亚琛工业大学理论与应用

德国亚琛工业大学（RWTH Aachen University），在2025年QS世界大学排名中位列第99位，以其工程和科技教育的卓越成就著称。该校数学和物理教学中已成功应用 Maple 软件多年。当无机化学研究所的Jan van Leusen博士首次接触来自 RDMChem 的 Maple 量子化学工具箱时，他立刻意识到，将 Maple 引入化学教育的时机已经成熟。

作为无机化学的资深讲师，Van Leusen 博士精通 Maple 软件在物理学中的应用。他发现，借助 Maple 量子化学工具箱，能为化学教学带来新的活力，激发学生的思考。这一工具箱将前沿的量子化学计算技术与 Maple 强大的数学功能和用户友好界面相结合，为分子电子能量和属性的并行计算提供了一个全面而便捷的解决方案。量子化学工具箱覆盖了从基础量子力学问题到高级的全活性空间方法等教学内容，不仅帮助学生深入理解分子结构，还支持他们设计新型分子，满足工程、分子生物学和物理学等领域的需求。它使得量子力学和理论化学的精髓在课堂上得到了生动的展现，为学生提供了深刻的学习体验。

可视化

化学领域中，直观理解 Heisenberg operator 波函数解的形态至关重要。在这方面，Maple 量子化学工具箱发挥了关键作用。Van Leusen 博士运用这些工具不仅计算并三维可视化了包括氢原子在内的各种原子的 s、p、d、f 轨道，还向学生们展示了水分子化合物的分子轨道。这种教学方法帮助学生建立和加深对化学概念的理解。通过交互式地旋转三维模型，能够从不同角度展示轨道信息，这种方法相较于传统的二维图像，提供了更为直观和有效的学习体验。学生们普遍认为，Maple 的可视化工具极大地简化了对复杂概念的理解，加速了他们对基础理论的掌握，以及将理论应用于分子研究的能力。

“Maple 结合量子化学工具箱所提供的分子可视化功能，极大地丰富了学生的学习体验，”Van Leusen 博士指出：“这些工具帮助学生更快、更准确地把握理论与分子结构之间的联系，增强了他们的学习信心。”

此外，Van Leusen 博士还将 Maple 应用于课堂之外的问题解答中，发现量子化学工具箱附带的课程材料极具价值，经常被用来解答学生疑问或协助他们克服学习中的困难。

“Maple 软件结合量子化学工具箱所提供的分子可视化功能，极大地丰富了学习体验，是教学中不可或缺的宝贵资源。”

化学软件的易用性

Van Leusen 博士在使用 Maple 及其量子化学工具箱后，明显感受到与传统计算化学工具相比，Maple 在易用性上的优势。Maple 的直观操作界面和强大的功能完全满足了他的教学需求，而无需复杂的编程知识、特殊硬件或长时间等待结果。相较于其他工具常见的设置错误和缓慢的响应速度，Maple 在标准桌面计算机上即可运行并快速返归结果，使用标准符号减少了错误发生的可能性。

“使用 RDMChem 的量子化学工具箱工作极其直观，只需要简单的语言描述就，Maple 就可以理解需求，并自动完成任务。它比我使用过的任何计算化学工具都要简单，并且完美地符合我的教学需求。”

他还特别赞赏 Maple 在提供解析解和数值解方面的能力，这使得在处理单电子问题时能够进行精确计算和有效可视化。

Van Leusen 博士成功地使用 Maple 激发和启发学生，也引起了系里其他教授的关注。他们开始寻求他的帮助，以创建支持自己教学的可视化工具。如今，使用 RDMChem 的量子化学工具箱在 Maple 中创建的分子可视化已成为亚琛工业大学（RWTH Aachen University）第一年和第三年无机化学课程的核心教学工具，其应用范围甚至扩展到生物学学生的化学课程和新生的预备课程中。

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