1. Цели освоения дисциплины
| 1.1. | Основная цель курса – познакомить студентов с современными методами, программными средствами, применяемых для квантово-химических и квантово-механических расчетов в химии; в формировании у студентов знаний и умений, необходимых для научно-исследовательской работы в области химии. Задачами курса являются: дать основные характеристики методов, используемых для расчетов; познакомиться с основными типами программных средств, используемыми для квантово-химических расчетов в химии; изучить особенности работы в программе HyperChem. |
|---|
2. Место дисциплины в структуре ООП
| Цикл (раздел) ООП: Б1.О.07 |
3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины
| ОПК-3 | Способен применять расчетно-теоретические методы для изучения свойств веществ и процессов с их участием с использованием современной вычислительной техники |
| ОПК-3.1 | Применяет теоретические и полуэмпирические модели при решении задач химической направленности |
| ОПК-3.2 | Использует стандартное программное обеспечение при решении задач химической направленности |
| ОПК-5 | Способен понимать принципы работы современных информационных технологий и использовать их для решения задач профессиональной деятельности |
| ОПК-5.1 | Знает базовые системные программные продукты и пакеты прикладных программ (текстовые процессоры, электронные таблицы, системы управления базами данных, графические редакторы, информационно-поисковые системы) |
| ОПК-5.2 | Осуществляет обработку результатов научных экспериментов, используя современные информационные технологии |
| В результате освоения дисциплины обучающийся должен | |
| 3.1. | Знать: |
|---|---|
| 3.1.1. | области применения расчетных методов в химии; программное обеспечение для квантово-химических расчетов; методы квантово-химических расчетов |
| 3.2. | Уметь: |
| 3.2.1. | создавать молекулярные модели; осуществлять выбор оптимального метода для расчета; проводить квантово-химический расчет |
| 3.3. | Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть): |
| 3.3.1. | проведения квантово-химических расчетов; обработки получаемых расчетных данных |
4. Структура и содержание дисциплины
| Код занятия | Наименование разделов и тем | Вид занятия | Семестр | Часов | Компетенции | Литература |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Раздел 1. Введение. Основы квантовой химии. Постулаты квантовой механики и ее математический аппарат. Методы квантовой химии. Метод молекулярной механики. Эмпирические и неэмпирические методы расчета. | ||||||
| 1.1. | Введение. Основы квантовой химии. Постулаты квантовой механики и ее математический аппарат. Методы квантовой химии. | Лекции | 4 | 2 | Л1.1 | |
| 1.2. | Метод молекулярной механики. | Лекции | 4 | 2 | Л1.1 | |
| 1.3. | Полуэмпирические методы | Лекции | 4 | 2 | Л1.1 | |
| 1.4. | Неэмпирические методы (Ab initio) | Лекции | 4 | 2 | Л1.1 | |
| 1.5. | Основное програмное обеспечение используемое для квантово-химических расчетов | Лекции | 4 | 2 | Л1.1 | |
| 1.6. | Программа HyperChem. Ее основные возможности | Лекции | 4 | 8 | Л1.1 | |
| 1.7. | Основная техника работы с программой «HyperChem» | Лабораторные | 4 | 4 | ||
| 1.8. | Молекулярная механика | Лабораторные | 4 | 6 | ||
| 1.9. | Полуэмпирические методы | Лабораторные | 4 | 8 | ||
| 1.10. | Неэмпирический метод (Ab initio) | Лабораторные | 4 | 6 | ||
| 1.11. | Подготовка отчетов по практическим занятиям | Сам. работа | 4 | 42 | ||
| 1.12. | Консультации | 4 | 24 | |||
5. Фонд оценочных средств
| 5.1. Контрольные вопросы и задания для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины |
| см. Приложение |
| 5.2. Темы письменных работ для проведения текущего контроля (эссе, рефераты, курсовые работы и др.) |
| не предусмотрены |
| 5.3. Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации |
| см. Приложение |
| Приложения |
|
Приложение 1.
ФОС_Вычислительные методы в химии.doc
|
6. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
| 6.1. Рекомендуемая литература | ||||
| 6.1.1. Основная литература | ||||
| Авторы | Заглавие | Издательство, год | Эл. адрес | |
| Л1.1 | Бутырская Е.В. | Компьютерная химия. Основы теории и работа с программами Gaussian и GaussView: | Москва: СОЛОН-ПРЕСС, 2011 | biblioclub.ru |
| 6.2. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет" | ||||
| Название | Эл. адрес | |||
| Э1 | Сайт фирмы производителя программы HyperChem – [Электронный ресурс] URL: http://www.hyper.com/ | Сайт фирмы производителя программы HyperChem – [Электронный ресурс] URL: http://www.hyper.com/ | ||
| Э2 | Курс "Вычислительные методы в химии": http://portal.edu.asu.ru/course/view.php?id=1880 | portal.edu.asu.ru | ||
| 6.3. Перечень программного обеспечения | ||||
| HyperChem Release 8.0. for Windows; ChemOffice. 7-Zip AcrobatReaderMicrosoft Office 2010 (Office 2010 Professional, № 4065231 от 08.12.2010), (бессрочно); Microsoft Windows 7 (Windows 7 Professional, № 61834699 от 22.04.2013), (бессрочно); Chrome (http://www.chromium.org/chromium-os/licenses), (бессрочно); 7-Zip (http://www.7-zip.org/license.txt), (бессрочно); AcrobatReader (http://wwwimages.adobe.com/content/dam/Adobe/en/legal/servicetou/Acrobat_com_Additional_TOU-en_US-20140618_1200.pdf), (бессрочно); ASTRA LINUX SPECIAL EDITION (https://astralinux.ru/products/astra-linux-special-edition/), (бессрочно); LibreOffice (https://ru.libreoffice.org/), (бессрочно); Веб-браузер Chromium (https://www.chromium.org/Home/), (бессрочно); Антивирус Касперский (https://www.kaspersky.ru/), (до 23 июня 2024); Архиватор Ark (https://apps.kde.org/ark/), (бессрочно); Okular (https://okular.kde.org/ru/download/), (бессрочно); Редактор изображений Gimp (https://www.gimp.org/), (бессрочно) | ||||
| 6.4. Перечень информационных справочных систем | ||||
| Научная библиотека АлтГУ: http://www.lib.asu.ru Библиотечно-информационная система «Реферативный журнал» по 2009: http://www.lib.asu.ru:8082/ Книги и журналы издательства Springer: http://link.springer.com Книги и журналы издательства Elsevier: http://www.sciencedirect.com Научная электронная библиотека: http://elibrary.ru | ||||
7. Материально-техническое обеспечение дисциплины
8. Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины
| Методические указания к самостоятельной работе Самостоятельная работа студентов – это индивидуальная учебная деятельность студентов, осуществляемая под руководством, но без непосредственного участия преподавателя. Самостоятельная работа студентов по дисциплине включает в себя: углубленный анализ материалов лекций; работу с литературой для изучения тем, которые не разбираются на занятиях; выполнение самостоятельных работ, направленных на формирование практических навыков. В начале семестра студенту необходимо ознакомиться с основным содержанием курса, перечнем литературы и учебно-методических материалов, графиком контроля, шкалой оценок и правилом вычисления рейтинга, возможностями повышения рейтинга. При выполнении студентом индивидуальной работы предусмотрено посещение консультаций: с целью снятия возможных затруднений; с целью демонстрации максимального готового материала для возможной корректировки. Самостоятельная внеаудиторная работа студентов обеспечена электронными учебно-методическими ресурсами (система Moodle), возможностью общения студента с преподавателем посредством электронной почты, доступом в Internet. Методические указания к лекционным занятиям При подготовке к лекции рекомендуется: 1. просмотреть записи предшествующей лекции и восстановить в памяти ранее изученный материал; 2. полезно просмотреть и предстоящий материал будущей лекции; 3. если задана самостоятельная проработка отдельных фрагментов темы прошлой лекции, то ее надо выполнить не откладывая; 4. психологически настроиться на лекцию. Методические указания к выполнению лабораторных работ Лабораторные занятия позволяют интегрировать теоретические знания и формировать практические умения и навыки студентов в процессе учебной деятельности. Цели лабораторных занятий: 1. закрепление теоретического материала путем систематического контроля за самостоятельной работой студентов; 2. формирование умений использования теоретических знаний в процессе выполнения лабораторных работ; 3. развитие аналитического мышления путем обобщения результатов лабораторных работ; Для каждого занятия подготовлены методические указания по выполнению лабораторной работы. Структура лабораторного занятия: 1. Объявление темы, цели и задач занятия. 2. Проверка теоретической подготовки студентов к лабораторному занятию. 3. Выполнение лабораторной работы. 4. Подведение итогов занятия (формулирование выводов). 5. Проверка отчетов по лабораторной работе. В начале занятия называется его тема, цель и этапы проведения. По теме занятия проводится беседа, что необходимо для осознанного выполнения лабораторной работы. Задания в ходе лабораторной работы выполняется в соответствии с методическими указаниями. Методические указания к зачету Изучение многих общепрофессиональных и специальных дисциплин завершается зачетом. Подготовка к зачету способствует закреплению, углублению и обобщению знаний, получаемых, в процессе обучения, а также применению их к решению практических задач. Готовясь к зачету, студент ликвидирует имеющиеся пробелы в знаниях, углубляет, систематизирует и упорядочивает свои знания. На зачете студент демонстрирует то, что он приобрел в процессе обучения по конкретной учебной дисциплине. Требования к организации подготовки к зачету те же, что и при занятиях в течение семестра, но соблюдаться они должны более строго. Вначале следует просмотреть весь материал по сдаваемой дисциплине, отметить для себя трудные вопросы. Обязательно в них разобраться. В заключение еще раз целесообразно повторить основные положения, используя при этом листы опорных сигналов. Систематическая подготовка к занятиям в течение семестра позволит использовать время экзаменационной сессии для систематизации знаний. |