地方高校《化学信息学》课程改革的思考

田正芳,蒋小春,熊绪杰

(黄冈师范学院 化工学院，湖北 黄州 438000)

地方高校《化学信息学》课程改革的思考

田正芳,蒋小春,熊绪杰

(黄冈师范学院 化工学院，湖北 黄州 438000)

《化学信息学》作为化学类专业的必修课程在大学化学教学中有着重要的意义。随着信息技术、计算机技术、网络技术的发展，随着教学对象和教学要求的不断变化，这门课程面临的挑战越来越大。本文从地方高校的实际出发，针对课程内容上存在的问题，在信息资源、计算机软件、计算机能力、学生就业多元化等四个方面进行思考，充分利用现有资源，发挥教师的主观能动性，提出相应的解决办法，通过课程教学实践，为课程的教学改革提出建议。

地方高校；《化学信息学》；课程改革；教学实践

几乎在所有的化学化工类专业教学计划中,《化学信息学》都作为化学类专业的必修课程，一般为2学分32学时。在上个世纪的高校化学专业教学中，这门课程其实是《文献检索》和《计算机在化学化工中的应用》两门课程的融合，随着计算机技术和信息科学的发展，信息的内涵变得更为宽泛，文献检索不再是繁重的纸质劳动，这两门课程开始融合。国外最早是诺贝奖得主Jean-Marie Lehn提出了狭义的化学信息学概念，国内则由北京大学徐光宪院士提出了化学信息学的概念，由此国内高校纷纷开始将《化学信息学》列入教学计划，开始教学大纲的编制、教材的编写[1-6]。《化学信息学》课程从设立开始，课程内容和授课方式就在不断的变化中，不知不觉中几乎所有的高校都把这门课从理论教学课程改变成了实践性课程。尽管这门课程在高校的开设时间不长，但对于化学化工类学生的影响却是巨大的。

对于重点高校，由于有着充分的网络信息资源和完备的教育资源体系，这门课程的教学安排相对自如；而对于地方高校，特别是地处在地市州的高校，由于学校的财力有限，学校能提供的信息资源和教学辅助设备非常有限，这门课程的教学就面临较大的问题。针对地方师范类院校的《化学信息学》课程的建设，论文作者们在长期教授该课程的基础上，做出了如下思考。

1 课程内容上存在的主要问题及思考

1.1 信息资源方面

1.1.1 化学化工信息资源的匮乏带来教学内容的欠缺

随着科技进步，化学化工信息数量正在以爆炸式的速度增长。由于国外大型出版商的垄断性出版体系，国内只有少量的重点高校院所才能购买诸如ACS、RSC、Elsevier、Wiley、Springer、Taylor & Franics等与化学化工相关的国际电子资源库，以及 SCI、EI、CA、Reaxys等搜索型的数据库，有的重点高校的文献保障系统甚至比国外最著名的大学都全。而地方高校由于国外电子资源数据库价格昂贵，绝大多数地方高校只能购买一些便宜的数据库，有的院校甚至连基本的中文数据库都没有购买，导致教学中关于文献检索和信息整理等只能沦为PPT上的图片，学生没有任何实际性的检索操作，导致学生无法有效获得较全的信息，进而对研究的问题没有全面的认识。

1.1.2 改革的思考

针对上述情况，论文作者们充分利用现有资源，开发各种途径使得学生能对文献检索能有充分认识。第一、利用高校图书馆网页。如北京大学图书馆网页、哈佛大学图书馆网页中的数据库资源链接，让学生在课堂上充分了解化学化工类文献(期刊、工具书等)，并且不局限所用教材中所列举的杂志，期望学生对整个化学化工的文献系统有全面的认识。第二、充分利用网络免费资源。如各种学术搜索网站(如Google scholar、百度学术等)；各种学术论坛(如小木虫等)；各种课题组网站(如国际著名学者网页等)；利用各种开源资料系统(如Directory of Open Access Journals等)；还有新的网络手段，如微博(中国科学网)、微信平台(如X-mol、材料人等)。从上述的免费网络资源的介绍中，让学生能充分了解查阅文献的各种方法。第三、利用学校图书馆中的文献传递系统，让学生对图书馆中的资源使用效率提高。

1.2 计算机软件方面

1.2.1 计算机软件的快速进步带来的教学内容的不断变化

随着计算机技术的发展，各种应用软件不断出现，《化学信息学》课程中涉及的各类软件也越来越多。面对众多的应用软件，选择什么样的软件作为教学内容是教师面临的重要挑战，特别是许多应用软件还在不断升级，选择什么样的软件版本同样也是老师面临的选择。而对于地方高校，由于受到财力的限制，许多软件(特别是一些大型应用软件)学校并没有购买，大型应用软件的介绍性学习也是教师面临的选择。

1.2.2 改革的思考

针对上述情况，论文作者们经过不断实践，采用以下几种原则对软件教学内容的进行选择。

第一、从同类型软件中选择其中的一种，以软件的通用性为考虑的第一原则。如在数据处理和科学绘图的软件中，论文作者从专业角度做了如下选择，化学专业选择Origin软件，化工专业选择Matlab软件；如化学绘图软件，选择Chemoffice中的Chemdraw作为主讲软件；如三维绘图软件，选择Chemoffice中的Chem3D软件；如分子结构和晶体结构绘图软件，选择diamond软件。

第二、对同一种软件的不同版本中，以实用为原则，选取合适的软件版本，而不是追求软件的最新版本。由于教学对象是本科生，并不是专业研究人员，所以对学生的要求是掌握软件的基本功能，而不是熟练应用。如Matlab软件，作者就选择的Matlab5.0作为教学内容，而没有选择更新的版本，这样的选择主要是适应学校提供的计算机软硬件条件，同样也能达到较好的教学效果。如Origin软件教学中，作者仍然选择Origin7.0作为教学内容，作为Origin软件的经典版本，里面的功能介绍已经能完全满足本科生教学的需要，所以没有必要为了追求软件的新功能而采用最新版本的软件。

第三、随着计算化学的发展，《化学信息学》中涉及的计算化学的内容越来越多，大型的计算软件如Gaussian、Material studio等越来越多的应用到化学化工的研究和模拟中。这些软件因为价格昂贵，普通高校基本没有购买，但作为教学内容仍不可少，故论文作者们还是把上述软件作为介绍内容放在了教学中。

1.3 计算机能力方面

1.3.1 学生计算机能力的不足带来的教学深度的欠缺

随着中国高等教育的大众化，地方师范类院校招到的学生大多数来自于城镇中学和农村中学，由于在中学学习过程中几乎没有计算机课程的学习，故学生的计算机基础能力较差，加之高校课程改革减负，化学化工类学生在大学一二年级中所接受的计算机培训也严重不足，导致在《化学信息学》 的教学需要花费较多的时间来提高学生的计算机基本能力。

1.3.2 改革的思考

针对上述情况，论文作者们在教学中不断调整教学内容，加强计算机能力的训练。第一、在教学内容中加入基本办公软件的教学内容，如本科毕业论文的撰写模板的编写，如何制作毕业论文PPT等。第二、增加一些常用软件的介绍。如常用的图片编辑软件Photoshop，常用的简单动画制作软件Flash。第三、针对学生普遍的编程能力不足，不再强调程序编写，而是利用Matlab等软件中的模型功能，函数功能，提高学生的数据处理能力。

1.4 就业多元化方面

1.4.1 学生就业多元化带来的教学重点的艰难选择

随着学生就业多元化，高等院校的教学改革面临更多更大的挑战。学生的就业技能需求已经深深影响到教学的各个环节。不同的就业方向意味着不同的教学内容需求，教师所面临的挑战就更大。针对不同的学生，在掌握共同技能的基础上突出需求，在较短的课时内满足学生要求已经成为对任课教师的教学能力的考验。

1.4.2 改革的思考

针对上述问题，论文作者们根据学生需求，制定了相应的教学计划，在教学中分模块进行。例如，针对就业导向为中小学教师的学生，以计算机基本能力(Office、Chemoffice)作为重点，主要涉猎Photoshop、Flash等常用软件，使得学生具备充分的能力适应现有的中小学教学中的教案编写、课件制作；针对就业导向为进一步深造准备读硕士、博士的学生，以科学数据处理和科学绘图Origin、Chemoffice、Matlab、Diamond、Gaussian等为重点，主要涉猎3Dmax等专业软件，使得学生在将来的学习中具备一定的科学数据处理和绘图能力；针对其它的就业导向的学生，以信息搜集、信息处理和信息表达为训练目的，使得学生在从事其它工作时具备对信息的敏感、信息的快速处理能力和信息表达能力。

2 课程教学方式上的思考

除了对《化学信息学》课程的信息资源、计算机软件、计算机能力、学生就业多元化等四个方面进行深入思考，论文作者们还在课程的教学方式上做了以下的改革，以应对《化学信息学》课程所面临的挑战。

第一、采用全程计算机教学，并且提供网络搜索功能。在文献信息的介绍、检索等内容上，让学生自己在计算机上搜索相应的数据库网页、观看文章的摘要，并让学生自己利用免费资源找到需要的文献。

第二、采用教学与练习相结合的方式。在软件教学上，教师主要讲解软件的基本功用，利用具体实例示范操作。如用已知的数据用Origin绘制化合物的红外图谱和荧光光谱图、如用Chem3D软件模拟二甲苯的分子轨道图等。

第三、通过制作软件学习视频，提供给学生，让学生在课外得到学习。

第四、采用计算机考试的方式，实际考察学生的动手能力。教师编制类似国家计算机等级考试的试题库，学生随机抽取试题，在规定时间内完成考试内容，达到学习的目的。

[1] 缪强．化学信息学导论[M]．北京：高等教育出版社，2001.

[2] 丁言斌，王晶．化学信息学[M]．徐州：中国矿业大学出版社，2011．

[3] 付云芝，向修栋，廖双泉，等．实用化学信息学[M]．北京：中国物资出版社，2009．

[4] 王荣民，杜正银．化学化工信息及网络资源的检索与利用[M]．北京：化学工业出版社，2012．

[5] 李梦龙，文志宁，熊庆．化学信息学[M]．北京：化学工业出版社，2011．

[6] 李谦，毛立群，房晓敏．计算机在化学化工中的应用[M]．北京：化学工业出版社，2014．

责任编辑 王菊平

2016-11-23 doi 10.3969/j.issn.1003-8078.2017.03.17

田正芳，男，山西沁县人，副教授，博士，主要研究方向为化学信息学。

黄冈师范学院课堂教学改革项目(2014kg20)。

O6-4；G4

A

1003-8078(2017)03-0076-03