如何快速教会一票本科生最基础的计算化学常识、和一些简单操作？

Graphite

起因是老板被学校安排开本科生研讨课，但17年本就事务繁忙，就叫我这个闲人去和一票大二大三的唠唠，大概十几个课时的时间。可是说实话，自己本科当时也就是看看算算，边玩边学罢了，对于教学更是一窍不通。老板的意思是让他们了解一点方法模型，能上机用高斯算点简单小分子性质啥的。
说起来都懂，但教起来就是两码事了。借(chao)鉴(xi)了些网上的ppt、入门教程，写了几张讲义，感觉很别扭，可算是体验到一点当老师的辛苦了。请问各位大侠有什么高招，或者有这方面教学经验的老师谈谈自己的经验，小弟先谢过了，感激不尽！

ps 内容大概包括HF DFT概念，基组泛函选择，opt freq 过渡态计算，常见报错、不收敛之类的错误处理。
pps 本校是药学类院校，本科的结构、物理化学都是简化版。

liyuanhe211

发现如果学生对量化不很感兴趣，只想赶紧上手算，先讲理论的时候根本不太用心听。感觉可能让他们带电脑去、先拿GaussView鼠标点个例子出来，然后对着输出文件中的一些段落讲什么是SCF、什么是基组可能他们会更感兴趣点。←_←，我做老师很失败，谨慎使用这建议，可能是馊主意

sobereva

对于不是很机智、很好学、愿意刨根问底的学生，我看连SCF、基组什么的都可以给省了，或者随便一提，隐藏到黑箱里头去，反正说了学生也听不懂。至于怎么解决不收敛，就更不用提了，估计在课程范围内，学生根本连碰到的机会都没有。就直接说算什么问题用什么关键词就够了，或者给出比如三个计算级别的档，把精度和耗时形象地标注一下即可。

Graphite

sobereva 发表于 2017-1-31 00:04
对于不是很机智、很好学、愿意刨根问底的学生，我看连SCF、基组什么的都可以给省了，或者随便一提，隐藏到 ...

感谢sob，这样也好，简单又好给及格，皆大欢喜

yjcmwgk

好巧啊，以前我在知乎上就写过这么个东西。搬运过来吧：

好巧！我恰好在北科大开这么一门课，就叫做 计算化学的简单应用。面向的对象就是化学系研究生和即将读研的大四本科生。目的就是简单应用计算化学来解决实验问题。在你们看来，内容都是极为初级的。
让他们学一点编程，学会if..elseif..endif，学会简单的在终端输入输出，学会简单的循环，学会简单的调用几个常用的数学库和包，能把程序当做一个大号的计算器就够了。
学一点黑箱式密度泛函，给他们一张大表，大概什么样子的分子结构和性质计算需要什么level，不需要懂原理，按图索骥个大差不离就行，操作步骤也写清，让他们无脑下一步就行。
学一点黑箱式半经验算法，同样是按图索骥式，知道密度泛函算不动了换半经验方法。
学一点分子动力学，要求同前。
大materials studio好！但是要知道ms是收费的，平时随便用，发文章要找挂名作者。当然还要列出主流的收费软件，以免因不知情而误伤。
整个课程期间一直强调，这些东西非常初级，而且你们还是只知道简单操作不知道原理的人，如果结果与你的实验结果对应的蛮好，那就用吧，如果不好，不是计算的锅，请找专业人士解决。
能安装centos，知道在安装时候把硬盘彻底清空然后自动分配空间就好，知道安装时候把全部包都选上然后无脑下一步就好，学一点linux简单操作，知道ls啊cd啊ifconfig啊rm啊之类最简单的东西，无脑make就行，知道简单配置一下网络，能自动获取ip就够了，反正他们又不需要组集群。
效果就是，全系各个较大的课题组吧，每个课题组中总有那么一两个人，普遍应用计算化学去“理解”实验结果。理解方式千奇百怪，有人做的还行（我有成就感），有人就是瞎用（我有负罪感），研究生毕业答辩的时候，有人让我眼前一亮，也有人能让我乐半天。甚至有人沿着计算的道路越滑越远，硕士读实验博士读计算去了（我也不知道这算帮他还是害他）

以前看过一个极为扯淡（但也极其爆笑）的穿越小说，叫做《异时空之我是土八路》，主角名叫魏元坤，无意间带着大批武器装备穿越到抗战时期，并加入八路军。八路军战士们不识字，魏元坤给他们带来的火炮不会操作，于是作者写了这样一个场景：

至于土八路的临时炮手们操纵不好的问题，这在魏元坤的歪主意下也得到了解决——只要你会数数就成，在有经验的一炮手调好火炮之后告诉魏元坤，魏元坤到时候就会换算成大多数炮手都能听得懂的指令“左摇八圈，上摇两圈，装四包！”所有的炮手到时候只要按照指令摇好炮，再将炮弹装入炮膛就成。管他是不是“知其然而不知其所以然”，反正能把炮弹砸到对方头上就算成功。

Graphite

yjcmwgk 发表于 2017-1-31 09:28
好巧啊，以前我在知乎上就写过这么个东西。搬运过来吧：

感谢！很有帮助

raitoliu

计算常识要快速有点难。
我建议的，直接一步一步操作，先让他们知道完整操作的过程。

到了真正遇到问题了，类似为什么有些时候BP86某些情况优于B3LYP可以把直观的构型和混合泛函的联系上。
HF的优势和post-HF的发展历程可以顺带提一下。

好学的学生，方向给他们带好就行了。
差一些的，就像上面说的，具体问题具体分析。
再差一些，直接让他们把操作记好。能把文献上的类似模型建出来，老板要的结果跑出结果就行。

毕竟以后不是每个人都要靠计算化学吃饭的。
因材施教还是很重要的。
不同的体系用不同的方法。
不同的学生也是要用不同的方法。
但是底线是简单的操作不能不会吧。

kevin

yjcmwgk 发表于 2017-1-31 09:28
好巧啊，以前我在知乎上就写过这么个东西。搬运过来吧：

老师，您授课的讲义能否分享一下呢？谢谢！