量子化学教学方法研究
【教育资料】21世纪化学研究的五大趋势学习专用
21世纪化学研究的五大趋势1、更加重视国家目标，更加重视不同学科之间的交叉和融合。
在世纪之交，中国和世界各国政府都更加重视国家目标，在加强基础研究的同时，要求化学更多地来改造世界，更多地渗透到与下述十个科学郡的交叉和融合：1数理科学，2生命科学，3材料科学，4能源科学，5地球和生态环境科学，6信息科学，7纳米科学技术，8工程技术科学，9系统科学，10哲学和社会科学。
这是化学发展成为研究泛分子的大化学的根本原因。
所以培养21世纪的化学家要有宽广的知识面，多学科的基础。
2、理论和实验更加密切结合2019年，诺贝尔化学奖授予W．Kohn和J．A．Plple。
颁奖公告说：“量子化学已经发展成为广大化学家所使用的工具，将化学带入一个新时代，在这个新时代里实验和理论能够共同协力探讨分子体系的性质。
化学不再是纯粹的实验科学了。
”所以在21世纪，理论和计算方法的应用将大大加强，理论和实验更加密切结合。
3、在研究方法和手段上，更加重视尺度效应20世纪的化学已重视宏观和微观的结合，21世纪将更加重视介乎两者之间的纳米尺度，并注意到从小的原子、分子组装成大的纳米分子，以至微型分子机器。
4、合成化学的新方法层出不穷。
合成化学始终是化学的根本任务，21世纪的合成化学将从化合物的经典合成方法扩展到包含组装等在内的广义合成，目的在于得到能实际应用的分子器件和组装体。
合成方法的十化：芯片化，组合化，模板化，定向化，设计化，基因工程化，自组装化，手性化，原子经济化，绿色化。
化学实验室的微型化和超微型化：节能、节材料、节时间、减少污染。
从单个化合物的合成、分离、分析及性能测试的手工操作方法，发展到成千上万个化合物的同时合成，在未分离的条件下，进行性能测试，从而筛选出我们需要的化合物（例如药物）的组合化学方法。
5、分析化学已发展成为分析科学。
分析化学已吸收了大量物理方法、生物学方法、电子学和信息科学的方法，发展成为分析科学，应用范围也大大拓宽了。
Gaussview在化学教学中的一些应用
Gaussview在化学教学中的一些应用刘晓东;胡宗球【摘要】Gaussvian量子化学计算程序包是美国Gaussian公司开发的一个功能强大的量子化学综合软件包。
可执行各类不同精度的分子轨道计算（包括Hartree-Fock水平从头算（HF）、Post-HF从头算、密度泛函理论（DFT）以及多种半经验量子化学方法），进行分子和化学反应性质的理论预测。
目前已成为国际上公认的最优秀的化学计算软件。
【期刊名称】《大学化学》【年(卷),期】2006(021)005【总页数】3页(P34-36)【关键词】化学教学;Hartree-Fock;Gaussian;量子化学计算;分子轨道计算;应用;量子化学方法;密度泛函理论【作者】刘晓东;胡宗球【作者单位】华中师范大学化学学院,武汉,430079;华中师范大学化学学院,武汉,430079【正文语种】中文【中图分类】O6Gaussian量子化学计算程序包是美国Gaussian公司开发的一个功能强大的量子化学综合软件包。
可执行各类不同精度的分子轨道计算(包括Hartree-Fock水平从头算(HF)、Post-HF从头算、密度泛函理论(DFT)以及多种半经验量子化学方法)，进行分子和化学反应性质的理论预测。
目前已成为国际上公认的最优秀的化学计算软件。
Gaussview是Gaussian公司为Gaussian程序包开发的一个附带软件，它不但使输入文件的建立较为方便快捷，而且输出结果中有用信息的提取更快捷；优化的结构，分子轨道，原子电荷，光谱等可视化表示，使研究人员能把更多的注意力放在化学问题上；另外，把Gaussian程序精确的计算能力与Gaussview的显示能力运用于教学，有助于学生直观形象地了解物质的微观结构和化学问题处理方法，从而加深对教材内容的理解，为学生进行探究式学习提供一种有用的工具。
1 计算方法本文所举例子的计算均采用“# B3LYP/6-31G opt freq”作为作业控制段。
开展Gaussian程序应用教学的尝试
开展Gaussian程序应用教学的尝试作者：魏东辉，宋传君来源：《教育教学论坛》 2016年第27期魏东辉，宋传君（郑州大学化学与分子工程学院，河南郑州450001）摘要：Gaussian作为化学理论计算中应用最广的程序，在诸多化学问题的研究和解决中得以大量应用，成功地解释和预测了一些化学反应，已成为化学学科的科研教学人员必须掌握的量子化学计算程序之一。
开展Gaussian程序应用教学，对于提升学生专业素养、科研水平具有重要的意义。
关键词：Gaussian程序；教学实践；应用教学中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）27-0162-02作者简介：魏东辉（1983-），男（汉族），河南许昌人，讲师，博士，研究方向：理论与计算化学。
Gaussian程序起源于上世纪七八十年代，当时计算机硬件条件很差，只能计算比较简单的分子，且计算级别较低，所以几乎不能应用于解决化学问题。
随着计算机硬件技术的发展和计算方法的不断优化改良，到上世纪八九十年代，人们已经逐渐可以借助量子化学计算程序去对实验中的化学体系进行模拟和研究。
值得一提的是，1998年诺贝尔化学奖授予科恩和波普尔，以表彰他们在理论化学领域做出的重大贡献。
他们的工作使实验和理论能够共同协力探讨分子体系的性质，引起整个化学领域经历一场革命的变化，使化学不再是一门纯粹的实验科学。
其中，波普尔正是Gaussian程序的原创者之一，此次得奖也是为Gaussian程序在世界范围内被接受和认可奠定了基础。
Gaussian的版本从上世纪开始有Gaussian 70、Gaussian 80、Gaussian 90、Gaussian 98等一系列程序。
进入21世纪，随着Gaussian 98、Gaussian 03、Gaussian09[1]等版本的持续更新和改进，Gaussian程序的功能也越来越强大，应用范围也越来越广。
目前，Gaussian的主要功能包括：过渡态能量和结构、反应路径、热力学性质、分子轨道、键和反应能量、原子电荷和电势、核磁性质、红外和拉曼光谱、振动频率、极化率和超极化率等，计算不仅可以对具体体系的基态进行计算，还可以对其激发态的结构和性质进行研究。
量子化学基本原理和从头计算法第二版下册教学设计
量子化学基本原理和从头计算法第二版下册教学设计课程介绍本教程是量子化学基本原理和从头计算法第二版下册的教学设计，本课程是高等化学课程中的一门补充课程。
本课程主要讲解量子化学的理论基础，以及从头计算法的原理、方法和实际应用。
本教程适合化学、物理类本科生和研究生学习。
学习此课程需要具备化学、物理等相关学科的基础知识。
教学目标•理解量子化学的基本原理和概念；•能够理解从头计算法的基本原理和步骤；•能够应用从头计算法解决化学问题；•培养学生的科学研究能力和创新思维；教学内容第一章：量子力学的基本原理本章主要介绍量子力学的基本假设、运算符和本征方程等概念，以及波函数的物理意义、归一化、展开和变换。
•第一节：量子力学的基本假设；•第二节：量子力学的运算符和本征方程；•第三节：波函数的物理意义和数学表示方法；•第四节：波函数的归一化、展开和变换。
第二章：原子结构理论与电子云模型本章主要介绍原子结构理论、电子云的模型以及其中的各种现象，如电子云的轨道、自旋、角动量、塞曼效应等。
•第一节：原子结构理论的发展历程；•第二节：电子云模型的基本概念；•第三节：电子云轨道和角动量的量子化；•第四节：电子云自旋和塞曼效应。
第三章：分子结构理论和分子轨道理论本章主要介绍分子结构理论、分子轨道理论以及其在化学中的应用。
主要包括分子轨道的形成和性质等内容。
•第一节：分子结构理论的基本概念；•第二节：分子轨道的构造和性质；•第三节：分子轨道理论的应用。
第四章：从头计算法基本原理和方法本章主要介绍从头计算法的原理和计算方法，包括哈密顿算子、波函数、基组、电子结构等内容。
•第一节：从头计算法的基本原理；•第二节：从头计算法的基本方法；•第三节：从头计算法的基础参数和基组；•第四节：电子结构计算的一般过程。
第五章：从头计算法在化学中的应用本章主要介绍从头计算法在化学中的应用，如分子结构预测、反应机理分析、物理性质计算等内容。
•第一节：从头计算法在分子结构预测中的应用；•第二节：从头计算法在反应机理分析中的应用；•第三节：从头计算法在物理性质计算中的应用。
物理化学精品课程
物理化学精品课程作为化学学科中的一门重要课程，“物理化学”是研究物质结构、物质能量以及物质变化机理的课程之一，它具有广泛的实用性和深刻的理论性。
为了让学生更好地掌握这门课程，许多高校和教育机构都开设了“物理化学精品课程”，下面将分步骤对其进行阐述。
一、目标设定物理化学精品课程的目标主要是帮助学生深入理解和掌握物理化学的基本原理和方法，并能够在相关领域中运用所学知识解决实际问题。
同时，还应提高学生的科学研究能力和创新思维能力，对于将来从事化学相关工作起到至关重要的作用。
二、教学内容物理化学精品课程的教学内容主要包括：物质结构，热力学，化学平衡，电化学，量子化学等。
这些内容都是从基础概念到高级应用进行有机整合的。
此外，还应该结合实践内容，如化学计量学实验、化学平衡实验和电化学实验等。
三、教学方法物理化学精品课程的教学方法应该采用多种形式，如理论讲授、案例分析、实验教学、小组讨论、课外阅读等。
通过这些不同形式的教学，能够更加深入地帮助学生理解和掌握所学知识及其应用。
四、教学资源物理化学精品课程的教师需要具有深厚的学科知识及教育教学经验，同时需要提供丰富的教学资源，如电子教学资源、讲义、试题集、实验指导书等，并且配备高水平的化学实验室、先进的教学设备和工具。
五、教学效果物理化学精品课程的教学效果需要在每学期或每年进行定期评估和考核。
通过考核，可以对学生的学习成果和教学质量进行评估，对课程进行优化和改进，从而达到更好的教学效果。
综上所述，物理化学精品课程是非常重要的化学学科之一，对于学生的综合素质和未来的成就有深远的影响。
教育机构和学校应该为学生提供更加良好的教学环境，打造更多高水平的物理化学精品课程，从而更好地培养高素质的人才。
量子化学计算方法-Gaussian的使用 ppt课件
b.编写或打开g03输入文件
点击RUN，并给定输出 文件名后开始运行
c.g03运行过程的控制：
不要随意点击！
最上行按钮的功能从左至右依次为： 开始运行g03；暂停进程；运行至下一模块(link)时暂停进程； 重新启动进程；清除进程(停止运算)；编辑批作业；运行完 当前任务后，暂停批作业；停止批作业的运算；观看计算结 果；打开文本编辑器；
因此，当确定了一种计算模型和方法后，最好对其进行验证， 以保证计算结果的可靠性。
假设当前的研究对象是化合物A，可通过下列途径进行验证： 1. 与A化合物现有实验结果之间的比较； 2. 若无实验方面的报道，可对与A类似的化合物B进行研究，此
时以B的实验结果作为参照； 3. 当上述方法行不通时，可以采用较大模型和较为高级的计算
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利用实验测定结果或者采用软件进行构造等根据现有的计算条件模型的大小以及所要解决的问题选择可行的计算方法和相应程序对计算结果进行加工和提取有用的信息一般包括构型描述能量分析轨道组成电荷和成键分析等并与实验结果比较计算模型和方法的选取是保证计算结果可靠性的关键理想的情况是
量子化学计算方法
课程主要内容
一、有限尺度体系(分子、团簇等)电子结构计算 方法－G03程序的使用
(13) gzip/gunzip－文件压缩/解压命令(文件扩展名为gz) 例：gzip model.tar 生成 model.tar.gz 文件 gunzip model.tar.gz 生产model.tar文件
弱电解质的电离平衡教案
弱电解质的电离平衡教案第一章：弱电解质的概念教学目标：1. 理解弱电解质和强电解质的基本概念。
2. 掌握弱电解质的电离特点。
教学内容：1. 电解质与非电解质的概念。
2. 强电解质与弱电解质的概念及区别。
3. 弱电解质的电离特点及电离平衡。
教学方法：1. 采用讲授法，讲解电解质、弱电解质的概念及电离特点。
2. 利用案例分析，让学生通过实际例子理解弱电解质的电离平衡。
教学活动：1. 导入新课，回顾电解质与非电解质的概念。
2. 讲解强电解质与弱电解质的概念及区别。
3. 通过案例分析，让学生了解弱电解质的电离特点及电离平衡。
作业布置：1. 复习弱电解质的概念及电离特点。
2. 举例说明生活中常见的弱电解质。
第二章：电离平衡的表示方法教学目标：1. 掌握电离平衡的表示方法。
2. 理解电离平衡的移动原理。
教学内容：1. 电离平衡的表示方法。
2. 电离平衡的移动原理。
教学方法：1. 采用讲授法，讲解电离平衡的表示方法及移动原理。
2. 利用图表和动画演示，让学生直观地理解电离平衡的移动过程。
教学活动：1. 导入新课，讲解电离平衡的概念。
2. 讲解电离平衡的表示方法。
3. 通过图表和动画演示，让学生了解电离平衡的移动原理。
作业布置：1. 复习电离平衡的表示方法。
2. 分析实例，判断电离平衡的移动方向。
第三章：弱电解质电离平衡的影响因素教学目标：1. 掌握影响弱电解质电离平衡的因素。
2. 能分析实际问题，运用影响因素解释电离平衡的移动。
教学内容：1. 温度对电离平衡的影响。
2. 浓度对电离平衡的影响。
3. 压强对电离平衡的影响。
教学方法：1. 采用讲授法，讲解影响弱电解质电离平衡的因素。
2. 利用实验和实例，让学生了解各个因素对电离平衡的影响。
教学活动：1. 导入新课，讲解影响弱电解质电离平衡的因素。
2. 通过实验和实例，让学生了解温度、浓度和压强对电离平衡的影响。
3. 分析实例，让学生运用影响因素解释电离平衡的移动。
物理化学、无机化学、有机化学专业硕(博)士研究生课程教学大纲课程
物理化学、无机化学、有机化学专业硕(博)士研究生课程教学大纲课程名称：量子化学课程编号：0703042X01学分：4总学时数：60开课学期：第1学期考核方式：笔试课程说明：（课程性质、地位及要求的描述）。
《量子化学》是运用量子力学基本原理和方法，研究、分析和解决分子、原子层次的结构、能量及其变化规律的一门基础学科，是现代理论化学计算机模拟、分子设计和定量构效分析的重要基础。
掌握量子化学基本原理和方法是现代化学研究的需要，是21世纪材料、生物、药物等各学科交叉发展的需要。
近20年来，量子化学发展非常迅速，突出表现在三个方面：一是量子化学的发展，已经渗透到化学的各门分支学科，如无机、有机、分析和物理化学等，使量子化学理论与化学各分支学科紧密结合。
其二是现代化学实验技术的发展，如红外、紫外、核磁、拉曼、X-衍射、顺磁共振、光电子能谱等，为量子化学提供了丰富的实验背景。
三是计算机科学技术、量子化学理论方法及应用软件的发展使有机、无机、材料、药物、生物等大分子体系严格的量子化学计算成为可能，量子化学已从少数量子化学家的手中解放出来，成为化学家们广泛应用的重要工具。
《量子化学》是我系物理化学、无机化学专业研究生的学位课，有机化学专业研究生的选修课，每学年第1学期讲授。
通过量子力学基础、原子结构、分子轨道理论、变分法、微扰法、群论基础等内容的讲解，使学生对理论化学的基础知识有一个较为系统深入的了解和掌握，为高等量子化学、现代理论化学的计算机模拟打好基础。
教学内容、要求及学时分配：第一章绪论内容：1.1量子化学概况1.2量子力学历史背景1.3测不准原理1.4Schròdinger方程1.5复数1.6几率函数和平均值1.7行列式1.821世纪的理论化学计算机模拟要求：了解量子化学的背景知识、发展现状及其未来方向，掌握其中常用的数学知识。
学时：2第二章量子力学基本理论内容：2.1量子力学基本假设 2.2基本假设的一些重要推论要求：掌握量子力学基本假设及由此得到的一些重要推论，理解其主要的证明过程。
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解 决具体 的化学 问题 ， 将所学 的量 子化学 知识 与实践 相结 合 ， 开 展 量子化学计算 的实验就显得尤为重 要。本课程将 安排 利用量 子化学计算 中常用 的 Ｇ ｕｓ ｎ程序 进 行上 机实 验 ， 生通过 ａｓｉ ａ 学 自己的计算结果 ， 不仅能够增加学 生的学 习兴趣 ， 也使他 们进一 步了解通过计算 不仅 可 以验 证 以前学 过 的知识点 ， 加可 以进 更
是学习的难点 ， 观世界 的运动规 律与宏 观世 界的直 观感觉 完 微
全不同。这一 特点使学生在学 习量子 化学过程 中感 觉都是 数学 和物理 ， 见不到化学 在哪 里 ， 不知道解 决什 么化 学 问题 ， 就 更 也 无法激发学习的兴趣。对此 ， 我们在教学 实践 中， 根据课 程的知
化学 的教学 内容 、 提高了学生的学习兴趣 ， 又能使学 生 了解 到量
子 化 学 最 新 的研 究 进 展 。 最 为 一 种 辅 助 的教 学 模 式 ， 献 研 讨 文
教学在量子化学教学 中尽管能够很好 的补充 目前传 统教学 方法 的不足之处 ， 但也应 当处理好两者之 间的关 系 ， 文献研讨 的数量 和时间均应控制在一定 的范 围。
随着计 算机技术 的迅速 发展 ， 使得 求解 量子 化 学理 论复 杂
的方程式成 为可能 ， 为我们 开辟 了通 向微 观世界 的又一个 途径 。 以前我们 只能在实验室 ， 通过实 验 了解化 学反应 的过程 与结果 ， 现在通过理论 化学计 算 ， 就有 可能 了解 瞬息之 间反 正 的化学 反 应， 或预测某些激 发态 与过渡 态 的几何 构型 。随着 高性 能计算 机和大型计算机 集群 的 出现 ， 我们甚 至 可 以利 用计 算机来 模 拟 和计算复杂 的生物大分子体系。量子化 学在计算 机 中的应用 为 我们开辟 了一个 新的时代 ， 化学 已经不再是 纯实验 的学科 ， 化学
第４ ０卷第 １ 期 ２１ ０ ２年 １月
广
州
化
工
Ｖｏ ． １４０ Ｎｏ． １
Ｇｕ ｎ ｚ ｏ ｈ ｍｉａ ｎ ｕ ｔ ａ ｇ ｈ ｕ Ｃ ｅ ｃ ｌＩ ｄ ｓ ｙ ｒ
Ｊ ｎ ａｙ ２ ２ ａ ｕ ｒ ．０１
量 子 化 学教 学 方法 研 究 术
吕海 婷
（ 阳师 范学 院化 学化 工 学院 ，河南 信 信 阳 ４４０ ） ６００
文 献标 识码 ： Ａ
文章编 号 ：０１ ９７ （０２０ — １８ ０ １０ — ６７ ２１）１ ０２ — ２
Ｔ ａ ｈｎ ｔｏ ａ ｔｍ ｈ ｍｉｔｙ ｅ ｃ ｉｇＭｅｈ ｄｉ Ｑｕ ｎ ｕ Ｃ ｅ ｓｒ ｎ
ＬＶ ｉ－ ｔ ｇ Ｈａ －ｉ ｎ
（ ｏ ｅｅｏ ｈｍｉｒ ｎ ｈｍｉ ｎ ｉｅｒ ｇ Ｘｎ ａ ｇＮ ｒ ｌ ｎ ｅｓｙ Ｈ ｎｎＸ ｎａ ｇ ６ ０ ０ ｈｎ ） Ｃ ｌ ｇ ｆ ｅ ｓｙａｄＣ ｅ ｃ Ｅ ｇｎｅｉ ， ｉｙｎ ｏ ｉ ｒ ｉ， ｅ ａ ｉｙｎ ４ ０ ，Ｃ ｉａ ｌ Ｃ ｔ ｌ ａ ｎ ｍａ Ｕ ｖ ｔ ４
识特点 ， 积极加强 教学研究 ， 索教学 方法 ， 探 以达 到增 强学 生的 学习积极性 、 提高教学质量 的目的。
１ 根据学科发展 丰富教学 内容
分子结构等方面的讲解方面就不会显得吃力 。 由于量子化学偏重 于理论方 面 的知识 ， 在教 学 的过程 中一 否则学 生就会 失 辅助药物分子设计 和计算 材料学 等 ， 量子化 学 的研 究方 法和研 定不要通篇一律 的讲 解那些 晦涩 难懂 的公 式 ， 究成果在不断地丰富 。这些学科前沿 的进 展充分体 现了量子化 去学 习的兴趣 。在 内容安排 上 ， 一些理论 尽量 分散 在应 用章 把 避 而且 又可 以在 应用 中 学 的魅力 和重要性 ， 同时也最 能激 发学生 的学 习兴趣 。因此在 节 中进行讲述 ， 免理论过分集 中及 空泛 ， 如今 ， 随着量 子化 学研究 领域 的扩 展 ， 如分子 模拟 、 算机 计
Ａ ｓ ａｔ Ｑ ａｔｍ Ｃ ｅ ｉ ｒ ｉ ａ ｏｔ ｔ ｏｒｅｆ ｄａ ｃｄｕ ｄ ｒ ａ ｕｔ ａ ｄｇａ ｕｔ ｓ ｄ ｎｓ ｆ ｈ ｍ ｓ ｂ ｔ ｃ ： ｕ ｎｕ ｈ ｍ ｓ ｎｉ ｒ ｎ ｕｓ ｒ ｖｎ ｅ ｎ ｅｇ ｄ ａ ｎ ｄ ａ ｔ ｅ ｔ ｏ ｅ ｉ ｒ ｒ ｔ ｓ ｍｐ ａ ｃ ｙ ｏａ ｒ ｅ ｒ ｅ ｕ ｃ ｔ ｙ ｓｂｅｔ ｈ ａｈｎ ｅ ｏ ａ ｔｄｅ ｏ ｓ ｎ ｙｉ ｏ ｅ ｔ ｍ ｋ ｔｄ ｎｓ ｎｅｅｔ ｎＱ ａｔｍ Ｃ ｅ ｉ ｒ．Ｑ ａｔｍ ｕ ｊｃ．Ｔ ｅｔ ｃ ｉｇｍ ｔ ｄｗ ｓｓ ｉｄｃ ｎｔ ｔ ｒ ｒ ｏ ａ ｅｓ ｅｔ ｉｔ ｓ ｉ ｕ ｎｕ ｈ ｍ ｓ ｅ ｈ ｕ ａｌ ｎ ｄ ｕ ｒ ｔ ｙ ｕｎ ｕ ｃ ｅ ｉ ｌ ａ ｕａ ｏ ｘ ｅ ｍ ｎｓａ ｄ ｌｅａ ｒ ｉ ｕ ｓ ｎ ｗ ｒ ａ ｄ ｄ ｂｓ ｅ ｅｃ ｉ ｈ ａ ｏ ｔ ｔｏ ｕ ｎ ｍ ｈ ｍ ｃ ｌ ｌ ｉ ｅｐｒ ｅｔ ｎ ｉ ｒｔ ｅ ｄｓ ｓ ｏ ｅｅ ｄ ｅ ｅｉ ｓｔ ｈｎ ｔｅ ｍ ｉ ｃｎｅ ｆＱ ａｔ ａ ｃ ｃ ｔｎ ｉ ｔ ｕ ｃ ｉ ｄ ａ ｇ ｎ ｎ ｕ
５ 结
语
总之 ， 教好量 子化 学并 非易 事 ， 在教 学过 程 中， 我们 要根 据 量子化学的特点加 强教 学研究 ， 时刻关 心科学 技术前 沿 的创 要 新成果 ， 断地 吸取 国际前 沿领 域的研究 动态 和热点 ， 不 以充 实教 学内容 ， 增强教学 氛围。并结合 上机实验教学 ， 实现 理论 与实践 的密切结合。按照上述教学 方案 ， 我们 在《 础量 子化学 》 程 基 课 的教学中 已经初见 成效 ， 学生 不再把 量子 化学看成 是又 难有 没 有用的被动“ 受罚课 ” 慢慢激发 了他们对量子化学 的学习兴趣 ， ， 开始积极主动的投入到学习 中去 。教学 有法 ， 但无定法 ， 贵在 得 法， 任何有利 于教师教学 和学生学 习的就是好方法 。
一
２ 合理安 排量子化 学的主要教 学 内容、 当使 恰 用教学方法
为了提 高学 生学 习 的效 果 以及灵 活运 用能 力 ， 有必要 在 课 堂教学中合 理安排教学 内容 ， 广泛运用案例 、 多媒体 、 讨论 、 发 启
询问等教学 手段 ， 以收到事 半功倍 的效果 。教 师在 章节 和 内容 取舍上要合 理安排 ， 系统讲解量子化学课程 的主要研究 内容 ， 以 更好地符合 现在 学生 的认知规 律 ， 按照相 应 的教学 内容进 行 并 相应的拓展和提升 。首先 ， 在教 授量 子化学 的开始 先 引入算 符 的概念 ， 由于算符 比较抽象 ， 专设 一节 ， 对算符 的定 义 和一些 基 本运算规则 ， 进行深入详细 的讲 解 。Ｊ 。因为 引入算符 后 ， 材 教 中的很多量子化学理 论 的表 达式就 可 以用 简洁 的符号表 达 ， 也 有利于量子 理论 的接 受 与理解 。在 对后 面 的量 子化 学基 本 原 理、 以及量子化学对多 电子原子结构 、 双原子分子 结构和多原 子
盲 目的选择 ， 而造成不必要 的时间浪费。
识点引入相关文献进行讲解 ， 使学生在所 学书本知识 的基础上 ，
同时也能够真正 了解这些知识背后所 涉及 的方 法以及 目前 在该 研究领域 内的最新研究进展 。 通过文献研讨课在 量子 化学 教学 中的应 用 ， 既丰 富 了量 子
３ 通 过 开 展 上 机 实 验 ， 学 生 明 白如 何 用 量 子 让 化学计 算方法去解决具体 的化 学问题
量子化学是将量子力学 的规律和方法 与化学相结 合形成 的
一
教学过程 中 ， 教学内容不 能完全拘 泥于教材一成不 变 ， 应该 根据
门理论学科 。１２ ９７年瓦尔特 ・ 海特 勒和弗里 茨 ・ 伦敦用量 子 这些前沿领域 的重要进 展 ， 不断丰 富和充实 教学 内容 。通 过 这 激 以及对科 力学基本原理讨论 氢分 子结构 问题 ， 成功解 释 了两个氢 原子 能 种方式能够拓宽学生 的知识面 ， 发学生的学 习兴 趣 ， 研工作 的热情 ， 着力对 学生 综合素 质和创新 能力 的培 养。针对 基础量 子化学很高 的理论性 ， 很强 的逻辑性 、 象性 和概 括性 的 抽 中性原子形成化 学键 的过程 。由此 ， 人们认 识到 可 以用量 子 使 并且还要有一定的数学 、 物理基础 ， 要不 断的钻研教 材 ， 力 力学原理讨论分 子结构 问题 ， 从而标 志着 量子力 学与化 学 的交 特 点 ， 叉学科一量子化学 的诞生 。 目前 ， 量子 化学 已经渗 透 到无机 化 求 能够用最简单 的讲述使学生 明白所学的内容。
参 考 文 献
［ ］ 刘靖疆． １ 基础量子化学与应用 ［ ． 京 ： Ｍ］ 北 高等教育 出版社 ， ０ ： ２ ４ ０
６ —８ ．
的进步必须依靠 实验 、 理论 和计算 方法 的支撑 ， 确计算 纠正 实 精 验 的错误 ， 理而有 效 的解 释 隐藏在 现象 背后 的原 因从 而揭示 合
基金项 目： 河南省教育厅 自然科学研究计划项 目（ ｏ ２ １ Ｂ ８ ０ ０ 。 Ｎ ． ０ １ １０ ５ ） 作者简介 ： 吕海婷（ ９７一 ， ， １７ ） 女 博士 ， 讲师 ， 主要从事计算化学研究 。
第４ ０卷第 １期
吕海婷 ： 量子化学教学方法研究
ｌ９ ２
加 以巩 固。如在讲解 量子化 学计 算方 法 的过程 中 ， 要列 举很 多 的实例 ， 同时要 图形并 茂 的把抽 象 的知识 具体 化 并 且把 实 例所列举 的量子化学计算结果直 接与实验 事实进行 比较 。在通
摘 要 ： 量子化学是化学专业高年级本科生和研究生的一门重要的专业课程。为了增强学生的学习兴趣， 我们在不断进行教
学研究之外 ， 还增设了量子化学计算实验 和文献研讨课 ， 其成 为一 门独； 量子化学计算实验： 教学