李延伟 姚金环 杨建文 利 明

桂林理工大学化学与生物工程学院 广西桂林 541004

为了进一步优化研究生知识结构，更好地体现研究生教育的特点，我校化学工程与技术一级学科硕士学位授权点和化学工程专业型硕士学位授权点开设了物质结构课程。该课程内容的两大核心内容—电子结构和空间结构及材料性能，是化学、化工、材料等相关学科学生在更深层次理解物质结构与物性本质的阶梯，对培养研究生从微观层次上分析问题、拓展思路、抓住问题的本质，提高理论联系实际能力和科学思维能力起着重要的作用[1,2]。然而物质结构课程涉及大量的数学物理知识、理论性强、概念非常抽象，学生普遍感到不容易理解和掌握，教学难度较大。随着计算机技术的进步和理论计算模拟方法的发展，通过化学计算软件很容易将物质的很多微观结构信息以3D图像的形式直观、清晰地展现出来[3,4]。为了有效地突破课程教学难点，我们将计算模拟软件引入课堂教学。实践表明，通过3D图形将物质的微观结构可视化，将抽象、复杂的概念形象化，将使物质结构教学过程变得形象生动、直观清晰，这对突破物质结构教学难点，提高教学效果和学生的学习兴趣将起到非常积极的作用。本文将结合实例介绍，如何利用Materials Studio模拟软件构建和分析材料的晶体结构、能带结构、态密度和差分电荷密度等概念。

1 Materials Studio软件简介

Materials Studio软件包由美国Accelrys公司出品，是专门为材料科学领域研究者开发的一款可在计算机上运行的模拟软件。……