化学信息学课程教学改革初步探讨

卢　莹，张　鑫，汪友明，王　莉

(安徽农业大学 理学院，安徽 合肥 230036)



化学信息学课程教学改革初步探讨

卢莹，张鑫，汪友明，王莉

(安徽农业大学 理学院，安徽 合肥 230036)

[摘要]针对本科生毕业后在工作中或攻读硕士、博士学位期间面临的检索文献及应用专业化学化工软件方面的需求，安徽农业大学应用化学系面向三年级本科生开设了化学信息学专业课程。总结教学实践中的经验和不足，对该课程的教学内容和教学模式的改革提出几点建设性意见。

[关键词]化学信息学；教学内容；教学形式；教学改革

随着计算机与网络技术日新月异的发展，化学与信息科学的结合越来越紧密[1]。1987年，J. M. Lehn教授在其诺贝尔化学奖获奖报告中首次提出了“化学信息学”这一概念[2]。近30年来，化学信息学作为一门新兴的化学学科分支，已经成为化学工作者关注的热点学科之一[3]。到目前为止，化学信息学还没有一个统一的定义[4]。笔者认为其较为准确的定义为：化学信息学是利用计算机和计算机网络技术，对化学信息进行表示、管理、分析、模拟和传播，实现化学信息的提取、转化与共享，揭示化学信息的内在实质与内在联系的学科[5]。

上世纪末，北京大学、南京大学、复旦大学、中国科学技术大学等高校率先在国内开设了化学信息学的相关课程[6]。安徽农业大学应用化学系也曾开设过《计算机在化学中的应用》和《文献检索》两门专业课程。总结上述两门课程的教学经验，安徽农业大学应用化学系于2014-2015学年第一学期针对三年级本科生开设了《化学信息学》专业课。经过一个学期24个学时的教学实践，笔者对该课程的教学内容和形式提出几方面的改革意见。

1教学内容改革

安徽农业大学应用化学系所开设的《化学信息学》课程选取的教材为化学工业出版社出版、陈明旦主编的《化学信息学》(第2版)。该教材共分九章，内容涵盖化学信息学概论、印刷类化学文献信息、常用文摘数据库、常用全文数据库、常用电子期刊、特种信息资源、常用化学事实数据库、化学结构的可视化和三维分子模型设计。该教材侧重于讲述文献资料检索和化学制图方面的知识和技术，内容丰富，实用性强。本课程主要讲述该教材涉及的内容，并利用少量课时引入了数据处理、多媒体影像等教学资料，进行了探索性的尝试。

总结一个学期的教学实践，笔者认为应针对该课程的课时分配做一定的调整。计算机和网络技术的发展使得以往在书山文海中寻找目标文献的繁杂工作变得越来越简单，很多门户网站和数据库都能提供多种多样的搜索方式，读者可以根据自己喜好的方式快速地找到目标文献，因此应相应减少文献检索部分的课时。而不同的仪器和不同的分支学科需要用到不同的专业软件，这些软件的操作需要大量的课时进行讲解。此外，根据课堂效果和学生反馈信息来看，影音资料更能引起学生的学习兴趣。针对以上几方面的问题，可以适当删减文献检索的教学内容，增加专业软件的讲解课时，多引用影音资料配合教学工作。

2课堂教学形式改革

安徽农业大学应用化学系的《化学信息学》课程采用课堂讲解和上机实践两种模式开展教学。

课堂讲解在多媒体教室中进行，文献检索部分的内容由教师制作ppt课件，将检索步骤截图，分步讲解。化学制图和数据处理部分的内容结合课件和现场演示两种形式。教师制作课件，并将相关软件安装在教学计算机上。当课堂内容讲解到复杂的操作过程时，打开相应的软件现场展示软件操作步骤。上机实践课在计算机房进行，教师指定实践内容，并布置随堂作业，学生根据教师指定的内容有针对性地练习上机操作，并随时针对发现的问题向教师请教。学生在每次上机课结束时向服务器提交随堂作业，由教师检查并根据作业完成情况评定平时成绩。

从实际教学效果来看，笔者认为可以考虑全程在计算机房开展教学，并且在教师座位上方安装摄像器材，让学生能够实时看到教师的操作步骤。这样学生可以在教师讲解的过程中随时练习操作方法，方便学生更快地掌握专业软件和文献检索的具体操作细节。此外，由于不同专业不同学术背景的教师所熟悉的数据库和专业软件各不相同，课程的主讲教师可以由两到三位教师担任，让学生得到更专业和权威的信息。

3开展远程教育

随着大学全面扩招，本科生课堂教学面临日益严峻的场地不足的问题，许多课程课时数随之受到限制。而计算机和网络技术与化学学科交叉日益紧密，各种新的化学软件相继问世，这就需要足够的课时数来讲解软件的使用方法。化学信息学这门课程的性质决定了其教学过程离不开计算机和网络，而这也给该课程的远程教育提供了便利。基于上述特点，可以考虑采用远程教育的方式讲解部分课程内容。学生和教师通过网络可以实现教学和互动，师生可以在任何时间选择任何有网络覆盖的区域开展教学。在教学过程中，教学督导也可以连接到网络课堂中，检查监督教师的授课情况和学生的学习过程，通过远程教育可以达到课堂讲解同样的教学效果，同时也可以解决教室资源不足的问题。

4考试方式的改革

《化学信息学》课程的性质决定了其考试必须依靠计算机和网络才能开展，传统的在教室中的闭卷考试形式不能适用于该门课程。由于计算机和网络文件具有易于复制的特点，使得该课程的考试必须在教师监督下进行，否则考试成绩难于体现学生的真实水平。安徽农业大学应用化学系开设的《化学信息学》采用平时成绩加期末上机考试综合评定的考试方式。平时成绩和期末上机考试在总评分数中所占的比重分别为40%和60%。平时成绩由学生的到课情况和随堂作业完成质量两部分来考量。期末考试在机房进行，考试内容包括文献检索和化学软件应用两部分。考试结束后学生将答卷提交到服务器，由教师批改给出成绩。

笔者在期末考试中主要考试内容包括文献检索和化学制图两个方面的内容。文献检索全部为客观题，考试成绩易于量化。而化学制图中有很多主观因素，包括图形的比例、字体的大小、细节的处理等方面，想要公平客观地评定分数难度较大。由于考试时间的限制，很多化学软件的使用未列入考试内容。笔者认为该门课程可以取消期末考试，采取分段考试的方式来评定课程分数。每个章节结束后即安排一次1到2个课时的小型考试，以使考试内容更为全面，成绩更能反应学生的真实水平。

[参考文献]

[1]郭力，李晓霞．Internet网络系统与资源[M]．北京：科学出版社，1996．

[2]宋心琦．21世纪理论化学的重要课题之我见[J]．大学化学，1999，14(1)：15-19．

[3]徐光宪．关于化学信息学的探索与思考[J]．中国科学 B辑：化学，2007，37(1)：6-11．

[4]徐筱杰．化学信息学的涵义及教育[J]．大学化学，2002，17(1)：38-41．

[5]陈泓，曹庆文，李梦龙．化学信息学发展现状[J]．化学研究与应用，2004，16(4)：453-455．

[6]邵学广，蔡文生.化学信息学及其课程建设[J]. 大学化学，2002，17(3): 12-15.

Preliminary Study on Teaching Reform of Chemoinformatics

LU Ying, ZHANG Xin, WANG Youming, WANG Li

(SchoolofScience,AnhuiUniversityofAgriculture,Hefei230036,China)

Abstract：In order to help the undergraduates develop the ability of document retrieval and application of chemical software, the curriculum of Chemoinformatics is offered in Chemistry Department in Anhui University of Agriculture. Summary of practical teaching experience and insufficiencies, some suggestions are proposed on the reform of the teaching content and teaching mode.

Key words：Chemoinformatics; teaching content; teaching form; teaching reform

[中图分类号]G420

[文献标识码]B

[文章编号]1674-2273(2015)06-0094-02

作者简介][第一 卢莹(1980-)，女，合肥人，博士，主要研究方向为电化学和电分析化学。

[基金项目]安徽农业大学2014年校级质量工程项目

[收稿日期]2015-05-10