侯成

广西师范大学化学与药学学院，广西 桂林 541004

结构化学是本科化学课程中最为重要的理论课程，在化学专业课程体系中扮演着承上启下的作用[1]。在过去的教学过程中，学生学习困难的地方主要表现为两个方面，第一个是公式的推导涉及较多复杂运算，而数学一直是部分同学学习过程中的“拦路虎”，另一方面，对于课程中所涉及复杂函数的图像较为抽象，不少同学在理解上还有所欠缺。

针对这两方面的问题，除了积极补充数学基础知识以外，在授课中融合计算机编程语言，可以有效消除学生对数学的恐惧，加深学生对物理图像本质的理解。对于公式的推导所涉及的符号运算和函数图像绘制，常见的科学计算软件如Matlab、Mathmatica、Maple等均可以实现[2]。然而这些软件也有着以下缺点：其均为商业性收费软件；运行对计算机配置有要求；每一种软件都有各自的编程语言，增加学习难度。近年来，Python语言已经成为目前最为流行的编程语言，其优势主要表现在以下几个方面：免费开源；语言简洁，易学易懂; 相关程序运行轻盈，占用内存资源较少；配合科学计算库SymPy，可以集符号计算与图像绘制功能为一体，适合课堂教学演示和计算化学实验的开展[3]。

本文介绍了Python开源库SymPy的特点及安装方法，通过具体案例介绍其在结构化学课程授课过程的应用，并给出代码以供参考。

1 SymPy库安装与使用

Sympy库是基于Python语言的开源库(图1(a))，主要针对于科学计算过程中的符号计算，如微积分运算，微分方程求解，因式分解和矩阵运算等。……