專業(yè)課課程大綱之計算機在化學(xué)中的應(yīng)用new.doc

計算機在化學(xué)中的應(yīng)用 Computer Application in Chemistry【課程編號】XZ27104/XZ27511【課程類別】專業(yè)任選課【學(xué)分?jǐn)?shù)】1【先修課程】計算機基礎(chǔ)、化學(xué)原理、有機化學(xué)、分析化學(xué)【學(xué)時數(shù)】20【編寫日期】2010年5月【適用專業(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學(xué)科。CAS收錄的化學(xué)物質(zhì)超過3000萬種，與它們相關(guān)的各種性質(zhì)以及化學(xué)反應(yīng)信息，可以說是一個無邊無際的數(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)用計算機來幫助科研工作者來進行信息的收集和有效地進行處理和利用，如可用計算機幫助對化合物的譜圖解析、選擇合成路線、進行藥物分子設(shè)計、進行新過程新技術(shù)的開發(fā)、進行大型工業(yè)裝置的設(shè)計以及對工廠的生產(chǎn)過程進行優(yōu)化等等。二、課程教學(xué)的基本要求本課程主要介紹計算機技術(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。網(wǎng)上化學(xué)信息資源和化學(xué)數(shù)據(jù)庫的簡介及搜索方法。介紹化學(xué)分子的圖形表示原理、分子性質(zhì)的計算方法，和數(shù)據(jù)處理的方法原理，并通過對一些應(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行講解來加深對介紹的理論的認(rèn)識。三、教學(xué)內(nèi)容和學(xué)時分配（必備項）（一）概述 2學(xué)時主要內(nèi)容：計算機技術(shù)在化學(xué)中應(yīng)用的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢；計算機在化學(xué)中的應(yīng)用的主要領(lǐng)域。教學(xué)要求：了解計算機技術(shù)在化學(xué)中應(yīng)用的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢及應(yīng)用領(lǐng)域。其它教學(xué)環(huán)節(jié)（如實驗、習(xí)題課、討論課、其它實踐活動）：無（二）計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在化學(xué)中的應(yīng)用 1學(xué)時主要內(nèi)容：網(wǎng)上化學(xué)信息資源簡介；化學(xué)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫、反應(yīng)數(shù)據(jù)庫、物性數(shù)據(jù)庫簡介；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、反應(yīng)數(shù)據(jù)庫、物性數(shù)據(jù)庫；學(xué)會化學(xué)信息的搜索方法其它教學(xué)環(huán)節(jié)：（如實驗、習(xí)題課、討論課、其它實踐活動）：無（三）化學(xué)結(jié)構(gòu)的表示與可視化基本概念 2學(xué)時主要內(nèi)容：化學(xué)結(jié)構(gòu)的表示與可視化的基本知識：線性表示符、化學(xué)結(jié)構(gòu)的矩陣表示和分子連接表；分子的存儲格式簡介教學(xué)要求：了解化學(xué)結(jié)構(gòu)的表示與可視化的基本知識，理解化學(xué)結(jié)構(gòu)的線性表示符和矩陣表示方法，了解分子連接表等分子存儲格式其它教學(xué)環(huán)節(jié)：（如實驗、習(xí)題課、討論課、其它實踐活動）：上機2學(xué)時（四）計算機圖形化技術(shù)在化學(xué)中的應(yīng)用 2學(xué)時主要內(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)方程式及實驗裝置圖。其它教學(xué)環(huán)節(jié)：（如實驗、習(xí)題課、討論課、其它實踐活動）：上機2學(xué)時（五）化合物的物理化學(xué)性質(zhì)的計算 1學(xué)時主要內(nèi)容：分子力學(xué)、分子動力學(xué)及量子力學(xué)計算方法概述；分子性質(zhì)的計算實例教學(xué)要求：了解分子力學(xué)、分子動力學(xué)及量子力學(xué)等計算方法，并掌握通過軟件計算一些分子性質(zhì)。其它教學(xué)環(huán)節(jié)（如實驗、習(xí)題課、討論課、其它實踐活動）：無（六）計算機在數(shù)理統(tǒng)計與實驗設(shè)計中的應(yīng)用 2學(xué)時主要內(nèi)容：數(shù)理統(tǒng)計方法簡介；Origin軟件的使用介紹及處理化學(xué)數(shù)據(jù)的實例；Matlab等的簡介教學(xué)要求：了解數(shù)理統(tǒng)計方法在化學(xué)中的應(yīng)用，掌握Origin軟件的使用方法及其對化學(xué)數(shù)據(jù)的處理。了解Matlab等軟件。其它教學(xué)環(huán)節(jié)：（如實驗、習(xí)題課、討論課、其它實踐活動）：上機2學(xué)時（七）數(shù)據(jù)挖掘方法及其應(yīng)用 2學(xué)時主要內(nèi)容：決策樹、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及在化學(xué)數(shù)據(jù)處理的應(yīng)用、支持向量機及在藥物設(shè)計的應(yīng)用；數(shù)據(jù)挖掘軟件介紹教學(xué)要求：了解決策樹、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及在化學(xué)數(shù)據(jù)處理的應(yīng)用、支持向量機及在藥物設(shè)計的應(yīng)用。了解數(shù)據(jù)挖掘軟件的簡單用法。其它教學(xué)環(huán)節(jié)（如實驗、習(xí)題課、討論課、其它實踐活動）：上機2學(xué)時四、教學(xué)重點、難點及教學(xué)方法教學(xué)重點：分子結(jié)構(gòu)的計算機表示原理、分子顯示軟件、數(shù)理統(tǒng)計軟件的使用教學(xué)難點：分子結(jié)構(gòu)的計算機表示原理、分子顯示軟件、數(shù)理統(tǒng)計軟件的使用、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、上機練習(xí)五、考核方式及成績評定方式考查。平時成績40%，課程作業(yè)60%六、教材及參考書目1. 繆強, 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. 簡明計算機化學(xué)教程. 南開大學(xué)出版社, 2005.6. 徐筱杰, 侯廷軍, 喬學(xué)斌, 章威. 計算機輔助藥物分子設(shè)計. 化學(xué)工業(yè)出版社, 2004.7. 葉德泳