田正芳,蔣小春,熊緒杰

(黃岡師范學院 化工學院，湖北 黃州 438000)

地方高?！痘瘜W信息學》課程改革的思考

田正芳,蔣小春,熊緒杰

(黃岡師范學院 化工學院，湖北 黃州 438000)

《化學信息學》作為化學類專業(yè)的必修課程在大學化學教學中有著重要的意義。隨著信息技術(shù)、計算機技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)的發(fā)展，隨著教學對象和教學要求的不斷變化，這門課程面臨的挑戰(zhàn)越來越大。本文從地方高校的實際出發(fā)，針對課程內(nèi)容上存在的問題，在信息資源、計算機軟件、計算機能力、學生就業(yè)多元化等四個方面進行思考，充分利用現(xiàn)有資源，發(fā)揮教師的主觀能動性，提出相應的解決辦法，通過課程教學實踐，為課程的教學改革提出建議。

地方高校；《化學信息學》；課程改革；教學實踐

幾乎在所有的化學化工類專業(yè)教學計劃中,《化學信息學》都作為化學類專業(yè)的必修課程，一般為2學分32學時。在上個世紀的高校化學專業(yè)教學中，這門課程其實是《文獻檢索》和《計算機在化學化工中的應用》兩門課程的融合，隨著計算機技術(shù)和信息科學的發(fā)展，信息的內(nèi)涵變得更為寬泛，文獻檢索不再是繁重的紙質(zhì)勞動，這兩門課程開始融合。國外最早是諾貝獎得主Jean-Marie Lehn提出了狹義的化學信息學概念，國內(nèi)則由北京大學徐光憲院士提出了化學信息學的概念，由此國內(nèi)高校紛紛開始將《化學信息學》列入教學計劃，開始教學大綱的編制、教材的編寫[1-6]?！痘瘜W信息學》課程從設(shè)立開始，課程內(nèi)容和授課方式就在不斷的變化中，不知不覺中幾乎所有的高校都把這門課從理論教學課程改變成了實踐性課程。盡管這門課程在高校的開設(shè)時間不長，但對于化學化工類學生的影響卻是巨大的。

對于重點高校，由于有著充分的網(wǎng)絡信息資源和完備的教育資源體系，這門課程的教學安排相對自如；而對于地方高校，特別是地處在地市州的高校，由于學校的財力有限，學校能提供的信息資源和教學輔助設(shè)備非常有限，這門課程的教學就面臨較大的問題。針對地方師范類院校的《化學信息學》課程的建設(shè)，論文作者們在長期教授該課程的基礎(chǔ)上，做出了如下思考。

1 課程內(nèi)容上存在的主要問題及思考

1.1 信息資源方面

1.1.1 化學化工信息資源的匱乏帶來教學內(nèi)容的欠缺

隨著科技進步，化學化工信息數(shù)量正在以爆炸式的速度增長。由于國外大型出版商的壟斷性出版體系，國內(nèi)只有少量的重點高校院所才能購買諸如ACS、RSC、Elsevier、Wiley、Springer、Taylor & Franics等與化學化工相關(guān)的國際電子資源庫，以及 SCI、EI、CA、Reaxys等搜索型的數(shù)據(jù)庫，有的重點高校的文獻保障系統(tǒng)甚至比國外最著名的大學都全。而地方高校由于國外電子資源數(shù)據(jù)庫價格昂貴，絕大多數(shù)地方高校只能購買一些便宜的數(shù)據(jù)庫，有的院校甚至連基本的中文數(shù)據(jù)庫都沒有購買，導致教學中關(guān)于文獻檢索和信息整理等只能淪為PPT上的圖片，學生沒有任何實際性的檢索操作，導致學生無法有效獲得較全的信息，進而對研究的問題沒有全面的認識。

1.1.2 改革的思考

針對上述情況，論文作者們充分利用現(xiàn)有資源，開發(fā)各種途徑使得學生能對文獻檢索能有充分認識。第一、利用高校圖書館網(wǎng)頁。如北京大學圖書館網(wǎng)頁、哈佛大學圖書館網(wǎng)頁中的數(shù)據(jù)庫資源鏈接，讓學生在課堂上充分了解化學化工類文獻(期刊、工具書等)，并且不局限所用教材中所列舉的雜志，期望學生對整個化學化工的文獻系統(tǒng)有全面的認識。第二、充分利用網(wǎng)絡免費資源。如各種學術(shù)搜索網(wǎng)站(如Google scholar、百度學術(shù)等)；各種學術(shù)論壇(如小木蟲等)；各種課題組網(wǎng)站(如國際著名學者網(wǎng)頁等)；利用各種開源資料系統(tǒng)(如Directory of Open Access Journals等)；還有新的網(wǎng)絡手段，如微博(中國科學網(wǎng))、微信平臺(如X-mol、材料人等)。從上述的免費網(wǎng)絡資源的介紹中，讓學生能充分了解查閱文獻的各種方法。第三、利用學校圖書館中的文獻傳遞系統(tǒng)，讓學生對圖書館中的資源使用效率提高。

1.2 計算機軟件方面

1.2.1 計算機軟件的快速進步帶來的教學內(nèi)容的不斷變化

隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，各種應用軟件不斷出現(xiàn)，《化學信息學》課程中涉及的各類軟件也越來越多。面對眾多的應用軟件，選擇什么樣的軟件作為教學內(nèi)容是教師面臨的重要挑戰(zhàn)，特別是許多應用軟件還在不斷升級，選擇什么樣的軟件版本同樣也是老師面臨的選擇。而對于地方高校，由于受到財力的限制，許多軟件(特別是一些大型應用軟件)學校并沒有購買，大型應用軟件的介紹性學習也是教師面臨的選擇。

1.2.2 改革的思考

針對上述情況，論文作者們經(jīng)過不斷實踐，采用以下幾種原則對軟件教學內(nèi)容的進行選擇。

第一、從同類型軟件中選擇其中的一種，以軟件的通用性為考慮的第一原則。如在數(shù)據(jù)處理和科學繪圖的軟件中，論文作者從專業(yè)角度做了如下選擇，化學專業(yè)選擇Origin軟件，化工專業(yè)選擇Matlab軟件；如化學繪圖軟件，選擇Chemoffice中的Chemdraw作為主講軟件；如三維繪圖軟件，選擇Chemoffice中的Chem3D軟件；如分子結(jié)構(gòu)和晶體結(jié)構(gòu)繪圖軟件，選擇diamond軟件。

第二、對同一種軟件的不同版本中，以實用為原則，選取合適的軟件版本，而不是追求軟件的最新版本。由于教學對象是本科生，并不是專業(yè)研究人員，所以對學生的要求是掌握軟件的基本功能，而不是熟練應用。如Matlab軟件，作者就選擇的Matlab5.0作為教學內(nèi)容，而沒有選擇更新的版本，這樣的選擇主要是適應學校提供的計算機軟硬件條件，同樣也能達到較好的教學效果。如Origin軟件教學中，作者仍然選擇Origin7.0作為教學內(nèi)容，作為Origin軟件的經(jīng)典版本，里面的功能介紹已經(jīng)能完全滿足本科生教學的需要，所以沒有必要為了追求軟件的新功能而采用最新版本的軟件。

第三、隨著計算化學的發(fā)展，《化學信息學》中涉及的計算化學的內(nèi)容越來越多，大型的計算軟件如Gaussian、Material studio等越來越多的應用到化學化工的研究和模擬中。這些軟件因為價格昂貴，普通高?；緵]有購買，但作為教學內(nèi)容仍不可少，故論文作者們還是把上述軟件作為介紹內(nèi)容放在了教學中。

1.3 計算機能力方面

1.3.1 學生計算機能力的不足帶來的教學深度的欠缺

隨著中國高等教育的大眾化，地方師范類院校招到的學生大多數(shù)來自于城鎮(zhèn)中學和農(nóng)村中學，由于在中學學習過程中幾乎沒有計算機課程的學習，故學生的計算機基礎(chǔ)能力較差，加之高校課程改革減負，化學化工類學生在大學一二年級中所接受的計算機培訓也嚴重不足，導致在《化學信息學》 的教學需要花費較多的時間來提高學生的計算機基本能力。

1.3.2 改革的思考

針對上述情況，論文作者們在教學中不斷調(diào)整教學內(nèi)容，加強計算機能力的訓練。第一、在教學內(nèi)容中加入基本辦公軟件的教學內(nèi)容，如本科畢業(yè)論文的撰寫模板的編寫，如何制作畢業(yè)論文PPT等。第二、增加一些常用軟件的介紹。如常用的圖片編輯軟件Photoshop，常用的簡單動畫制作軟件Flash。第三、針對學生普遍的編程能力不足，不再強調(diào)程序編寫，而是利用Matlab等軟件中的模型功能，函數(shù)功能，提高學生的數(shù)據(jù)處理能力。

1.4 就業(yè)多元化方面

1.4.1 學生就業(yè)多元化帶來的教學重點的艱難選擇

隨著學生就業(yè)多元化，高等院校的教學改革面臨更多更大的挑戰(zhàn)。學生的就業(yè)技能需求已經(jīng)深深影響到教學的各個環(huán)節(jié)。不同的就業(yè)方向意味著不同的教學內(nèi)容需求，教師所面臨的挑戰(zhàn)就更大。針對不同的學生，在掌握共同技能的基礎(chǔ)上突出需求，在較短的課時內(nèi)滿足學生要求已經(jīng)成為對任課教師的教學能力的考驗。

1.4.2 改革的思考

針對上述問題，論文作者們根據(jù)學生需求，制定了相應的教學計劃，在教學中分模塊進行。例如，針對就業(yè)導向為中小學教師的學生，以計算機基本能力(Office、Chemoffice)作為重點，主要涉獵Photoshop、Flash等常用軟件，使得學生具備充分的能力適應現(xiàn)有的中小學教學中的教案編寫、課件制作；針對就業(yè)導向為進一步深造準備讀碩士、博士的學生，以科學數(shù)據(jù)處理和科學繪圖Origin、Chemoffice、Matlab、Diamond、Gaussian等為重點，主要涉獵3Dmax等專業(yè)軟件，使得學生在將來的學習中具備一定的科學數(shù)據(jù)處理和繪圖能力；針對其它的就業(yè)導向的學生，以信息搜集、信息處理和信息表達為訓練目的，使得學生在從事其它工作時具備對信息的敏感、信息的快速處理能力和信息表達能力。

2 課程教學方式上的思考

除了對《化學信息學》課程的信息資源、計算機軟件、計算機能力、學生就業(yè)多元化等四個方面進行深入思考，論文作者們還在課程的教學方式上做了以下的改革，以應對《化學信息學》課程所面臨的挑戰(zhàn)。

第一、采用全程計算機教學，并且提供網(wǎng)絡搜索功能。在文獻信息的介紹、檢索等內(nèi)容上，讓學生自己在計算機上搜索相應的數(shù)據(jù)庫網(wǎng)頁、觀看文章的摘要，并讓學生自己利用免費資源找到需要的文獻。

第二、采用教學與練習相結(jié)合的方式。在軟件教學上，教師主要講解軟件的基本功用，利用具體實例示范操作。如用已知的數(shù)據(jù)用Origin繪制化合物的紅外圖譜和熒光光譜圖、如用Chem3D軟件模擬二甲苯的分子軌道圖等。

第三、通過制作軟件學習視頻，提供給學生，讓學生在課外得到學習。

第四、采用計算機考試的方式，實際考察學生的動手能力。教師編制類似國家計算機等級考試的試題庫，學生隨機抽取試題，在規(guī)定時間內(nèi)完成考試內(nèi)容，達到學習的目的。

[1] 繆強．化學信息學導論[M]．北京：高等教育出版社，2001.

[2] 丁言斌，王晶．化學信息學[M]．徐州：中國礦業(yè)大學出版社，2011．

[3] 付云芝，向修棟，廖雙泉，等．實用化學信息學[M]．北京：中國物資出版社，2009．

[4] 王榮民，杜正銀．化學化工信息及網(wǎng)絡資源的檢索與利用[M]．北京：化學工業(yè)出版社，2012．

[5] 李夢龍，文志寧，熊慶．化學信息學[M]．北京：化學工業(yè)出版社，2011．

[6] 李謙，毛立群，房曉敏．計算機在化學化工中的應用[M]．北京：化學工業(yè)出版社，2014．

責任編輯 王菊平

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

田正芳，男，山西沁縣人，副教授，博士，主要研究方向為化學信息學。

黃岡師范學院課堂教學改革項目(2014kg20)。

O6-4；G4

A

1003-8078(2017)03-0076-03