導語：計算機輔助分析化學與實驗教學研究一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

基于人類科學文明發(fā)展歷程分析，自然科學領(lǐng)域所取得的各項成就，幾乎都離不開數(shù)據(jù)支持。尤其在化學領(lǐng)域，由于研究對象多處在分子、原子甚至更小的微觀尺度上，直觀上難以洞悉反應(yīng)過程，需要通過嚴謹?shù)臄?shù)學處理總結(jié)規(guī)律，才能精準地界定化學環(huán)境、反應(yīng)條件、劑量比例等。然而，在傳統(tǒng)化學化工教育領(lǐng)域開展實驗活動，需要對原始數(shù)據(jù)進行大量加工，才能從中窺得部分奧秘，不僅過程繁瑣、操作復(fù)雜，且難以保障化學實驗數(shù)據(jù)的準確性，不利于化學理論與實驗教學活動的開展。在信息化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化高度發(fā)達的現(xiàn)代社會背景下，將計算機輔助功能引入到化學化工教研活動中，既能夠提高教學質(zhì)效，也能夠促進學科之間的互動協(xié)同，為培養(yǎng)化學化工專業(yè)復(fù)合型人才創(chuàng)造有利條件。王洪艷主編的《計算機與化學化工數(shù)據(jù)處理》（科學出版社，2007年4月第1版）一書聚焦計算機輔助教學優(yōu)勢，強調(diào)計算機學科與化學化工的深度結(jié)合，針對如何利用計算機輔助工具展開化學理論、實驗教學進行了全面介紹。通讀全書，發(fā)現(xiàn)三方面顯著特色。

一、秉承問題意識，促進計算機與化學學科的跨界結(jié)合

該書以計算機輔助分析功能為起始點，以建立化學學科數(shù)學模型為著力點，以增強高校學生化學化工數(shù)據(jù)處理能力為落腳點，是一部旨在促進計算機科學與化學專業(yè)學科跨界結(jié)合的教育專著。全書包含12個章節(jié)，各章節(jié)內(nèi)容均以實踐應(yīng)用為主，包括構(gòu)建化學問題的數(shù)學解決模型、化學數(shù)據(jù)統(tǒng)計、化學實驗數(shù)據(jù)回歸分析等，最大程度上簡化化學化工概念、定義等理論知識，大部分篇幅用以容納計算機輔助分析功能如何體現(xiàn)、如何構(gòu)建、如何使用。由此，可以看出本書作者具有強烈的問題意識，正如全書開篇之際提出的一系列問題：如何快速實現(xiàn)化學原始數(shù)據(jù)測量與分析？如何有效從化學數(shù)據(jù)中提取隱含信息？如何利用計算機軟硬件解決化工生產(chǎn)問題？計算機輔助既是一種問題解決思路，也是一種化學學科教學創(chuàng)新模式；同時，要實現(xiàn)計算機輔助價值在化學實驗領(lǐng)域的有效滲透，“跨界結(jié)合”是非常有效的方式。一方面，它可以引導學生將所掌握的計算機軟件知識、編程技能等與化學理論整合起來，督促學生學以致用。另一方面，可以讓化學專業(yè)學生提前熟悉職業(yè)情境，為進入化工崗位筑牢基礎(chǔ)。

二、突出建模思維，強調(diào)化學實驗教學中數(shù)理統(tǒng)計分析

客觀上，計算機（包含硬件與軟件）是一種信息化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化工具，化學是一門自然科學，兩者的構(gòu)成要素、存在樣態(tài)、表達形式等差異巨大，是無法進行直接性結(jié)合的。為了消除計算機與化學之間的隔閡，本書在兩者之間搭建起一座“數(shù)學橋梁”，即數(shù)學建模。本書突出建模思維，目的是讓學生主動地利用數(shù)理統(tǒng)計方法，將碎片化、不相關(guān)的實驗結(jié)果轉(zhuǎn)換成定量表述形式，在此基礎(chǔ)上反推化學實驗過程，促成化學試劑用量、化學實驗條件、化學現(xiàn)象觀察等關(guān)聯(lián)性，充分發(fā)揮計算機軟件的數(shù)據(jù)處理優(yōu)勢。同時，本書為讀者展示了實用性較強的化學問題數(shù)學模型，包括曲線法、多項式擬合、多元回歸等，相關(guān)數(shù)學模型都源自于化學理論的推導。此外，為了保障化學建模用途的多元性，本書十分注重基礎(chǔ)數(shù)學知識的普及，例如第三章“概率論與數(shù)理統(tǒng)計的基本知識”中，介紹了概率論、數(shù)理統(tǒng)計基本概念、實驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計檢驗等常規(guī)操作，并提供了一些化學實驗教學中常見的數(shù)學模型，可供學生直接運用，以及在此基礎(chǔ)上拓展數(shù)據(jù)模型。

三、堅持創(chuàng)新理念，探索計算機輔助功能的多元化應(yīng)用

《計算機與化學化工數(shù)據(jù)處理》一書在內(nèi)容組織上，更像一本計算機編程指導用書，書中詳細介紹了C語言、VB語言的編程技巧，以及如何利用這兩種語言構(gòu)建化學問題的數(shù)學模型，包括運用MATLAB工具、Origin工具、ChemDraw工具等。但從各章內(nèi)容構(gòu)成上分析，該書并沒有偏離化學理論與實驗教學這一主題，程序編寫、模型建構(gòu)均是面向化學數(shù)據(jù)處理展開的，例如利用VB語言編寫“五點三次平滑”模塊，用以減少化學實驗數(shù)據(jù)中的誤差影響，以及利用C語言編寫“二元線性回歸”模塊，以更好地判斷不同化學實驗條件下的結(jié)果；同時，堅持創(chuàng)新理念，本書對于計算機輔助工具的應(yīng)用，表現(xiàn)出較強的接受性，除了C語言、VB語言之外，還介紹了一部分商業(yè)數(shù)學建模軟件的功能，為讀者提供了大量文獻資料，引導學生借助化工化學科研成果，探索計算機輔助功能的多元化應(yīng)用。例如，從商業(yè)軟件中借鑒系統(tǒng)、完整的數(shù)學模型，通過與具體化學實驗項目的結(jié)合，改造為專門用途的化學實驗過程的數(shù)據(jù)處理工具；書中書中附錄部分提供了大量化學實驗問題分析表，可用在實驗報告對照及專業(yè)論文引用上。

作者：彭莉 單位：昆明冶金高等?？茖W校環(huán)境與化工學院