1123S08020-计算化学生物学-2023版人才培养方案课程教学大纲.docxVIP

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2024-09-09 发布于北京
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1123S08020-计算化学生物学-2023版人才培养方案课程教学大纲.docx

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附件5-1

ADDINCNKISM.UserStyle《计算化学生物学》课程教学大纲

（理论课程·2023版）

一、课程基本信息

课程号

1123S08020

开课单位

化学与材料科学学院

课程名称

计算化学生物学

ComputationalChemicalBiology

课程性质

必修

考核类型

考查

课程学分

课程学时

课程类别

专业拓展课

先修课程

普通物理学，大学数学，有机化学，物理化学，生物化学，化学生物学

适用专业（类）

化学生物学

二、课程描述及目标

（一）课程简介

《计算化学生物学》课程是本专业的一门专业拓展课程，是计算化学和分子生物学相互融合交叉渗透的一门科学。本课程旨在通过理论讲授、案例展示与课堂演示，使学生进一步掌握化学生物学的基础知识，了解计算化学和计算生物学的方法的基本理论，了解基于信息技术及计算技术研究研究化学生物的基本问题的策略和手段，掌握生物分子的结构、代谢及与其他分子作用的基本原理和性能，具备应用计算化学、计算生物学以及其他必威体育精装版信息技术方法认识下述问题的能力：生物大分子结构和性能、药物分子的结构和性能、两者之间相互作用及对性能影响。本课程的学习将为毕业设计等后续课程奠定必要的理论基础，为学生灵活应用计算科学和技术开展实际工作以及研究奠定良好的基础。

（二）教学目标

通过本课程，学生将了解计算化学、计算生物学以及其他必威体育精装版信息技术方法，掌握蛋白质和DNA等生命分子的结构、代谢过程，明确生物分子相互之间及其与小分子之间的氢键、π-π、CH-π等相互作用，能够明确阐述生物化学过程中涉及的电荷转移、质子转移、质子耦合电子转移等机制，了解应用量子力学的密度泛函理论、分子力学和动力学的势场模型、生物信息学中的图谱等不同技术研究相关问题的策略。本课程将深化学生对生物大分子结构和性能、药物分子的结构和性能、两者之间相互作用及对性能影响等知识的能力，提高对利用信息技术、计算化学和计算生物学等技术认识和研究化学生物学问题的能力；能够科学、批判地认识和面对化学生物学领域的知识、技术和必威体育精装版进展。具体目标为：

课程目标1：使学生具备合理的知识结构。了解计算化学生物学的理论基础，包括：蛋白质（冠）、DNA、RNA等生物大分子的结构，蛋白质信号和网络，生物分子之间的氢键、π-π、CH-π等相互作用，生物化学中的电荷转移、质子转移、质子耦合电子转移等过程；分子力学、分子动力学、密度泛函理论、（quantummechanics/molecularmechanics，QM/MM）法、DNA或蛋白质图谱等。

课程目标2：掌握科学工作的一般方法。认识和了解基于信息技术、计算化学、计算生物学以及其他必威体育精装版信息技术对生物分子的结构进行建模、对其相互租用及代谢过程进行研究的方法和策略；熟悉建立所需的化学生物学分子模型、相互作用模型、构效关系模型以及代谢/生化过程模型的技术，了解具体的计算处理方法。

课程目标3：培养学生基于辩证唯物主义世界观认识生命物质结构及性能的能力。能够批判性地解释课程中计算化学生物学的理论和技术、批判性地讨论和执行计算化学生物学研究中常用的理论和技术、能够将课程中的内容与感兴趣的相关研究领域联系起来并正确、科学地判断和解决实际问题。

课程目标4：培养学生终生学习的能力和习惯,能适应和胜任多变的职业领域。增强学生自主学习能力和创新意识，加强学生独立获取知识和综合应用知识的能力，以期能更好的从事科学生产等社会实践活动。

三、课程目标对毕业要求的支撑关系

毕业要求指标点

课程目标

权重

1-1：系统掌握化学、生物学、化学生物学基本理论、基础知识和基本技能，了解化学生物学的知识体系和发展趋势；

课程目标1-3

0.2

1-2：掌握本专业所需的数学、物理学等学科的基本内容，初步掌握生命、药学、材料、医学等相关领域的基础知识；

课程目标1-2

0.2

2-1：具有扎实的化学生物学各学科的基本理论、基本知识和基本实验技能；

课程目标1-4

0.2

2-2：具有一定的科学研究和实际工作能力，具有一定的批判性思维；

课程目标1-4

0.2

3-1：具有正确的世界观、人生观、价值观，具有高度的社会责任感和良好的协作精神；

课程目标3-4

0.1

3-2：具有良好的科学文化素养，掌握科学的方法论；

课程目标3-4

0.1

四、教学方式与方法

《计算化学生物学》采用以多媒体为主和板书为辅的教学手段，所有课堂全部使用自编电子教案(PowerPoint)授课，并且每年都进行更新和充实。利用现代的教学手段可以在理论课时减少的情况下，保证教学信息量不减甚至增加。教学中也注意结合黑板板书讲授该课程的重点和难点，以达到更好引导学生思路使其及时理解掌握。多媒体课件教学便于教授课程中需要丰富的空间想象能力的知识点和不易