專(zhuān)業(yè)課課程大綱之計(jì)算機(jī)在化學(xué)中的應(yīng)用new.doc

計(jì)算機(jī)在化學(xué)中的應(yīng)用 Computer Application in Chemistry【課程編號(hào)】XZ27104/XZ27511【課程類(lèi)別】專(zhuān)業(yè)任選課【學(xué)分?jǐn)?shù)】1【先修課程】計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)、化學(xué)原理、有機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)【學(xué)時(shí)數(shù)】20【編寫(xiě)日期】2010年5月【適用專(zhuān)業(yè)】化學(xué)、應(yīng)用化學(xué)一、教學(xué)目的、任務(wù)化學(xué)化工是信息量特別大的一門(mén)學(xué)科。CAS收錄的化學(xué)物質(zhì)超過(guò)3000萬(wàn)種，與它們相關(guān)的各種性質(zhì)以及化學(xué)反應(yīng)信息，可以說(shuō)是一個(gè)無(wú)邊無(wú)際的數(shù)據(jù)海洋。隨著化學(xué)化工數(shù)據(jù)量的劇增，有必要應(yīng)用計(jì)算機(jī)來(lái)幫助科研工作者來(lái)進(jìn)行信息的收集和有效地進(jìn)行處理和利用，如可用計(jì)算機(jī)幫助對(duì)化合物的譜圖解析、選擇合成路線(xiàn)、進(jìn)行藥物分子設(shè)計(jì)、進(jìn)行新過(guò)程新技術(shù)的開(kāi)發(fā)、進(jìn)行大型工業(yè)裝置的設(shè)計(jì)以及對(duì)工廠(chǎng)的生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化等等。二、課程教學(xué)的基本要求本課程主要介紹計(jì)算機(jī)技術(shù)在化學(xué)中應(yīng)用的發(fā)展歷史、主要領(lǐng)域、現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)。網(wǎng)上化學(xué)信息資源和化學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)的簡(jiǎn)介及搜索方法。介紹化學(xué)分子的圖形表示原理、分子性質(zhì)的計(jì)算方法，和數(shù)據(jù)處理的方法原理，并通過(guò)對(duì)一些應(yīng)用廣泛的化學(xué)軟件和數(shù)據(jù)處理軟件(如：ChemBioOffice, ChemSketch,Origin等) 的使用與操作技巧進(jìn)行講解來(lái)加深對(duì)介紹的理論的認(rèn)識(shí)。三、教學(xué)內(nèi)容和學(xué)時(shí)分配（必備項(xiàng)）（一）概述 2學(xué)時(shí)主要內(nèi)容：計(jì)算機(jī)技術(shù)在化學(xué)中應(yīng)用的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)；計(jì)算機(jī)在化學(xué)中的應(yīng)用的主要領(lǐng)域。教學(xué)要求：了解計(jì)算機(jī)技術(shù)在化學(xué)中應(yīng)用的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)及應(yīng)用領(lǐng)域。其它教學(xué)環(huán)節(jié)（如實(shí)驗(yàn)、習(xí)題課、討論課、其它實(shí)踐活動(dòng)）：無(wú)（二）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在化學(xué)中的應(yīng)用 1學(xué)時(shí)主要內(nèi)容：網(wǎng)上化學(xué)信息資源簡(jiǎn)介；化學(xué)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)、反應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)、物性數(shù)據(jù)庫(kù)簡(jiǎn)介；化學(xué)信息的搜索方法教學(xué)要求：了解網(wǎng)上化學(xué)信息資源、化學(xué)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)、反應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)、物性數(shù)據(jù)庫(kù)；學(xué)會(huì)化學(xué)信息的搜索方法其它教學(xué)環(huán)節(jié)：（如實(shí)驗(yàn)、習(xí)題課、討論課、其它實(shí)踐活動(dòng)）：無(wú)（三）化學(xué)結(jié)構(gòu)的表示與可視化基本概念 2學(xué)時(shí)主要內(nèi)容：化學(xué)結(jié)構(gòu)的表示與可視化的基本知識(shí)：線(xiàn)性表示符、化學(xué)結(jié)構(gòu)的矩陣表示和分子連接表；分子的存儲(chǔ)格式簡(jiǎn)介教學(xué)要求：了解化學(xué)結(jié)構(gòu)的表示與可視化的基本知識(shí)，理解化學(xué)結(jié)構(gòu)的線(xiàn)性表示符和矩陣表示方法，了解分子連接表等分子存儲(chǔ)格式其它教學(xué)環(huán)節(jié)：（如實(shí)驗(yàn)、習(xí)題課、討論課、其它實(shí)踐活動(dòng)）：上機(jī)2學(xué)時(shí)（四）計(jì)算機(jī)圖形化技術(shù)在化學(xué)中的應(yīng)用 2學(xué)時(shí)主要內(nèi)容：ChemBioOffice、ChemSketch、ChemWindow等軟件的應(yīng)用基礎(chǔ)及綜合應(yīng)用實(shí)例教學(xué)要求：掌握ChemBioOffice的基本使用方法，可以繪制化學(xué)分子及三維顯示，繪制反應(yīng)方程式及實(shí)驗(yàn)裝置圖。其它教學(xué)環(huán)節(jié)：（如實(shí)驗(yàn)、習(xí)題課、討論課、其它實(shí)踐活動(dòng)）：上機(jī)2學(xué)時(shí)（五）化合物的物理化學(xué)性質(zhì)的計(jì)算 1學(xué)時(shí)主要內(nèi)容：分子力學(xué)、分子動(dòng)力學(xué)及量子力學(xué)計(jì)算方法概述；分子性質(zhì)的計(jì)算實(shí)例教學(xué)要求：了解分子力學(xué)、分子動(dòng)力學(xué)及量子力學(xué)等計(jì)算方法，并掌握通過(guò)軟件計(jì)算一些分子性質(zhì)。其它教學(xué)環(huán)節(jié)（如實(shí)驗(yàn)、習(xí)題課、討論課、其它實(shí)踐活動(dòng)）：無(wú)（六）計(jì)算機(jī)在數(shù)理統(tǒng)計(jì)與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 2學(xué)時(shí)主要內(nèi)容：數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法簡(jiǎn)介；Origin軟件的使用介紹及處理化學(xué)數(shù)據(jù)的實(shí)例；Matlab等的簡(jiǎn)介教學(xué)要求：了解數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法在化學(xué)中的應(yīng)用，掌握Origin軟件的使用方法及其對(duì)化學(xué)數(shù)據(jù)的處理。了解Matlab等軟件。其它教學(xué)環(huán)節(jié)：（如實(shí)驗(yàn)、習(xí)題課、討論課、其它實(shí)踐活動(dòng)）：上機(jī)2學(xué)時(shí)（七）數(shù)據(jù)挖掘方法及其應(yīng)用 2學(xué)時(shí)主要內(nèi)容：決策樹(shù)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及在化學(xué)數(shù)據(jù)處理的應(yīng)用、支持向量機(jī)及在藥物設(shè)計(jì)的應(yīng)用；數(shù)據(jù)挖掘軟件介紹教學(xué)要求：了解決策樹(shù)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及在化學(xué)數(shù)據(jù)處理的應(yīng)用、支持向量機(jī)及在藥物設(shè)計(jì)的應(yīng)用。了解數(shù)據(jù)挖掘軟件的簡(jiǎn)單用法。其它教學(xué)環(huán)節(jié)（如實(shí)驗(yàn)、習(xí)題課、討論課、其它實(shí)踐活動(dòng)）：上機(jī)2學(xué)時(shí)四、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)及教學(xué)方法教學(xué)重點(diǎn)：分子結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)表示原理、分子顯示軟件、數(shù)理統(tǒng)計(jì)軟件的使用教學(xué)難點(diǎn)：分子結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)表示原理、分子顯示軟件、數(shù)理統(tǒng)計(jì)軟件的使用、數(shù)據(jù)挖掘方法在化學(xué)中的應(yīng)用教學(xué)方法：多媒體教學(xué)、軟件演示、上機(jī)練習(xí)五、考核方式及成績(jī)?cè)u(píng)定方式考查。平時(shí)成績(jī)40%，課程作業(yè)60%六、教材及參考書(shū)目1. 繆強(qiáng), 化學(xué)信息學(xué)導(dǎo)論(第2版). 高等教育出版社, 2010. 2. 曾煒, ChemOffice2008實(shí)用教程, 化學(xué)工業(yè)出版社, 20093. 于成龍, 郝欣, 沈清. Origin8.0應(yīng)用實(shí)例詳解, 化學(xué)工業(yè)出版社, 2010.4. 鄭冀魯. Matlab與化學(xué), 化學(xué)工業(yè)出版社, 2009.5. 喬園園, 張明濤. 簡(jiǎn)明計(jì)算機(jī)化學(xué)教程. 南開(kāi)大學(xué)出版社, 2005.6. 徐筱杰, 侯廷軍, 喬學(xué)斌, 章威. 計(jì)算機(jī)輔助藥物分子設(shè)計(jì). 化學(xué)工業(yè)出版社, 2004.7. 葉德泳