《计算机在化学中的应用》的教学和考核模式初探

　　摘 要： 本文介绍了在本科专业中开设《计算机在化学中的应用》的主要内容和对课程考核模式的探索，对适合应用化学专业的《计算机在化学中的应用》的授课内容和考核方法进行了探索。
　　关键词： 《计算机在化学中的应用》 教学内容 考核模式
　　《计算机在化学中的应用》是化学类各专业培养学生专业技能的基本课程之一，是目前化学类专业的必选课程。该课程以前主要以讲授数值计算和编程为主[1]，随着现代各种优秀化学软件的出现，其课程内容也进行了全面的调整。对于本科阶段的计算机应用课程，其授课内容应着重体现在计算机技术在化学化工各领域的具体应用上，诸如实验数据的科学处理和图形化，计算机图谱检索和结构解析，化学结构的图形化描述，以及化学化工资源的计算机检索，等等。随着越来越多的高校化学系开设本课程，其课程体系和授课模式也已基本建立[2]，并在教学实践中不断完善。但是，由于针对本科生的《计算机在化学中的应用》主要是介绍计算机软件在化学中的具体用法，其课程性质类似于计算机操作类课程，同时又要求与化学学科的专业知识相结合，因此，在考核形式上，本课程既不能完全应用计算机操作类课程的上机操作考核，又不能应用一般化学类选修课程的闭卷考试或者课程论文，必须建立起一套适合本课程特征的考核模式。
　　一、本校应用化学专业开设《计算机在化学中的应用》课程的基本情况
　　安徽农业大学应用化学系从2005年开设应用化学本科专业以来就一直把《计算机在化学中的应用》作为本专业学生的专业必选课程，经过从05级到09级学生共5届的教学实践，目前已经形成了比较完备的教学体系。考虑到应用化学专业学生的实际需要，我们将课程分为“化学编辑软件软件”和“数据处理软件”两大模块[3]。
　　1.“化学编辑软件”模块的主要内容
　　主要介绍ChemWindow6.0、ChemSketch10.0、ISIS/Draw2.5和Chemoffice中的Chemdraw11.0等化学结构式绘制软件。ChemWmdow6.0可对化学物质结构式、化学反应机理和实验仪器装置图进行形象的绘制，并且附带有化工设备图库、玻璃仪器图库及化学物质结构式图库，是化学绘图不可多得的有力工具。ChemSketch10.0是加拿大高级化学发展有限公司（ACD）设计的用于化学画图用的软件包，分为结构模式和画图模式两种界面，除具备化学绘图功能外，还能对分子结构式进行二维和三维优化，按系统命名法命名，以及计算分子各种性质等。ISIS/Draw也是一款二维化学结构绘制的著名软件，能描绘具有出版品质的二维分子结构图形，并且免费提供。Chemoffice是美国CambridgeSoft公司为化学工作者和工程师开发的提供高质量分子结构的网络应用软件，Chemdraw是其中的一个组件。目前，ChemDraw是世界上最受欢迎、最有应用价值的化学绘图工具。ChemDraw最新版本所涉及的范围包括化学作图、分子模型生成、化学数据库信息管理等，并附有在线菜单和多页文件演示，增加了ChemNMR、光谱化学工具等功能。ChemDraw可编辑与化学有关的一切图形。例如，建立和编辑各类分子式、方程式、结构式、立体图形、对称图形、轨道等，并能对图形进行翻转、旋转、缩放、存储、复制、粘贴等多种操作。
　　上述四款化学绘图软件是我们介绍化学应用软件的重点，通过这些化学绘图软件的介绍，能让学生基本掌握二维化学结构式的绘制。
　　2“数据处理软件”模块的主要内容
　　主要介绍MicrosoftExcel和Origin8.0。Excel是常见也是最简单的科学数据计算、分析和统计软件，其分析数据库中的描述统计工具，回归分析工具，以及假设检验工具和功能强大的图表工具为化学实验数据的处理带来极大的方便。Origin8.0为功能强大的数据分析和工程绘图软件，具有外推和内插、微分和积分、快速Fourier变换等多种数学工具，对数据可做线性回归分析、多项式及多重回归分析、最小二乘法非线形拟合等。
　　上述授课内容大部分需要上机操作，因此教学模式也做了适当调整，对每一款软件的介绍都在多媒体教室进行，但每介绍一款软件的用法后即安排一次上机课，从而既保证学生适时的上机操作训练，又避免长时间在机房上课效率不高的问题出现。
　　二、《计算机在化学中的应用》课程的主要考核方式及不足
　　目前很多在本科生中开设了《计算机在化学中的应用》课程的院校在考核形式上不一而足，从上述本课程的主要内容来看，教学的重点应该在化学类的计算机软件的操作上，其目的主要是为了让学生掌握一定的计算机应用能力，因此其考核方式主要有如下几种。
　　1.开卷笔试+课程论文的形式
　　经笔者调查了解到，有部分开设了本课程的院校在考核形式上采用了这种方式，其笔试的内容主要涉及化学类软件的基本操作步骤和计算机文献检索的具体方法上。而课程论文主要是针对计算机在化学化工中的应用做相应的综述。这种考核方法不能真实地反映学生对化学类软件的掌握程度，很多时候学生只能机械地记住一些基本的操作步骤，而与计算机软件应用的灵活性背道而驰，在遇到实际问题时，学生往往无所适从。
　　2.上机操作考试的形式
　　上机操作考试是目前该类课程考核的主要形式，虽然机试能比较客观地评价学生对计算机操作的掌握程度，但机试试题库的设立会受到一些客观条件的限制。首先，机试试题库的建立要求出题人有一定的计算机编程基础，这对大部分化学专业的教师来讲是一个不小的难题，即使部分学校的任课教师在计算机专业人员的协助下建立了本课程的机试试题库，也会由于试题不能及时更新重复使用而使考试流于形式。其次，《计算机在化学中的应用》课程并不是单纯地教授学生计算机的使用，而是要教会学生利用特定的计算机技术来解决化学化工中的具体问题，因此，与化学专业知识的结合是必不可少的。而机试过程由于受到测试时间的限制，不可能设计很多化学问题的模型来供学生解决。

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