计算化学公社
标题: 北科大，计算机化学，教学内容，请提意见 [打印本页]
作者Author: yjcmwgk 时间: 2016-4-22 08:10
标题: 北科大，计算机化学，教学内容，请提意见
本帖最后由 yjcmwgk 于 2016-4-22 08:26 编辑
北科大化生学院，试图搞个《计算机在化学中的应用》，任务交给我了。
这是一门面对大三的，化学化工类本科生，专选课。
我拟了个教学大纲，各位提提意见？
谢谢哦！
还有几个问题啊，设想，你就是大三的本科生。现在开始选择：
(1) 设想，你就是大三的本科生。站在这个角度上看问题，教学内容是否合适？
A 内容太多了
B 内容有点多啊
C 刚刚好
D 内容有些单薄啊
E 内容太单薄了，都不够我一周的量
(2) 作为一个大三的本科生，你觉得：
A 内容挺偏啊，大部分内容不是我感兴趣的
B 内容有点偏啊，部分内容不是我感兴趣的
C 我对这些内容都很感兴趣
(3) 作为一个大三的本科生，你觉得：
A 我有百分之百的概率选择这门课程
B 百分之七八十的概率选这门课吧
C 百分之五十左右吧，看情况
D 百分之二三十吧，毕竟太多数学和计算机内容了，我怕我上不成
E 除非没别的课可选了，我才会选这门课
F 打死我也不选这门课
(4) 假设有一个一百人的化学班儿，这个班儿里：
B 我觉得会有七八十人选这门课
B 我觉得会有五十人左右选这门课
C 别想了，顶多三十人选这门课
D 这门课根本开不出来，因为选课人数肯定会低于十人
Ø 开课院系：化学与生物工程学院。
Ø 课程类别：专业选修课。
Ø 适用专业：化学相关专业。
Ø 考核方式：考查。
Ø 课内总学时：32。
Ø 学分：2。
Ø 理论授课学时：16。
Ø 实验学时：0。
Ø 设计学时：0。
Ø 上机学时：16。
Ø 先修课程：高等数学、线性代数、概率论与数理统计、有机化学、无机化学、分析化学、物理化学、结构化学、大学计算机基础。
一、教学目的
随着计算机科学与技术的高速发展及其与化学、应用化学、化工等学科的不断交叉、渗透与整合， 现代计算机技术正在上述专业的科研、生产、教学中起到日益重要的作用。计算机在化学、应用化学、化工专业的应用已不仅局限于传统的办公、图形处理等范围。在化学品开发、反应机理研究、设备设计、过程控制、工艺优化、辅助教学等领域，计算化学和计算化学工程的重要作用日益凸显。对于化学、应用化学、化工专业的学生和科研人员，熟练应用计算机解决学习、科研、 工作中面临的各种问题己成为必备的基本技能。
本门课程以实际应用例子为对象，在叙述和分析中将文献检索与管理、实验设计与数据处理、化学化工图形与图像处理、化学化工相关计算等内容紧密结合，通过学习，使学生应用计算机解决化学、化工领域一些常见问题的能力在实践中得到培养和提高，并对化学化工类常用软件有较好的了解和掌握，是化学类各专业的专业选修课程。
二、教学基本要求
1．课程重点：
Ø 掌握化学数据处理方式。主要让学生化学计量学主要内容。
Ø 掌握二维和三维化学绘图技术和科学制表技术。
Ø 了解量子化学计算基本原理。
Ø 了解分子力学计算基本原理。
Ø 掌握用计算机解决化学问题的方法和技巧。
2．课程难点：
Ø 数理统计在本课程中的应用。
Ø 亲自动手编程解决化学问题。
3．能力培养要求：
Ø 通过本课程学习，使学生对计算机在化学化工中的应用有较深入的认识和掌握，对计算机化学中的科研发展前沿领域有所了解，培养计算机化学的方法论，独立分析问题、解决问题。
三、教学学时与内容
绪论课，占用1学时；相关数学知识和计算机知识的复习，占用6学时；化学计量学相关的课程，占用11学时；化学图文设计，占用2学时；量子化学和分子模拟计算相关课程，占用10学时；最后有考查，占用2学时。具体如下：
1. 绪论 （理论课1学时，上机课0学时）
Ø 了解计算机化学的研究对象、研究方法。
Ø 了解相关科研前沿。
Ø 了解本学科与专业及生产的关系。
Ø 掌握学习方法和要求。
2. 相关数学知识准备与计算机知识准备（理论课4学时，上机课2学时）
Ø 常微分方程与偏微分方程。
Ø 迭代法解方程。
Ø 矩阵运算。
Ø 数学模型简介。
Ø Fortran简介。
Ø Matlab简介。
Ø SPSS简介。
3. 化学实验数据的采集、分析与计算（理论课2学时，上机课2学时）
Ø 数理统计与统计分析在化学中的应用。
Ø 简单相关分析。
Ø 相关关系与函数关系。
Ø 复相关分析。
Ø 化学中的典型相关分析案例。
Ø 用计算机进行化学实验数据处理。
4. 回归分析及应用（理论课1.5学时，上机课2学时）
Ø 回归分析在化学中的应用。
Ø 一元线性回归分析。
Ø 多元线性回复分析。
Ø 可以化简成多元线性回归的问题。
Ø 相关分析与回归分析的区别。
Ø 用计算机实现化学实验数据的回归分析。
5. 主成分分析及其在回归分析中的应用（理论课1.5学时，上机课2学时）
Ø 主成分分析在化学中的应用。
Ø 主成分回归。
Ø 偏最小二乘回归。
Ø 用计算机实现化学实验数据的主成分分析。
6. 化学图文设计（理论课0学时，上机课2学时）
Ø 绘制平面分子式。
Ø 搭建立体分子模型。
Ø 科学制表。
Ø 从表格到图像。
7. 量子化学计算简介（理论课4学时，上机课4学时）
Ø 量子化学计算简介。
Ø 分子构型的优化和振动频率简介。
Ø 分子电子结构与电子跃迁分析简介。
Ø 波函数分析简介。
Ø 量子化学模拟反应历程简介。
8. 分子模拟计算简介（理论课1学时，上机课1学时）
Ø 分子模拟原理简介。
Ø 分子力场简介。
Ø 分子动力学简介。
9. 考察（2学时）
Ø 在教师监督下，独立完成一份课程论文（用纸笔完成）或课程设计（在计算机上完成）。
四、考核方式
本课程采用考查课的考核方式。
Ø 平时成绩：平时作业与课堂互动，占50%。
Ø 课程论文或课程设计：俗称“大作业”，要求独立完成，占50%。
五、参考书
Ø 倪力军、张立国编，《基础化学计量学及其应用》，华东理工大学出版社，2011年出版。
Ø 聂长明、廖立夫主编，《计算化学》，北京理工大学出版社，2010年出版。
Ø 刘江燕、武书彬编，《化学图文设计与分子模拟计算》，华南理工大学出版社，2009年出版。
Ø 丛培盛、朱仲良、许新华、曹同成、柴晓兰编，《计算机化学》，化学工业出版社，2014年出版。
Ø 叶卫平主编，《Origin9.1科技绘图及数据分析》，机械工业出版社，2015年出版。
Ø 范波涛、张瑞生编，《计算机化学与分子设计》，高等教育出版社，2009年出版。
Ø 张若愚编，《Python科学计算》，清华大学出版社，2012年出版。
Ø 白海波编，《Fortran程序设计权威指南》，机械工业出版社，2013年出版。
Ø 张志刚、刘丽梅、朱婧、王兵团编，《Matlab与数学实验》，中国铁道出版社，2005年出版。
作者Author: mol 时间: 2016-4-22 09:00
内容好多。。是我们三门专选课的量，化学信息学，计算化学实验，计算机在化工中的应用
作者Author: greatzdk 时间: 2016-4-22 09:28
课程内容丰富但是重点感觉不太突出。
从大三学生的角度看，我觉得我会选这课，老师讲啥我听啥，没意见。
作者Author: archer 时间: 2016-4-22 11:24
内容过多，学生恐怕掌握不了。MATLAB、SPSS应该不用讲
作者Author: 乐平 时间: 2016-4-22 12:53
这门课很有必要开设，可以让化学类的学生初步掌握很多很有用处的相关知识和数据处理能力。也算是在本科阶段开阔眼界，为可能有兴趣做研究的学生们打一个比较全面的处理实际问题的基础。
指出一点语病：
在 1.课程重点的第一条内，“掌握化学数据处理方式。【主要让学生化学计量学主要内容。】 ”
是否应该是 “主要让学生掌握化学计量学的主要内容” ？
课程内容很丰富，不过按照这样安排下来，估计每个面都只能点到为止，不会太深入。毕竟大三还没有接触到科研的主要内容，作为一门专业选修课，一些铺垫的知识介绍和回顾（比如微分方程在《高等数学》里讲过，回归分析在计算机相关课程里讲过）还是有必要的，但是不应该作为考核的重点。
相关计算机知识准备这一节里，还应该先调查一下学生在计算机课程学习的是什么内容，比如学习过什么语言和软件之类的，尽量避免重复。
化学图文设计安排 2 学时的上机课是否有些多？ 1学时完全可以讲完吧，而且后续的量子化学和分子模拟都会用到搭建分子模型的内容，算是反复练习化学图文设计的过程。
作者Author: 北纬18° 时间: 2016-4-22 16:22
本科上过类似的课程，后来发现一点用也没有，完全用不上。
还不如讲一些QM/MM/MD的的基础，还有各大主流软件在文章中的应用。
例子来源于文献，重复文献中的结果，让学生学完之后，的的确确可以算一些东西，至少也应该看得懂别人算的东西。
重点是后面的应用部分!
作者Author: yjcmwgk 时间: 2016-4-22 16:58
北纬18° 发表于 2016-4-22 16:22
本科上过类似的课程，后来发现一点用也没有，完全用不上。
还不如讲一些QM/MM/MD的的基础，还有各大主流软 ...
你知道的，我自己就是计算化学这一行的。我坚信我上这课肯定比非计算化学专业的人强！我保证！嗯！
作者Author: 北纬18° 时间: 2016-4-22 18:06
上完你的课能不能 重复jacs, angew等文献是关键
作者Author: zidu113 时间: 2016-4-22 19:42
本帖最后由 zidu113 于 2016-4-22 19:50 编辑
内容太杂，个人感觉听完后，重点不突出。
作者Author: yjcmwgk 时间: 2016-4-22 19:57
北纬18° 发表于 2016-4-22 18:06
上完你的课能不能 重复jacs, angew等文献是关键
这可是本科课程叶
作者Author: 北纬18° 时间: 2016-4-22 20:09
重复文章主要是软件的操作，写输入文件和处理数据，并不需要太高深的理论知识，本科生完全可以做到的。
要是上完课不会重复结果，那不是白上了。过一段时间就全忘了。
作者Author: yjcmwgk 时间: 2016-4-23 21:12
切！跟我混两年，自己独立做计算，重复那些东西应该没啥太大问题吧。指望32学时的课？
作者Author: 北纬18° 时间: 2016-4-24 01:21
两年？………
两个月还差不多。
作者Author: yjcmwgk 时间: 2016-4-24 11:51
我突然明白你说的是什么了！我先前理解错了。
你说的是：有个人告诉你要做什么性质的模拟（紫外？红外？核磁？荧光？……等等），告诉你要用什么方法和基组，告诉你应该怎么去计算，然后呢，你只管计算的操作，至于计算结果是不是合理的也不用你去管，是这样吗？
如果这样，8学时就够了。我在北科大就教这个，这是一个研究生课的一小部分内容，就8学时，讲述4学时上机4学时，让你在最短时间内学会Gaussian/gaussview的基本操作。
作者Author: 虎王 时间: 2016-4-24 12:34
Excel，Origin和Chemdraw必须掌握，基本上做毕业论文都会用到，不是特别难，而且和具体的课题方向没太大关系，而是化学系学生普遍需要的基本软件技能。
至于理论化学的软件，则不是每位化学系学生都必须掌握。
以及有些软件需要较好数学功底，会增大学生负担，除非将来很可能用到，否则最好不要作为本课程主要内容。
作者Author: AMolPC 时间: 2016-4-24 13:44
楼主可以招研究生吗
作者Author: root 时间: 2016-4-24 20:03
内容是有点多啊
不过既然是跟生物有点关系，那么介绍pdb数据库应该是少不了的
作者Author: nunup5 时间: 2016-4-25 10:01
上过类似课的出来冒泡！
楼主应该知道的吧，本科生上选修课的首要目的是为了拿学分，其次是课程有意思，老师有魅力，最次是能学到点东西。
大三的学生是一群没什么基础，只上过化学基础课的萌新们。
我当时上这个课时，课程大概是由两部分组成，一是chemdraw，chem3D, Origin等制图数据处理软件使用，二是文献检索。作为选修课来讲，课程轻松有趣而且挺受用！
楼主的课程大纲，我觉得软件介绍和实际操作设计的很好，就是理论部分太高深，据我了解，大三的本科生大部分觉得物化和结构已经是他们最难的科目了，你再搞个量子化学，估计他们要疯了，哈哈哈。但是如果从一些量化软件入手，能够从图形化的角度揭示物化和结构化学中的一些内容，估计学生们会爱死你，然后再深入讲解，学生们有了兴趣，你想怎样就怎样咯！
文献检索还是很有必要讲的，不要认为他们都会，这个技能在本科毕业和研究生初期及其重要！我原来就以为所有人都会，结果上了研究生，我小导还严肃兮兮的召集了一票研究生新生来讲文献检索，那个时候我才知道，原来不是所有人都会的！
分子模拟初步可以讲一下，讲讲DS，学生们就会觉得高大上！
其实本科生的选修课，大部分的作用是为了让学生见识一下各个领域具体研究的是啥，老师长啥样，然后好方便他们以后的就业选择和考研选择，小卒大人你这么腻害，把学生们的兴趣都激发起来，他们就颠颠的去找你了！
作者Author: yjcmwgk 时间: 2016-4-25 15:43
非常感谢你的意见！
这么说吧，这个课，在我的预想中，就是 化学计量学初步 + 计算化学初步。
文献检索课在北科大本科有啦
你提的“看图”的概念特别好 特别感谢
又及：也玩舰娘？
作者Author: nunup5 时间: 2016-4-26 14:16
额~
舰娘是啥？
请指教！
作者Author: hzfish 时间: 2016-4-27 07:40
我的个人上课经验，上课内容面面俱到，效果往往面面难到。
建议以下内容移出，可以对专业需要较强的学生另外开课。
Ø Fortran简介。
Ø Matlab简介。
Ø SPSS简介。
7. 量子化学计算简介（理论课4学时，上机课4学时）
8. 分子模拟计算简介（理论课1学时，上机课1学时）
大三学生学习了编程的基本知识，建议增加一门简单易学的编程语言，用编程来解决前期课程中一些问题。这对学生分析问题、解决问题及数理逻辑思维的训练是非常重要的，不是学习一些内容简介所能比拟。
一家之言，不当之处，请海涵。
作者Author: quora 时间: 2016-5-2 07:44
观望中
作者Author: greatzdk 时间: 2016-5-5 08:41
这水灌的
作者Author: lonelycvavc 时间: 2016-5-9 17:43
本帖最后由 lonelycvavc 于 2016-5-9 17:46 编辑
作为一个大四的学生我揣摩一下一年前的我的意图。
整体来讲我对于这门课的所有内容都很感兴趣，可惜不是开在我的学校TAT。但是对于第二部分的内容， 常微分方程与偏微分方程。 迭代法解方程。矩阵运算。学过高数和线代都应该有一点了解了，短短一两个课时的时间也不太可能能讲得很细，反而可能在课程一开始的时候导致学生产生畏难情绪。不如直接从下一节（Ø 数学模型简介）开始？课程难点里有自己编程的内容，但授课部分只有 Fortran简介。应该也不足以做到教会学生编程，简单提一下推荐几本参考书应该就很好了。 Matlab简介和 SPSS简介 以及后面的3，4，5章是我觉得现在大学本科化学教学最缺乏的东西，我自己现在就因为缺乏这方面的知识非常困扰，这一定是非常精彩的部分。如果老师课件做出来了跪求一份……
最后的考察是随堂的吗？这样的形式学生不一定愿意接受。至少我身边的很多同学选课首先看课程名称，然后看授课老师，最后看的就是考核方式……甚至有的是倒过来的。也许改成课外两周时间完成会更好。
作者Author: 神龍 时间: 2016-5-9 20:28
内容太多，简单的介绍几个软件的使用即可，上理论一次课，至少连续2次课
重点要让学生掌握使用方法
作者Author: gauss98 时间: 2016-6-21 20:09
太多了
| 欢迎光临 计算化学公社 (http://bbs.keinsci.com/) |
Powered by Discuz! X3.3 |