Но это не единственная наука, над популяризацией которой сегодня трудятся разработчики. И, конечно, их внимание не прошло мимо химии – интереснейшей науки о строении веществ, которая обычно вызывает у детей ужас перед непонятными элементами и формулами. Но, кажется, дело, как всегда, в подходе. Возможно, если разнообразить изучение таблицы Менделеева использованием различных игр и познакомить детей с понятием химической валентности с помощью красочного и понятного приложения, то и сам предмет не будет им казаться скучным или недоступным. Так что предлагаем вашему вниманию подборку приложений и игр для изучения химии.
Приложение для знакомства с химическими элементами, о котором однажды английский писатель и актёр Стивен Фрай отозвался следующим образом: «Ради этого приложения стоит купить iPad!». The Elements – это своеобразная база данных основных химических элементов, представленных в виде высококлассных 3D-моделей. Приложение основано на книге «Элементы» Теодора Грея, автора рубрики Gray Matter в журнале Popular Science Magazine , но возможности The Elements выходят далеко за пределы печатного издания.
Для каждого элемента подобран пример, который представлен в виде вращающейся 3D-модели (например, оловянный солдатик – для олова, слиток золота для золота и т.д.), которую можно самостоятельно запускать, переворачивать, увеличивать – в общем, исследовать со всех сторон. Рядом с каждым элементом представлена колонка данных и фактов, детально рассказывающих о его особенностях. Разработчики так характеризуют свой продукт:
The Elements не является приложением-справкой; это богатая и увлекательная история любви к периодической таблице, пересказанная в словах и картинках и позволяющая вам, как никогда ранее, испытать красоту и величество кирпичиков, из которых состоит наша Вселенная.
Многократно признанная одной из лучших программ для изучения химии, The Elements стоит всего лишь $4,99. Приложение можно скачать на iTunes . К сожалению, видео-обзор доступен только на английском, но даже визуального ряда достаточно, чтобы понять, насколько хороша эта программа.
В этом бесплатном приложении вы найдёте трёхмерные модели различных веществ. В Molecules есть несколько режимов визуализации, которые позволяют пользователям вращать модели, изменять масштаб молекулы, увеличивать/уменьшать размер и т.д. Само приложение обладает весьма приличной базой молекулярных моделей, но в то же время у пользователя есть возможность загружать примеры со специализированных сайтов международных хранилищ биологических молекул и их трехмерных моделей. Для этого необходимо в строке поиска ввести название вещества (Water, Gold, Insulin и т.д.). Конечно же, о каждой молекуле и молекулярном соединении здесь представлена исчерпывающая информация: полное название молекулярной структуры (а помните ли вы, что чаще всего вещества называются сокращённо, а полное название обычно известно только специалистам?), количество и виды аминокислот в случае белков, нуклеотидные последовательности для ДНК и РНК, имена исследователей соединения и многое другое. Приложение доступно на iTunes .
Созданное профессором химии из Мичигана, это приложение помогает понять пользователям принцип соединения молекул. Геймплей состоит из пяти уровней, на каждом из которых игроку необходимо составлять 2D-точечные структуры Льюиса . Тот, кто справился с заданием, будет вознаграждён превращением 2D-структуры в 3D-модель. Кроме того, в конце каждого уровня приложение выдаст вам философский риторический вопрос об устройстве Вселенной и её веществ, так что даже если не удастся постигнуть валентность, философия химии станет вам немного ближе. Скачать Chemical Valence можно в в App Store за $0,99.
Это своеобразная виртуальная химическая лаборатория в вашем мобильном устройстве. Здесь можно проводить опыты с различными веществами и наблюдать самые неожиданные реакции. Как вы понимаете, в виртуальном пространстве можно экспериментировать даже со взрывчатыми и радиоактивными веществами. Результаты опытов моделируются в реальном времени, при этом программа учитывает кучу параметров: состав воздуха, температуру окружающей среды, массу и объёмы смешиваемых веществ и т.д. Чтобы облегчить задачу начинающему химику, в приложении доступна база основных реакций по каждому веществу из таблицы Менделеева. Впрочем, можно «химичить» и открывать свои собственные реакции. Лаборатория Chemist доступна на iTunes , её цена - $4,99. Но есть и бесплатная ознакомительная версия.
Думаете, ещё одна химическая лаборатория? Не угадали! Chem Lab – это забавный тест, который проверит ваше знание базовых химических формул. Пользователю предлагается выполнить поочерёдно 5 заданий (перетянуть в пробирку нужные элементы для получения газа или соединить подходящие вещества и т.д.). В конце экспериментов показываются требуемые результаты по каждому заданию и сравниваются с вашими достижениями. Будьте осторожны – при неудачной реакции может что-нибудь взорваться или загореться. Конечно, работа в приложении безопасна, но взрыв как минимум говорит о том, что в реальности не стоит повторять подобный опыт. Приложение есть в App Store и стоит всего лишь $0,99.
Talking Ben the Dog – игра для самых маленьких. Говорящий пёс Бен – профессор химии на пенсии, который порядком подустал от жизни. Всё, что он делает – ест, пьёт и читает газеты. Можно пытаться расшевелить его, а можно просто нажать на кнопочку «Химия» и отправить старого профессора в лабораторию, чтобы проводить с ним простейшие химические опыты (смешать две жидкости и наблюдать за реакцией). Ничего особо познавательного, зато ребёнок как минимум узнает, что смешивание двух веществ может привести к неожиданной реакции. Кажется, неплохое начало для рассказа ребёнку о химии как науке. Приложение бесплатно доступно в iTunes и в Google Play .
Ещё один инструмент для изучения химии, который позволяет знакомиться с активностью элементов, изучать окислительно-восстановительные реакции, решать задачи по химии, получать конечные продукты реакции и уравнивать коэффициенты. В приложении есть описание реакций более полутора тысяч химических соединений. Интерфейс приложения предельно прост, впрочем, как и работа в нём: для реакции достаточно выбрать из таблицы необходимые элементы и соединить их. Приложение можно скачать в Google Play бесплатно.
Приложение-игра для изучения химии. Теперь не нужно заставлять вашего ребёнка зубрить химические элементы, достаточно установить ему Elements Quiz , где таблица Менделеева изучается в простой игровой форме. Основные правила игры – искать в таблице предлагаемые программой химические элементы. Что может быть проще? Зато ребёнок в процессе такого поиска постепенно запоминает название элемента, его символ и место в таблице – те основы, которые необходимы для дальнейшего успешного изучения предмета. Для более продвинутых пользователей в приложение встроены викторины, с которыми не так-то легко справиться. Кроме того, приложение связано с Википедией, так что всегда можно получить дополнительную информацию о том или ином элементе в бесплатной энциклопедии.
Это приложение, которое позволяет без лишнего труда рисовать формулы органических соединений. Но, как отмечают пользователи, в программе невозможно описывать и изображать полноценные реакции, так что MolPrime+ можно пока использовать только в качестве редактора формул. Кстати, своими достижениями в приложении легко делиться с друзьями через твиттер и электронную почту, так что можно соревноваться в мастерстве. MolPrime+ легко скачать с
Игра создана для всех любителей химии. Цель игры заключается в том, что необходимо из букв составить термин по химии, определение на слайде является подсказкой.
Программа, в которой создана разработка: PowerPoint 2010. При запуске презентации необходимо включить макросы.
Программа предназначена для решения простых расчетных задач по химии на основе ОДНОГО уравнения реакции. Она сама составляет, балансирует уравнение и проводит расчеты после выбора исходных веществ. Решение представляется в текстовом виде с короткими объяснениями. Основной сложностью, на мой взгляд, является введение условий задачи (кое-какие намеки программа дает сама, но все равно придется потренироваться).
Школьники (даже практически не знакомые с теоретической химией) смогут решить задачу, если они, конечно, правильно перенесут данные условия из учебника в программу. А специалистам программа поможет за минуту получить численный ответ, не прибегая к справочным данным и калькулятору.
Программа составляет уравнения реакций на основе общих теоретических положений химии, поэтому нестандартные процессы могут быть записаны неверно (однако вряд ли такие используются в школе). Тем не менее буду благодарен за замечания и предложения, которые следовало бы внести.
Попытался учесть замечания экспертов к тестам на основе презентаций (и добавил кое-что от себя). Тест состоит из 10 заданий (не проблема изменить), причем набор заданий не повторяется от теста к тесту. В каждом подходе будут тестовые задания всех типов (одновыборочные закрытые, на соответствие понятий и открытые). Два уровня сложности тестов (средние школьники, олимпиада).
Вывод полной информации о прошедшем тесте на экран и файлом в папку программы. При наличие компьютерной сети может тестироваться весь класс, а суммарная результирующая информация записывается на компьютер учителя.
С удовольствием послушаю конструктивную критику.
Целевая аудитория: для 11 класса
Для большинства школьников формула вещества- это абстракция, не связанная с какими-то его ощущениями или воспоминаниями. Эта химическая игра создана, чтобы восполнить это упущение. Надеюсь, ученик запомнит, что NO2 -это бурый газ, тяжелее воздуха, может реагировать с Н2 и NaOH и не реагирует с O2 и HCl; возможно, даже научится применять плотность и относительную плотность для своего выбора.
Второй уровень сложности- для тех, кто это знает, умеет думать и сопоставлять факты. Да что я пишу?! Вы сами попробуйте! Смею Вас заверить, вначале будет непросто. Короче, второй уровень- это хорошая игрушка для учителей и олимпиадников. Даже можно попытаться провести турнир среди коллег и выиграть (только вряд ли они захотят участвовать)
Целевая аудитория: для 11 класса
Предмет - химия. Основное назначение - расчет массовой доли вещества в растворе (при растворении, разбавлении, упаривании; также для случая веществ, реагирующих с водой и кристаллогидратов) и определение необходимого массового соотношения компонентов для получения раствора требуемой концентрации. Пересчет всех видов концентраций (массовой доли, молярной, моляльной, мольной доли) из одной в другую. Есть небольшой блок с теоретическим материалом по теме.
Все файлы после распаковки должны находиться в одной папке.
Предполагаемая аудитория- широкая, в т.ч. учителя.
Целевая аудитория: для учителя
Находит уравнения химических реакций
по заданному исходному веществу или продукту из большой базы данных. Определяет молярную массу по формуле. Приводит исторические сведения о простых веществах.
Целевая аудитория широкая, включая учителей и готовящихся к олимпиадам (т.к. специально старался вводить нетривиальные уравнения)
Целевая аудитория: для учителя
Сравнение операционных систем, выбор Windows 8,1, преимущества, сравнение антивирусных программ, обзор программного обеспечения в помощь учителю химии, биологии. Анализ бесплатного софта из Магазина Windows.
Компьютерные программы для химиков.
Современное изучение химии, не обходиться без использования мощных программных пакетов при моделировании химических процессов, изображения химических формул и диаграмм, химических расчетов.
Краткий обзор основных программ.
Maple - это полноценная компьютерная программа для продвинутых математиков, разработанная в Канаде компанией Maplesoft. Как известно, плох тот химик, у кого проблемы с математикой.
SigmaPlot - удобная программа для построения графиков. Особенно пригодится физхимикам, имеющим дело с обработкой большого количество экспериментальных данных, и всем, кто хочет сэкономить свое время и не строить графики вручную.
Данная программа позволяет без лишних усилий с вашей стороны моделировать сложные молекулы. Наглядно показывает пространственное расположение атомов. Рассчитывает расстояния и углы между атомами
Chemical Equation Expert
Если вы сталкивались с органической химией или биохимией , то, наверное, знаете, какие огромные и громоздкие формулы там встречаются. Для изображения таких формул существует специальная программка, называемая ISIS DRAW.
Теперь рассмотрим эти программы более подробно.
Maple - это полноценная компьютерная программа для продвинутых математиков, разработанная в Канаде компанией Maplesoft. Как известно, плох тот химик, у кого проблемы с математикой. А с математикой химику приходится иметь дело, хочет он того или нет. Если Вы испытываете трудности при расчете логарифмов, интегралов и т. п., то Maple поможет Вам решить некоторые Ваши проблемы. Также построит за Вас графики. Кроме того, Maple имеет встроенные функции и операции. Мощные программные пакеты Maplesoft позволяют производить сложные математические расчеты, моделировать процессы и многое другое.
Принцип работы в данной программе схож с Mathematica. Всегда можно посмотреть инструкцию по работе, вызвав справку (клавиши ctrl+F1).
Вообще, компания Maplesoft является ведущим поставщиком высокопроизводительного программного обеспечения для технических и естественных наук. Линейка программных продуктов достаточно широкая: программное обеспечение для инженерных расчетов, для образовательных целей, для прикладных исследований, для автоматизации, для авиационно-космической промышленности, для энергетической промышленности, для электроники. Цены на продукты данной компании разные в зависимости от Вашей принадлежности к той или иной категории покупателей (студент, коммерческая организация , университет, Государственное управление). Также есть возможность приобретения индивидуальной и коллективной лицензии на использование данного программного обеспечения.
За более подробной информацией Вы можете посетить их сайт www. . Сайт не имеет русскоязычную версию - лишний повод начать изучать английский язык , если еще не начали.
SigmaPlot - удобная программа для построения графиков. Особенно пригодится физхимикам, имеющим дело с обработкой большого количества экспериментальных данных, и всем, кто хочет сэкономить свое время и не строить графики вручную.
Вы можете задать вопрос: "Зачем мне разбираться в этой программе, когда я могу быстро и просто построить график в Excel?" Здесь, как говорят - на вкус и цвет товарища нет. SigmaPlot в данном случае приводится в качестве альтернативной программы для построения достаточно точных графиков.
Эта программа будет полезна в первую очередь химикам, занимающимся органической химией. Если вы плохо разбираетесь в таких программах, как "MOPAC", "HyperChem" и т. п., или вообще первый раз о них слышите, то "ChemBio3D" разработана компанией Cambridgesoft для вас. Для работы с этим программным обеспечением не нужно уметь вводить z-матрицы стартовой геометрии молекул, иметь развитое пространственное мышление. Она позволяет пространственно представить сложные молекулы. Рассчитывает длины связей, углы между атомами и многое другое, что позволяют вышеупомянутые программы, но в данном случае без каких-либо усилий с вашей стороны.
Молекулу можно вводить 2 способами: непосредственно в рабочем окне с простанственной молекулой или в окне "ChemDraw", которое находится справа от рабочего окна. Посмотреть информацию по длинам связей и углам между атомами можно следующим образом: в верхней панели инструментов Structure-> Measurements->Generate All Bond Lengths/Angles
Chemical Equation Expert
Если вы испытываете определенные трудности с расстановкой коэффициентов в химических уравнениях (особенно в ОВР), то эта программка создана для вас. Здесь не нужно знать ни метод электронного баланса, ни метод полуреакций. Все, что вам нужно знать, - реагенты и продукты реакций.
Как с этой программой работать? В левом столбце, где написано "Reactants", вводите все реагенты друг под другом. Для каждого реагента выделяется отдельная строка. Не нужно писать все реагенты в одну строчку. Во втором столбце записываете все продукты реакции. Затем нажимаете кнопку "Balance". Если все введено правильно, появится надпись "Balanced it successfully!". Чтобы посмотреть результат, в верхнем меню выбираете "Results". Находите свое уравнение с расставленными коэффициентами. Если хотите очистить все результаты, нажимаете "Clear all". Если возникают вопросы, то в "Examples" приведены уже готовые уравнения реакций. По аналогии с ними вводите свои. Здесь приведены примеры ввода молекул: Ca(OH)2, (CO3) (знак заряда пишется послезначения, а сам заряд записывается в квадратных скобках), H[+] (значение "1" не записывается), CuSO4*5H2O (двойные соли, гидратированные молекулы записываются подобным образом).
Эта программка удобна для расставления коэффициентов, если известны продукты реакции. А если продукты неизвестны, то она вам не поможет.
Какие еще возможности существуют? Существует возможность добавления уравнений в библиотеку уравнений, что позволяет быстро находить необходимое уравнение с помощью "Search". Есть калькулятор, рассчитывающий массы и количества веществ. Выбираете в верхнем меню "Calculate". Выбираете нужное уравнение реакции с помощью кнопок "Back" и "Next". Выбранное уравнение появится в окошке. И рассчитываете либо количество, либо массу вещества. Также можно выбрать точность вычисления.
Если вы сталкивались с органической химией или биохимией, то, наверное, знаете, какие огромные и громоздкие формулы там встречаются. Для изображения таких формул существует специальная программка, называемая ISIS DRAW.
Как ею пользоваться? Если вам нужно нарисовать цикл, то выбираете необходимый элемент в панели управления, расположенной вверху:
Если вам нужно, например, нарисовать одинарную, двойную и тройную связь, выбрать химический элемент, поставить знак + или нарисовать стрелочку, то выбираете необходимый инструмент в панели инструментов, расположенной слева.
Разберем каждый инструмент в этой панели управления.
Если навести курсор на первый инструмент и, удерживая нажатой левую клавишу мыши, провести курсор вправо, появится набор инструментов. Все они используются для выделения необходимой области, ее перемещения и изменения размеров, как пропорционального, так и в одном конкретном направлении. Первый называется лассо (lasso tool). Можно выделять любые объекты, любой формы. Второй - инструмент для прямоуголного выделения (select tool). Третий - для выделения всей молекулы (molecule select tool).
Второй инструмент (rotate tool) используется для поворота молекулы. Здесь также два инструмента. Один предназначен для поворота в плоскости (2D), а другой - для поворота в пространстве (3D).
Третий - это ластик. По щелчку стирает ненужные связи.
Четвертый - выбор необходимого химического элемента. Выбираете атом в молекуле, который хотите переименовать (по умолчанию везде стоит углерод), и в появившемся окошечке выбираете нужный вам химический элемент или вводите его вручную.
Пятый инструмент используется для рисования одинарных, двойных и тройных связей.
Шестой - для пространственного изображения связей, находящихся в разных плоскостях.
Седьмой - для изображения цепочек атомов разной длины.
Восьмой - знак "плюс" в уравнении реакции.
Девятый - разнообразные стрелки (для обратимых, необратимых реакций...).
Десятый - "атом-атом" карта. Несовсем понятно, зачем он нужен. Никогда им не пользуюсь.
Одиннадцатый - инструмент последовательностей. Вводите нужный химический элемент и на экране появляется целая молекула. Ее можно редактирвать с помощью уже известных вам инструментов.
Двенадцатый - скобки. Используется для изображения полимеров. Заключаете в данные скобки повторяющийся элемент полимерной цепочки, где n показывает количество раз, которое данный элемент повторяется. Также можно задавать значение n.
Тринадцатый - текстовое поле. Из самого названия понятно, зачем оно нужно.
Четырнадцатый - инструмент для рисования линий (прямых, ломанных, закругленной, эллиптической формы).
Пятнадцатый - для изображения геометрических фигур: прямоугольников с острыми и закругленными углами, полигональных фигур, эллипсов.
Еще необходимо сказать, что в данной программе есть уже готовые молекулы (цепочки атомов, циклы, аминокислоты, углеводы и т. д.). В главном меню выбираете пункт "Templates", затем выбираете необходимый объект. Открывается окошко, в котором будут уже готовые структуры. Выбираете нужную, щелкнув по ней левой кнопкой мыши, после чего вставляете в рабочее окно, также щелкнув левой кнопкой мыши. И вот, молекула готова!
И еще один момент. Как экспортировать молекулу в Word. Чтобы вставить полученную молекулу в Word, нужно в ISIS DRAW выделить ее и скопировать. Другой способ - в главном меню выбрать "Файл", затем "Экспортировать". Выбираете нужный формат и сохраняете.
Мы рассмотрели лишь некоторые программы, но уже их знание и умение их использовать в своей профессии, очень облегчит жизнь современному химику.
