專業(yè)課課程大綱之計算機在化學中的應用new.doc

計算機在化學中的應用 Computer Application in Chemistry【課程編號】XZ27104/XZ27511【課程類別】專業(yè)任選課【學分數(shù)】1【先修課程】計算機基礎、化學原理、有機化學、分析化學【學時數(shù)】20【編寫日期】2010年5月【適用專業(yè)】化學、應用化學一、教學目的、任務化學化工是信息量特別大的一門學科。CAS收錄的化學物質(zhì)超過3000萬種，與它們相關的各種性質(zhì)以及化學反應信息，可以說是一個無邊無際的數(shù)據(jù)海洋。隨著化學化工數(shù)據(jù)量的劇增，有必要應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、進行藥物分子設計、進行新過程新技術的開發(fā)、進行大型工業(yè)裝置的設計以及對工廠的生產(chǎn)過程進行優(yōu)化等等。二、課程教學的基本要求本課程主要介紹計算機技術在化學中應用的發(fā)展歷史、主要領域、現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢。網(wǎng)上化學信息資源和化學數(shù)據(jù)庫的簡介及搜索方法。介紹化學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，并通過對一些應用廣泛的化學軟件和數(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識。三、教學內(nèi)容和學時分配（必備項）（一）概述 2學時主要內(nèi)容：計算機技術在化學中應用的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢；計算機在化學中的應用的主要領域。教學要求：了解計算機技術在化學中應用的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢及應用領域。其它教學環(huán)節(jié)（如實驗、習題課、討論課、其它實踐活動）：無（二）計算機網(wǎng)絡技術在化學中的應用 1學時主要內(nèi)容：網(wǎng)上化學信息資源簡介；化學結(jié)構數(shù)據(jù)庫、反應數(shù)據(jù)庫、物性數(shù)據(jù)庫簡介；化學信息的搜索方法教學要求：了解網(wǎng)上化學信息資源、化學結(jié)構數(shù)據(jù)庫、反應數(shù)據(jù)庫、物性數(shù)據(jù)庫；學會化學信息的搜索方法其它教學環(huán)節(jié)：（如實驗、習題課、討論課、其它實踐活動）：無（三）化學結(jié)構的表示與可視化基本概念 2學時主要內(nèi)容：化學結(jié)構的表示與可視化的基本知識：線性表示符、化學結(jié)構的矩陣表示和分子連接表；分子的存儲格式簡介教學要求：了解化學結(jié)構的表示與可視化的基本知識，理解化學結(jié)構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環(huán)節(jié)：（如實驗、習題課、討論課、其它實踐活動）：上機2學時（四）計算機圖形化技術在化學中的應用 2學時主要內(nèi)容：ChemBioOffice、ChemSketch、ChemWindow等軟件的應用基礎及綜合應用實例教學要求：掌握ChemBioOffice的基本使用方法，可以繪制化學分子及三維顯示，繪制反應方程式及實驗裝置圖。其它教學環(huán)節(jié)：（如實驗、習題課、討論課、其它實踐活動）：上機2學時（五）化合物的物理化學性質(zhì)的計算 1學時主要內(nèi)容：分子力學、分子動力學及量子力學計算方法概述；分子性質(zhì)的計算實例教學要求：了解分子力學、分子動力學及量子力學等計算方法，并掌握通過軟件計算一些分子性質(zhì)。其它教學環(huán)節(jié)（如實驗、習題課、討論課、其它實踐活動）：無（六）計算機在數(shù)理統(tǒng)計與實驗設計中的應用 2學時主要內(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數(shù)據(jù)的實例；Matlab等的簡介教學要求：了解數(shù)理統(tǒng)計方法在化學中的應用，掌握Origin軟件的使用方法及其對化學數(shù)據(jù)的處理。了解Matlab等軟件。其它教學環(huán)節(jié)：（如實驗、習題課、討論課、其它實踐活動）：上機2學時（七）數(shù)據(jù)挖掘方法及其應用 2學時主要內(nèi)容：決策樹、人工神經(jīng)網(wǎng)絡及在化學數(shù)據(jù)處理的應用、支持向量機及在藥物設計的應用；數(shù)據(jù)挖掘軟件介紹教學要求：了解決策樹、人工神經(jīng)網(wǎng)絡及在化學數(shù)據(jù)處理的應用、支持向量機及在藥物設計的應用。了解數(shù)據(jù)挖掘軟件的簡單用法。其它教學環(huán)節(jié)（如實驗、習題課、討論課、其它實踐活動）：上機2學時四、教學重點、難點及教學方法教學重點：分子結(jié)構的計算機表示原理、分子顯示軟件、數(shù)理統(tǒng)計軟件的使用教學難點：分子結(jié)構的計算機表示原理、分子顯示軟件、數(shù)理統(tǒng)計軟件的使用、數(shù)據(jù)挖掘方法在化學中的應用教學方法：多媒體教學、軟件演示、上機練習五、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, 化學信息學導論(第2版). 高等教育出版社, 2010. 2. 曾煒, ChemOffice2008實用教程, 化學工業(yè)出版社, 20093. 于成龍, 郝欣, 沈清. Origin8.0應用實例詳解, 化學工業(yè)出版社, 2010.4. 鄭冀魯. Matlab與化學, 化學工業(yè)出版社, 2009.5. 喬園園, 張明濤. 簡明計算機化學教程. 南開大學出版社, 2005.6. 徐筱杰, 侯廷軍, 喬學斌, 章威. 計算機輔助藥物分子設計. 化學工業(yè)出版社, 2004.7. 葉德泳