计算化学方法 - 自然科学 - 化学 - 课程大纲

第1周：课程介绍与计算化学基础

• 主题：计算化学简介
• 学习目标：
  • 理解计算化学的定义和重要性
  • 掌握基本的量子力学原理在化学中的应用
• 阅读/资源：[《计算化学导论》(McQuarrie, D. A.) 第一章]
• 教学方法：讲座、讨论
• 评估：小测验

第2周：分子建模与模拟

• 主题：分子结构和力场
• 学习目标：
  • 学习如何使用量子力学计算分子结构
  • 理解力场模型的建立与应用
• 阅读/资源：[Leach, A. R.] 第二章
• 教学方法：讲座、小组活动（分子建模软件练习）

第3-4周：密度泛函理论（DFT）

• 主题：DFT原理与应用
• 学习目标：
  • 了解DFT基础理论
  • 掌握基本的DFT计算方法
• 阅读/资源：[Burke, T.] 第三章
• 教学方法：讲座、案例研究分析

第5周：反应路径搜索与过渡态理论

• 主题：过渡态理论和几何优化
• 学习目标：
  • 理解过渡态的概念
  • 学习如何进行反应路径搜索
• 阅读/资源：[Wales, D. J., & Doye, J. P. K.] 第四章
• 教学方法：讲座、小组讨论

第6-7周：分子动力学模拟

• 主题：经典和量子动力学模拟
• 学习目标：
  • 了解MD模拟原理
  • 实践MD模拟软件操作
• 阅读/资源：[Frenkel, D., & Smit, B.] 第五章
• 教学方法：讲座、实践作业（MD模拟实验）

第8周：高级计算化学方法

• 主题：量子化学方法、机器学习在化学中的应用
• 学习目标：
  • 概述高级量子化学方法
  • 了解现代计算化学中的机器学习工具
• 阅读/资源：[Himanen, L., & Vreven, T.] 第六章
• 教学方法：讲座、专题研讨会

第9-10周：项目与案例研究

• 主题：应用计算化学解决实际问题
• 学习目标：
  • 进行独立项目，运用所学方法解决化学问题
  • 分析并讨论实际案例
• 教学方法：小组工作、报告展示
• 评估：项目报告和口头报告

第11周：期末复习与总结

• 主题：回顾与准备期末考试
• 学习目标：复习本课程所有内容，准备期末考试
• 教学方法：复习讲座、答疑环节

评估方法

• 作业：每周作业，检查基础知识掌握
• 小测验：定期进行，检验学习进度
• 项目：实战项目，考察应用能力
• 期末考试：综合测试，评估整体理解

此大纲旨在为学生提供一个循序渐进的学习路径，通过多元化的教学方法，确保学生深度理解和熟练掌握计算化学方法。