《化學(xué)信息學(xué)》課程教學(xué)的探索與創(chuàng)新

袁斌芳　石文兵　郭曉剛　丁世敏

【摘要】本文簡(jiǎn)要介紹了在普通地方高校中，《化學(xué)信息學(xué)》在教授過(guò)程中的現(xiàn)狀以及存在的問(wèn)題，根據(jù)作者所在學(xué)校的教學(xué)實(shí)踐對(duì)《化學(xué)信息學(xué)》這門課程的教學(xué)進(jìn)行了探索，并提出了行之有效的改革和創(chuàng)新方法，以便更好地提高學(xué)生的主觀能動(dòng)性。

【關(guān)鍵詞】化學(xué)信息學(xué) 教學(xué)實(shí)踐 教學(xué)改革

【中圖分類號(hào)】G642.3 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2018）09-0116-02

進(jìn)入21世紀(jì)以后，隨著計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的快速發(fā)展，化學(xué)信息學(xué)作為一門新興的交叉型學(xué)科[1-2]已經(jīng)成為化學(xué)與化工工作者關(guān)注的熱點(diǎn)學(xué)科之一[3]?；瘜W(xué)信息學(xué)作為表達(dá)、管理、分析、模擬以及傳播，以實(shí)現(xiàn)化學(xué)信息的提取，轉(zhuǎn)化與共享，揭示化學(xué)信息的實(shí)質(zhì)與內(nèi)在聯(lián)系的學(xué)科，已經(jīng)走進(jìn)了國(guó)內(nèi)外高校的課堂。上世紀(jì)末，北京大學(xué)、清華大學(xué)、南開(kāi)大學(xué)等重點(diǎn)高校率先在國(guó)內(nèi)開(kāi)設(shè)了化學(xué)信息學(xué)的相關(guān)課程[4]。隨后，各地方高校也紛紛效仿增設(shè)了《化學(xué)信息學(xué)》課程。對(duì)于重點(diǎn)高校來(lái)說(shuō)，它們有著豐富的網(wǎng)絡(luò)信息資源、數(shù)據(jù)庫(kù)資源以及完善的教育教學(xué)資源體系，這門課的教學(xué)安排相對(duì)比較靈活，自由；而對(duì)于地方高校，受學(xué)校資源和財(cái)力的限制，學(xué)校能夠?yàn)檫@門課提供的網(wǎng)絡(luò)資源、數(shù)據(jù)庫(kù)資源以及教學(xué)輔助資源是相當(dāng)有限的。因此，在化學(xué)信息學(xué)的開(kāi)設(shè)與教學(xué)過(guò)程中面臨著比較大的挑戰(zhàn)。針對(duì)這一挑戰(zhàn)，筆者在教授這門課程的過(guò)程中，做出了一些探索與改革。

一、對(duì)地方高校信息資源獲取的探索與改革

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，化學(xué)化工信息的數(shù)量呈現(xiàn)出幾何倍的增長(zhǎng)。但是大多數(shù)的信息資源被國(guó)內(nèi)外的大型網(wǎng)站（如：國(guó)外的ACS、Elsevier和RSC等；國(guó)內(nèi)的中國(guó)知網(wǎng)和萬(wàn)方等）壟斷，在國(guó)內(nèi)只有少數(shù)的重點(diǎn)高校才具有雄厚的財(cái)力購(gòu)買這些付費(fèi)性的網(wǎng)站。對(duì)于地方高校，特別是區(qū)縣內(nèi)的高校而言，幾乎沒(méi)有經(jīng)濟(jì)力量購(gòu)買昂貴的外文網(wǎng)站，更有甚者有些高校連最便宜的中文網(wǎng)站也無(wú)力購(gòu)買。在這種情況下，《化學(xué)信息學(xué)》這門課程只能停留在教師的PPT課件上，直接導(dǎo)致學(xué)生無(wú)法全面地獲取有關(guān)于化學(xué)化工的相關(guān)信息，嚴(yán)重影響了學(xué)生對(duì)《化學(xué)信息學(xué)》這門課程的興趣。

為了解決上述問(wèn)題，我們?cè)凇痘瘜W(xué)信息學(xué)》的教學(xué)過(guò)程中做了如下的一些改革。首先，利用重點(diǎn)高校甚至于國(guó)外高校的圖書館系統(tǒng)，例如：重慶大學(xué)、清華大學(xué)和廈門大學(xué)等國(guó)內(nèi)名牌高校；哈佛大學(xué)以及劍橋大學(xué)等國(guó)外名牌高校的圖書館系統(tǒng)。在教授過(guò)程中，進(jìn)入這些高校的圖書館系統(tǒng)，讓學(xué)生們直觀地了解化學(xué)化工的文獻(xiàn)、期刊和專利，更有利于提高學(xué)生的求知欲。其次，利用本校圖書館中的文獻(xiàn)傳遞系統(tǒng)或網(wǎng)上圖書館文獻(xiàn)查找與傳遞系統(tǒng)。在本校圖書館中，一般學(xué)校都會(huì)購(gòu)買一些數(shù)據(jù)庫(kù)，學(xué)生可以依靠本校的圖書館管理系統(tǒng)達(dá)到對(duì)化學(xué)化工文獻(xiàn)和期刊等信息的基本了解。利用網(wǎng)上圖書館，例如：深圳文獻(xiàn)港和百鏈云圖書館等，可以讓學(xué)生們更全面地獲取化學(xué)化工文獻(xiàn)。再次，充分利用網(wǎng)絡(luò)免費(fèi)資源查詢系統(tǒng)。最常用的學(xué)術(shù)網(wǎng)站有 Google學(xué)術(shù)、百度學(xué)術(shù)等；最常用的學(xué)術(shù)論壇有小木蟲、龍馳學(xué)術(shù)資源網(wǎng)等；最流行的信息交流群有QQ學(xué)術(shù)交流群和微信學(xué)術(shù)交流群等。通過(guò)介紹這些免費(fèi)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)資源，可以豐富學(xué)生查詢化學(xué)化工類文獻(xiàn)的渠道，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能動(dòng)性。

二、對(duì)計(jì)算機(jī)化學(xué)軟件學(xué)習(xí)的探索與思考

在傳統(tǒng)的教學(xué)中，普遍存在著把《化學(xué)信息學(xué)》當(dāng)成文獻(xiàn)檢索課來(lái)教授，很少涉及到計(jì)算機(jī)化學(xué)軟件的介紹與講解。然而依靠于計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)而發(fā)展的化學(xué)信息學(xué)這門學(xué)科，勢(shì)必要在課程中涉及到各類計(jì)算機(jī)化學(xué)軟件。因此，在化學(xué)信息學(xué)課程中增加化學(xué)軟件的學(xué)習(xí)是必不可少的。面對(duì)眾多的軟件，選擇什么樣的軟件作為教學(xué)教授的主要內(nèi)容，很值得我們?nèi)ヌ剿鳌?/p>

筆者經(jīng)過(guò)多年的教學(xué)探索與實(shí)踐，對(duì)化學(xué)信息學(xué)這門課程中計(jì)算化學(xué)軟件的學(xué)習(xí)做了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。首先，在本科生的學(xué)習(xí)中，會(huì)用到各種數(shù)據(jù)處理與圖形繪制軟件，經(jīng)過(guò)我們的探索發(fā)現(xiàn)Origin不但具有強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)處理能力還可以繪制各種圖表，教授化學(xué)和化工專業(yè)的學(xué)生Origin軟件是最理想的選擇。其次，在本科學(xué)習(xí)目標(biāo)中，要求學(xué)生了解分子拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和簡(jiǎn)單繪制分子結(jié)構(gòu)。掌握分子結(jié)構(gòu)繪圖軟件ChemBioOffice的使用，可以幫助學(xué)生們完成這一學(xué)習(xí)目標(biāo)，并能通過(guò)軟件進(jìn)行三維分子結(jié)構(gòu)的顯示及繪制化學(xué)化工實(shí)驗(yàn)裝置圖。再次，化學(xué)類本科生必須具備獲取分子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)等信息的計(jì)算機(jī)推演能力。初步掌握使用分子建模與分析軟件HyperChem和GaussView，了解分子計(jì)算軟件Gaussian和Material studio，促使學(xué)生掌握基本的分子設(shè)計(jì)和化學(xué)計(jì)算方法，培養(yǎng)學(xué)生使用化學(xué)信息技術(shù)及其產(chǎn)品的能力，發(fā)展化學(xué)信息技術(shù)的決策能力、創(chuàng)新能力和終身學(xué)習(xí)能力。

三、結(jié)語(yǔ)

教學(xué)效率往往很大程度依賴于教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式。我校通過(guò)對(duì)高校信息資源獲取方式以及計(jì)算機(jī)化學(xué)軟件學(xué)習(xí)的改革與創(chuàng)新后，取得了不錯(cuò)的教學(xué)效果，大大提高了學(xué)生上課的積極性，激發(fā)了學(xué)生的求知欲，培養(yǎng)了學(xué)生的化學(xué)信息素養(yǎng)和自主創(chuàng)新能力。學(xué)生更好地獲得了從事化學(xué)學(xué)科相關(guān)工作所需的化學(xué)信息資源，為后續(xù)課程學(xué)習(xí)以及今后從事教學(xué)和科研打下堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 楊錦瑜，朱莉萍.地方高?；瘜W(xué)信息學(xué)課程教學(xué)改革探討[J].廣東化工，2013（13）：228-229.

[2] 武承林.《化學(xué)信息學(xué)》課程的教學(xué)改革與創(chuàng)新[J].廣東化工，2013（11）：254-255.

[3] 徐光憲.關(guān)于化學(xué)信息學(xué)的探索與思考[J].中國(guó)科學(xué)B輯：化學(xué)，2007，37（1）：6-11.

[4] 邵學(xué)廣，蔡文生.化學(xué)信息學(xué)及其課程建設(shè)[J].大 學(xué)化學(xué)，2002， 17（3）：12-15.

基金項(xiàng)目：長(zhǎng)江師范學(xué)院人才啟動(dòng)項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：2017KYQD116）。

作者簡(jiǎn)介：袁斌芳（1985.11-），男，漢族，山東人，講師，博士，研究方向：催化反應(yīng)機(jī)理的理論研究。