沈阳理工大学 化学-计算化学教学大纲_免费下载.doc

计算化学课程教学大纲 课程代码：080532020课程英文名称：Computational Chemistry 课程总学时：32 讲课：24 实验：0 上机：8适用专业：化学专业大纲编写（修订）时间：2011.5一、大纲使用说明 （一）课程的地位及教学目标 计算化学是根据数学原理利用计算机来处理和解决化学问题的一门科学。它从化学的基本原理出发，找出化学变化的基本规律，借助数学原理和计算机的计算方法来解决化学问题，是理论化学的重要分支。它为学生进一步探究化学运动规律提供一个重要的计算方法。通过该课程的学习，可提高学生在科学研究和生产实践中分析问题和解决问题的能力。 采用授课与上机实习相结合的教学方法，使同学们在较短的时间内能对计算化学的原理和方法有一个初步的了解，掌握当今国际流行的常用计算软件的原理及使用方法，着重培养同学们解决化学实际问题的能力。 （二）知识、能力及技能方面的基本要求 随着计算机技术的迅速发展和计算机在化学化工中的应用领域不断扩大，本课程内容也在不断完善，以适应实际的应用需要。 教学中学生须掌握的知识内容如下： 1. 最小二乘法和曲线拟合 线性最小二乘法，非线性方程变为线性方程，线性回归分析。 2. 高次方程求解 扫描法、对分法，迭代法，牛顿法。3. 线性方程组求解消元法，按列选主元素消去法。4. 定量构效相关分析方法QSARQSAR方法的基本特点，分子连接性指数法的特点、计算、修正及应用。5. Chemoffice软件的功能及使用Chemoffice软件之Chemdraw、Chem3D的功能及使用。 通过理论学习和上机操作，能够利用计算原理和功能软件进行简单化学计算及结构绘制、转换。 （三）实施说明 根据教学需要以及选用教材不同，教学内容可适当调整，各部分学时数可调整2学时。 （四）对先修课的要求 要求先修完高等数学，无机化学、有机化学、物理化学G1。 （五）对习题、实验环节的要求 在计算化学的整体教学中，一要培养运用计算化学理论知识的能力，习题少而精；二是要注意培养学生上机操作能力，使其理论能指导并应用于实践，解决化学问题。 (六)课程考核方式 1.考核方式：考查。 2.考核目标：在考核学生对计算化学基本知识、基本原理和方法的基础上，重点考核学生的应用能力和解决问题的能力。3.成绩构成：考核包括：上课表现及出勤率占30%，作业占20%、上机操作30%，小测验和提问占20%。（七）主要参考书目: 1计算化学，北京化工大学理学院编，高等教育出版社，2005 2计算化学，郭纯孝，吉林大学出版社,2004 3计算机在化学化工中的应用技术，赵文元、王亦军编，科学出版社，2006二、中文摘要计算化学是根据数学原理利用计算机来处理和解决化学问题的一门科学。通过本课程的学习，使学生借助数学原理和计算机的计算方法及化学专用软件来解决化学问题，可提高学生在科学研究和生产实践中分析问题和解决问题的能力。课程内容主要包括化学中常用的数值计算、QSAR构效建模、Chemoffice软件的功能及使用。三、课程学时总体分配表序号章节名称学时讲课实验上机1绪论 最小二乘法和曲线拟合64021.1绪论 线性最小二乘法，21.2非线性方程变为线性方程，线性回归分析22高次方程求解64022.1扫描法、对分法高次方程求解22.2迭代法，牛顿法高次方程求解23线性方程组求解42023.1按列选主元素消去法线性方程组求解24定量构效相关分析方法QSAR64024.1QSAR方法的基本特点，分子连接性指数法的特点和计算24.2分子连接性指数法的修正及应用25Chemoffice软件的功能及使用1010005.1Chemdraw的命名、预测功能25.2Chemdraw的比较、绘图功能25.3Chemdraw的其他功能25.4Chem3D 建立3D模型、显示化学键信息25.5Chem3D量子化学计算等功能2合计322408四、教学内容及基本要求第1部分 绪论，最小二乘法和曲线拟合 总学时(单位：学时):6 讲课:4 实验:0 上机:2具体内容: 1) 了解计算化学在现代化学中所处的地位和作用、研究内容和发展 2）掌握线性最小二乘法的原理及计算机拟合； 3）会将非线性方程变为线性方程； 4）会进行线性回归分析。重 点: 线性最小二乘法的原理及计算机拟合会进行线性回归分析难 点: 线性最小二乘法的原理，非线性方程变为线性方程习 题:线性最小二乘法的拟合及回归分析上 机: 计算机线性拟合及回归分析第2部分 高次方程求解 总学时(单位：学时):6 讲课:4 实验:0 上机:2具体内容: 掌握扫描法、对分法，迭代法，牛顿法计算机解高次方程。重 点: 迭代法，牛顿法计算机解高次方程。难 点: 计算机编程及实现习 题:迭代法，牛顿法解高次方程。上 机: 迭代法，牛顿法计算机解高次方程第3部分 . 线性方程组求解 总学时(单位：学时):4 讲课:2 实验:0 上机:2具体内容: 掌握用消元法及按列选主元素消去法解线性方程组。重 点: 按列选主元素消去法解线性方程组难 点: 计算机编程及运行习 题:按列选主元素消去法解线性方程组上 机:按列选主元素消去法解线性方程组第4部分 定量构效相关分析方法QSAR 总学时(单位：学时):6 讲课:4 实验:0 上机:2具体内容:1）了解QSAR方法的基本特点，2）掌握分子连接性指数法的特点、计算、修正及应用。重 点:分子连接性指数法的计算、修正及应用难 点: 分子连接性指数法的计算、修正及应用习 题:分子连接性指数法的计算及应用上 机:分子连接性指数法建立QSAR关系第5部分 Chemoffice软件的功能及使用 总学时(单位：学时):10 讲课:10 实验:0 上机:0具体内容:1）了解Chemoffice包含的软件和功能，2）掌握Chemdraw的命名、预测、比较、