コンピュータ利用化学2及び演習のシラバス情報

科目名称
Course title(Japanese)
コンピュータ利用化学2及び演習 科目番号
Course number
42CHZZZ203
科目名称(英語)
Course title(English)
Computer Technique for Applied Chemistry 2
授業名称
Class name
コンピュータ利用化学2及び演習
教員名 橋詰 峰雄
Instructor Mineo HASHIZUME
開講年度学期 2022年度 後期
Year/Semester 2022 Second Semester
曜日時限 火曜2限
Class hours Tuesday 2nd Period
開講学科
Department
工学部 工業化学科
外国語のみの科目
(使用言語)
Course in only foreign
languages (languages)
-
単位
Course credit
2.0 授業の主な実施形態
Main class format
対面授業/On-site class
概要
Descriptions
化学における計算機の利用法のひとつに計算化学(あるいは分子モデリング、ミクロシミュレーション)とよばれる物理あるいは化学理論を背景とし、化学的諸現象を原子・分子のレベルでコンピュータの中で再現しようとする分野がある。本講義では、計算化学における手法についての概説し、実際のプログラムを用いた演習を行う。また、化学研究に関する書類作成やプレゼンテーションにおける基礎的技術に関する演習も行う。
目的
Objectives
計算化学における手法について理解し、実際のプログラムを用いて演習を行うことで「計算化学とはどのようなもので、何ができるのか」を理解する。また、構造式や反応式を描くといった、研究成果をまとめて発表するうえで必要な基礎的技術もあわせて習得する。
到達目標
Outcomes
有機化合物を中心に、必要なパラメータを得るための計算化学的手法の基礎を習得する。またコンピュータを利用した化学に関する資料作成(分子描画、レポート作成、プレゼンテーション資料作成)が自在にできるようになる。
履修上の注意
Course notes prerequisites
ターミナル室の収容可能人数に制限がある場合、ブレンド型授業など他の授業形態になる可能性がある。
2021年度より学生個人所有の「ノート型パソコン等の必携化(BYOD : Bring Your Own Device)」が導入されている。各自で学科が推奨したスペックのWindows PC(入学時の「入学のしおり」参照)を利用できるようにしておくこと(MacOSでは利用できないソフトウェアに関する内容が含まれる)。
「基礎工業化学及び演習」の単位を修得していることが望ましい。
アクティブ・ラーニング科目
Teaching type(Active Learning)
課題に対する作文
Essay
小テストの実施
Quiz type test
○(授業中に出された課題)
ディベート・ディスカッション
Debate/Discussion
- グループワーク
Group work
-
プレゼンテーション
Presentation
- 反転授業
Flipped classroom
-
その他(自由記述)
Other(Describe)
-
準備学習・復習
Preparation and review
準備学習:有機化合物の描画に関しては、自分が描いた構造が正しいものかを判断する必要があるため、有機化学の基礎知識を復習しておく。量子化学計算については、授業計画にあるキーワードについて調査しておく。
復習:授業で習った化合物描画や計算の技術について、自習可能なものは別の化合物について自分で取り組んでみる。また量子化学計算においては授業で用いた計算手法やパラメータについて自主的に調査する。これは量子化学分野の授業の予習・復習にもつながる。
成績評価方法
Performance grading
policy
レポート(35%)、授業中に出された課題(35%)、出席状況(30%)から総合的に評価する。
「演習」の授業であるので出席率の低い場合はその時点で不合格とする。
注)出席とは、授業に積極的に参加し、質問し、議論に加わることを指す。
必要に応じて講義中に課題についての解説を行う。
学修成果の評価
Evaluation of academic
achievement
・S:到達目標を十分に達成し、極めて優秀な成果を収めている
・A:到達目標を十分に達成している
・B:到達目標を達成している
・C:到達目標を最低限達成している
・D:到達目標を達成していない
・-:学修成果の評価を判断する要件を欠格している

・S:Achieved outcomes, excellent result
・A:Achieved outcomes, good result
・B:Achieved outcomes
・C:Minimally achieved outcomes
・D:Did not achieve outcomes
・-:Failed to meet even the minimal requirements for evaluation
教科書
Textbooks/Readings
・教科書を使用する場合は、MyKiTS(教科書販売サイト)から検索・購入可能ですので以下のURLにアクセスしてください。
https://gomykits.kinokuniya.co.jp/tokyorika/
 
・Search and purchase the necessary textbooks from MyKiTS (textbook sales site) with the link below.
https://gomykits.kinokuniya.co.jp/tokyorika/
参考書・その他資料
Reference and other materials
特に指定しない。必要に応じて、それぞれの項目に関連した単刊本を参照すること。
授業計画
Class plan
ターミナル室の利用可能状況等により一部の講義を非対面形式としたり、内容を変更する場合がある。

1.コンピュータの基本操作(1)
内容:画面キャプチャ用ソフトウェアおよび文書作成用ソフトウェアの高度な使い方を理解し、効果的な資料作成に利用できるようになる。

2.コンピュータの基本操作(2)
内容:プレゼンテーション用ソフトウェアの高度な使い方を理解し、効果的なプレゼンテーション資料作成に利用できるようになる。

3.化学構造式の描画(1)
内容:化学構造式描画ソフトウェア(ChemSketch)の基本的な使い方を理解し、簡単な有機化合物の構造が描けるようになる。

4.化学構造式の描画(2)
内容:複雑な有機化合物の作図、化学反応式の作成ができるようになる。

5.化学構造式の描画(3)
内容:化合物の立体的表現ができるようになる。また有機化合物を三次元的表示し、原子間距離など化合物の構造に関する情報を習得できるようになる。

6.化学構造式の描画(4)
内容:化学構造式描画ソフトウェア(ChemDraw)の使い方を理解し、化学反応式の描画や化学量論計算の方法を習得することで有機合成の実験ノート作成などに活用できるようになる。

7.化学構造式の描画(5)
内容:ChemDrawの高度な使い方を理解し、化合物のNMRスペクトルの予測や三次元的表示ができるようになる。

8.応用問題(1)
内容:練習問題を解くことでChemCketchやChemDrawを用いてさまざまな有機化合物の作図、三次元的表示、原子間距離や二面角の算出、などができるようになる。

9.分子モデリングソフトの操作(1)
内容:分子力学法、分子軌道法の理論について理解する。またソフトウェア(Materials Studio)の基本的な使い方を理解し、分子モデリングの基礎ができるようになる。

10.分子モデリングソフトの操作(2)
内容:化合物の構造最適化計算を行うことができるようになる。また計算結果から化合物の特性に関する情報を習得できるようになる。

11.分子モデリングソフトの操作(3)
内容:化合物のコンフォメーション解析(構造—エネルギー計算)を行うことができるようになる。

12.分子モデリングソフトの操作(4)
内容:化合物の紫外ー可視スペクトルのシミュレーションを行うことができるようになる。

13.応用問題(2)
内容:練習問題を解くことでMaterials Studioを用いてさまざまな有機化合物の作図、三次元的表示、原子間距離や二面角の算出、構造最適化計算などができるようになる。

14.応用問題(3)
内容:練習問題を解くことMaterials Studioを用いてさまざまな有機化合物のコンフォメーション解析や紫外ー可視スペクトルのシミュレーションができるようになる。

15.まとめ(到達度の確認と解説)
内容:上で述べた各目標の達成度を確認し、解説により理解する。
教職課程
Teacher-training course
-
実務経験
Practical experience
-
教育用ソフトウェア
Educational software
ChemOffice, Materials Studio
備考
Remarks
994211W
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