专业课课程大纲之计算机在化学中的应用new.doc

计算机在化学中的应用 Computer Application in Chemistry【课程编号】XZ27104/XZ27511【课程类别】专业任选课【学分数】1【先修课程】计算机基础、化学原理、有机化学、分析化学【学时数】20【编写日期】2010年5月【适用专业】化学、应用化学一、教学目的、任务化学化工是信息量特别大的一门学科。CAS收录的化学物质超过3000万种，与它们相关的各种性质以及化学反应信息，可以说是一个无边无际的数据海洋。随着化学化工数据量的剧增，有必要应用计算机来帮助科研工作者来进行信息的收集和有效地进行处理和利用，如可用计算机帮助对化合物的谱图解析、选择合成路线、进行药物分子设计、进行新过程新技术的开发、进行大型工业装置的设计以及对工厂的生产过程进行优化等等。二、课程教学的基本要求本课程主要介绍计算机技术在化学中应用的发展历史、主要领域、现状及发展趋势。网上化学信息资源和化学数据库的简介及搜索方法。介绍化学分子的图形表示原理、分子性质的计算方法，和数据处理的方法原理，并通过对一些应用广泛的化学软件和数据处理软件(如：ChemBioOffice, ChemSketch,Origin等) 的使用与操作技巧进行讲解来加深对介绍的理论的认识。三、教学内容和学时分配（必备项）（一）概述 2学时主要内容：计算机技术在化学中应用的发展历史、现状和发展趋势；计算机在化学中的应用的主要领域。教学要求：了解计算机技术在化学中应用的发展历史、现状和发展趋势及应用领域。其它教学环节（如实验、习题课、讨论课、其它实践活动）：无（二）计算机网络技术在化学中的应用 1学时主要内容：网上化学信息资源简介；化学结构数据库、反应数据库、物性数据库简介；化学信息的搜索方法教学要求：了解网上化学信息资源、化学结构数据库、反应数据库、物性数据库；学会化学信息的搜索方法其它教学环节：（如实验、习题课、讨论课、其它实践活动）：无（三）化学结构的表示与可视化基本概念 2学时主要内容：化学结构的表示与可视化的基本知识：线性表示符、化学结构的矩阵表示和分子连接表；分子的存储格式简介教学要求：了解化学结构的表示与可视化的基本知识，理解化学结构的线性表示符和矩阵表示方法，了解分子连接表等分子存储格式其它教学环节：（如实验、习题课、讨论课、其它实践活动）：上机2学时（四）计算机图形化技术在化学中的应用 2学时主要内容：ChemBioOffice、ChemSketch、ChemWindow等软件的应用基础及综合应用实例教学要求：掌握ChemBioOffice的基本使用方法，可以绘制化学分子及三维显示，绘制反应方程式及实验装置图。其它教学环节：（如实验、习题课、讨论课、其它实践活动）：上机2学时（五）化合物的物理化学性质的计算 1学时主要内容：分子力学、分子动力学及量子力学计算方法概述；分子性质的计算实例教学要求：了解分子力学、分子动力学及量子力学等计算方法，并掌握通过软件计算一些分子性质。其它教学环节（如实验、习题课、讨论课、其它实践活动）：无（六）计算机在数理统计与实验设计中的应用 2学时主要内容：数理统计方法简介；Origin软件的使用介绍及处理化学数据的实例；Matlab等的简介教学要求：了解数理统计方法在化学中的应用，掌握Origin软件的使用方法及其对化学数据的处理。了解Matlab等软件。其它教学环节：（如实验、习题课、讨论课、其它实践活动）：上机2学时（七）数据挖掘方法及其应用 2学时主要内容：决策树、人工神经网络及在化学数据处理的应用、支持向量机及在药物设计的应用；数据挖掘软件介绍教学要求：了解决策树、人工神经网络及在化学数据处理的应用、支持向量机及在药物设计的应用。了解数据挖掘软件的简单用法。其它教学环节（如实验、习题课、讨论课、其它实践活动）：上机2学时四、教学重点、难点及教学方法教学重点：分子结构的计算机表示原理、分子显示软件、数理统计软件的使用教学难点：分子结构的计算机表示原理、分子显示软件、数理统计软件的使用、数据挖掘方法在化学中的应用教学方法：多媒体教学、软件演示、上机练习五、考核方式及成绩评定方式考查。平时成绩40%，课程作业60%六、教材及参考书目1. 缪强, 化学信息学导论(第2版). 高等教育出版社, 2010. 2. 曾炜, ChemOffice2008实用教程, 化学工业出版社, 20093. 于成龙, 郝欣, 沈清. Origin8.0应用实例详解, 化学工业出版社, 2010.4. 郑冀鲁. Matlab与化学, 化学工业出版社, 2009.5. 乔园园, 张明涛. 简明计算机化学教程. 南开大学出版社, 2005.6. 徐筱杰, 侯廷军, 乔学斌, 章威. 计算机辅助药物分子设计. 化学工业出版社, 2004.7. 叶德泳