集中，将KingDraw软件应用到有机化学课堂中，App端色彩的冲击可以使学生产生视觉上科学与信息化23年9月上内文0907.indd 1512023/9/8 17:34:06 TECHNOLOGY AND INFORMATION教育与信息化152 科学与信息化2023年9月上的接受，激发学习兴趣，三维结构展示和课堂上的互动让学生对有机物分子结构有更深入的理解和掌握3。然而，作为一款新型的化学结构式编辑器，KingDraw辅助学习有机化学的教学价值尚未被发掘，本文以高职药学有机化学中讲述的取代羧酸乳酸为例，阐明KingDraw在有机化学中的应用。1 KingDraw软件操作面板简介KingDraw App（v3.4.2）软件操作面板分为上下左右4个功能区（如图1所示），上部功能区主要包括绘制结构时的常用功能4；下部为绘制选择区，主要包括多种结构式绘制元素，如化学键、环状结构、电荷工具、反应方程式工具以及括号工具等；左部元素选择区包括元素周期表中的所有元素，可以满足日常绘图要求；右部功能区包含多个快捷操作工具。中间的白色区域为编辑区，点击上述功能区后可以在编辑区内绘制需要的化学结构。图1 KingDrawAPP画板功能区简介2 KingDraw在有机化学中的应用实例2.1 绘制有机物分子二维结构，查找有机物相关信息乳酸是生物体内糖代谢的产物，因存在于酸牛奶中而得名，乳酸在医药、食品及饮料等工业中具有广泛应用。传统的教学难以让学生形成逻辑性的有机化学结构认知体系，通过课堂上引导学生亲自动手绘制乳酸的结构，提高学生课堂互动性与参与度，对学生认识乳酸的结构以及加深知识记忆具有很大帮助。KingDraw绘制分子结构有3种方法：利用绘制选择区工具逐步绘制，首先在元素选择区选择碳原子，在画板相应位置点击出现一个苯环，然后选择单键、楔形键等逐步绘制相应的结构，再添加其他原子或基团，最后就可以得到乳酸的结构。作为KingDraw亮点之一，还可以通过快捷手势实现高效绘制。KingDraw的工作站“化合物百科”收录1.5亿化合物数据，支持详细的化合物信息查询，所以在工作站“化合物百科”中输入乳酸中文或英文名称，CAS号等查找化合物，就可以出现乳酸的结构。KingDraw已经内置了IUPAC命名规则，可以实现名称与结构式互转，直接点击上部功能区的“IUPAC名称转结构式”，输入乳酸的IUPAC名称，乳酸的结构式就出现了。2.2 展示有机物分子三维结构模型有机化学教学中涉及的有机物分子有些比较复杂，只从二维平面结构很难理解各原子抽象的三维空间构型，这部分内容往往是教学中的重难点。该软件可以把画板上的二维结构快速转换为3D模型，帮助快速全面地认识分子的三维结构。首先，选中乳酸的结构，点击上部功能区的“更多”工具，然后选择其中的3D按钮，即会弹出3D模型展示界面。在App端，双指平行滑动、捏合可以移动、放大或缩小展示画面，单指滑动可以旋转有机物结构，通过在各个方向上旋转，准确判断乳酸空科学与信息化23年9月上内文0907.indd 1522023/9/8 17:34:07 TECHNOLOGY AND INFORMATION教育与信息化科学与信息化2023年9月上 153间结构。点击左上角对应按钮，实现比例模型、棍棍模型和球棍模型的自由变换（如图2所示）。此种三维结构模型的展示使抽象的分子结构变得生动直观，不仅让学生在App端实际操作中加深对知识的理解和记忆，而且参与式教学可以大大提高学生的学习兴趣。（a）（b）（c）图2 乳酸分子的比例模型（a）、棍棍模型（b）和球棍模型（c）2.3 绘制有机化学反应路线、机理有机化学中会涉及一些复杂的化学反应路线或机理，学生理解起来比较抽象，在课堂上借助KingDraw软件引入典型化学反应路线、机理图绘制内容，可帮助学生高效掌握相关知识。通过与绘制二维结构式类似的方法，在KingDraw中绘制化学反应路线、机理图，以乳酸脱水反应为例，首先在画板上画出乳酸的结构，然后复制一份粘贴旋转，得到两个反应物，然后画出产物丙交酯的结构，然后用箭头工具画出需要的箭头符号，点击文字工具在箭头上方或下方输入相应的反应条件，可以调整字体字号上下角标等，最后使用智能美化工具美化，需要对齐的点击对齐工具对齐内容，还可以打开网格标尺线辅助对齐（如图3所示）。图3 KingDraw绘制乳酸的脱水反应2.4 分享与保存KingDraw App端还具有极速分享的功能，这也是它的特色之一。点击上部功能区的分享工具允许在社交媒体之间进行结构式的分享，且是以链接的形式进行分享，因此无须专业软件就可以直接打开，真正实现随时随地交流有机物结构。绘制完有机物分子结构或反应路线后，学生可以将文件分享给教师，教师可以获得及时的反馈。在幻灯片制作或论文撰写中，需要将绘制的结构导入到办公软件office，可以直接插入图片也可以复制后直接在Office中粘贴。当需要修改已经导入的结构式时，只需要双击Office中的结构式，就会自动在KingDraw中打开编辑界面，实现快速高效地对结构式进行编辑和使用。3 结束语在移动互联网快速发展的大背景下，有机化学教学也应该及时从传统的课堂教学模式中转变过来，探索移动教学的新模式。KingDraw是一款优秀的国产移动端化学结构式编辑器，实现了App、PC和Pad端的一体化，在有机化学教学中引入KingDraw软件可以加速教学手段现代化进程，适应当今教育的现实需要。通过引导学生动手绘制有机物结构式、三维模型、反应路线、机理图，将复杂抽象知识简单化、可视化，充分调动学生的学习积极性，提高相关学科书写和绘制地能力，显著提高有机化学的教学质量，为培养高职药学人才奠定良好基础。参考文献1 王志江,陈东林.有机化学M.4版.北京:人民卫生出版社,2018:24.2 王芳芳,肖信,罗秀玲.移动App在化学教育中的应用:类型与展望J.化学教育(中英文),2020,41(3):72-77.3 吴伟林,段长飞,王战辉.KingDraw软件在药物化学教学中的应用J.广东化工,2022.49(15):228-230.4 王涛.利用免费分子绘制软件实现线上线下的互动教学-以“感受化学键”为例J.化学教与学,2021(11):32-36.科学与信息化23年9月上内文0907.indd 1532023/9/8 17:34:07