《计算机在化学化工中的应用》教学大纲

计算机在化学化工中的应用课程设计一、前言伴随着信息技术的飞速发展，计算机已经成为现代化学化工领域的重要工具。

计算机在化学化工中的应用，不仅可以大大提高实验数据的准确性和精度，还能使化学工程师更加高效地完成工程设计和管理工作。

因此，计算机在化学化工中的应用课程设计显得尤为重要。

二、课程目标通过本课程的学习，学生可以了解到计算机在化学化工中的应用现状和发展趋势，掌握计算机在化学化工中的基本应用技术和方法，培养学生的计算机与化学化工领域的综合能力。

三、课程内容3.1 计算机在化学化工中的基本应用技术1.计算机辅助分析技术：介绍如何利用计算机进行实验数据的分析和处理，包括常见的数据处理软件和分析方法等。

2.应用数学方法：介绍在化学化工过程中常用的数学方法和工具，包括线性代数、微积分、差分方程等。

3.模拟和仿真技术：介绍如何利用计算机进行化学反应、物理传递过程、工艺流程等方面的模拟和仿真。

3.2 计算机在化学化工中的实际应用案例1.应用案例1：利用计算机模拟反应动力学，实现对某一化学反应速率规律的研究。

2.应用案例2：基于计算机视觉的边缘检测技术，实现对污水处理水质的实时监测和控制。

3.应用案例3：利用计算机自动化控制技术，实现对化学反应过程的自动控制和优化。

3.3 课程设计本课程涉及到的基本应用技术和实际应用案例，将在一个综合性的课程设计中得到实际应用。

学生可以根据自身的兴趣和实际需求，选择其中一项应用案例进行深入研究和开发。

在课程设计中，学生需要完成以下基本任务：1.掌握相关的计算机技术和化学化工理论知识，准备软硬件环境和实验数据。

2.分析选定的应用案例，并设计相应的计算机程序。

3.利用计算机进行仿真和模拟实验，收集并处理相关实验数据。

4.分析实验数据，得出相关结论，撰写相关实验报告和技术文献。

四、教学方法本课程采取讲授与实践相结合的教学方法。

讲授部分包括基础理论的讲解和实际应用案例的演示，旨在让学生了解相关技术的原理和应用场景。

计算机在化工中的应用教学大纲一、课程简介本课程旨在介绍计算机在化工领域中的应用，包括计算机模拟、化学数据库、计算流体力学（CFD）等相关技术的原理和应用。

通过本课程，学生将学习如何使用计算机解决化工领域中的相关问题，并掌握各种软件工具和技术在实际工程中的应用。

二、预备知识1.化学基础知识2.计算机基础知识三、教学目标1.了解计算机在化工领域中的应用现状和发展趋势。

2.掌握常用的化工软件工具和技术，包括计算机模拟、化学数据库、CFD等。

3.能够使用计算机解决化工领域中的问题，并进行工程应用。

4.培养学生的计算机应用能力和创新思维能力。

四、教学内容1.计算机在化工领域中的应用概述a)计算机在化工领域中的发展历程b)计算机在化工工程设计、优化和控制中的应用c)计算机辅助化学实验设计和分析2.计算机模拟a)分子模拟方法和原理b)分子动力学模拟c)蒙特卡洛模拟d)应用案例分析3.化学数据库a)化学数据库的构建和应用b)化学反应数据库c)化学结构和性质数据库d)应用案例分析4.计算流体力学（CFD）a)CFD的基本原理和数值算法b)CFD在化工领域中的应用c)CFD软件的使用和工程实践d)应用案例分析5.实践应用a)利用化工软件进行实际工程设计和优化b)使用计算机模拟方法解决化工过程中的问题c)基于CFD的化工流程优化案例分析六、教学方法1.理论授课2.案例分析和讨论3.实践操作和实验4.课程项目设计七、考核与评价1.平时成绩（包括课堂参与、作业和小组讨论）2.期中考试3.期末项目报告和答辩八、参考教材2. Hinchliffe, A. (2024). Molecular modeling: principles and applications. John Wiley & Sons.3. Leach, A. R. (2001). Molecular modelling: principles and applications (2nd ed.). Pearson Education.4. CFD Basics: An Introduction (Ansys Fluent Tutorials Series)5. Smith, W. (2005). Chemical process design and integration. John Wiley & Sons.九、参考资料1.计算机在化工中的应用与研究进展（材料科学与工程学报）2.化工领域固定床反应器CFD模拟研究综述（化学工业与工程）3.CFD在化工热流体流动方面应用进展（石油化工应用）4.化工专业计算机模拟课程教学方法研究（实验技术与管理）。

《计算机在化学化工中的应用》课程教学大纲英文名称：Application of Computer in Chemistry and Chemical Engineering授课专业：林产化工、制药工程学时：51学分：3开课学期：第4学期适用对象：林产化工与制药工程本科生一、课程性质与任务随着计算机科学与技术的高速发展及其与传统化学、化工学科的不断交叉、渗透与整合，现代计算机技术正在化学、化工专业的科研、生产、教学中起到日益重要的作用。

计算机在化学、化工专业的应用已不仅局限于传统的办公、图形处理等范围。

在化学品开发、反应机理研究、设备设计、过程控制、工艺优化、辅助教学等领域，计算化学和计算化学工程的重要作用日益凸显。

对于化学、化工专业的学生和科研人员，熟练应用计算机解决学习、科研、工作中面临的各种问题己成为必备的基本技能。

本门课程以实际应用例子为对象，在叙述和分析中将文献检索与管理、实验设计与数据处理、化学化工图形与图像处理、化学化工计算、论文撰写与演示等内容紧密结合，通过学习，使学生应用计算机解决化学、化工领域一些常见问题的能力在实践中得到培养和提高，并对化工常用软件有较好的了解和掌握，是化工类专业的专业选修课程。

二、课程教学的基本要求通过本课程的学习，使学生初步掌握利用相关软件和internet 网络进行工程设计能力、专业图形图象绘制、化工过程模拟与分析、获取化学化工信息的能力、实验数据处理的能力。

三、课程教学内容第1章计算机文献检索4学时第2章计算机文献管理4学时第3章正交试验设计6学时第4章化学编辑排版4学时第5章实验数据的图形化处理5学时第6章使用Visio 2007绘制化学化工图形6学时第7章Matlab与化学化工计算6学时第8章Excel与化工最优化问题6学时第9章化工过程模拟6学时第10章计算机在科技论文撰写及演讲中的应用4学时四、教学重点、难点本课程重点为化学化工信息资源及搜索；文献数据库和专利检索；物性数据库和化学化工标准检索。

计算机在化学化工中的应用第三版教学设计一、课程概述本课程旨在介绍计算机在化学化工领域中的应用。

通过本课程的学习，学生将了解到计算机在数据处理与管理、模拟与优化、控制与管理等方面的重要作用，以及常用的化学化工软件和工具的使用方法。

本课程将采用讲授、案例分析和实践操作等教学方式，旨在培养学生计算机化学化工思维和实际应用能力。

二、教学目标•了解计算机在化学化工领域中的应用；•掌握常用的化学化工软件和工具的使用方法；•培养计算机化学化工思维和实际应用能力。

三、教学内容1.计算机在数据处理与管理中的应用–数据挖掘和统计分析–数据库管理2.计算机在模拟与优化中的应用–分子模拟和计算化学–化工过程模拟和优化3.计算机在控制与管理中的应用–工厂自动化与智能化–信息化管理和控制四、教学方法•讲授•案例分析•实践操作五、教学评估•期末考试•课程论文或课程设计六、教学资源•《化工过程模拟与优化》•《计算机在化学化工中的应用》•化学化工软件和工具七、教学计划时间内容教学方法第1周课程概述讲授第2周数据挖掘和统计分析讲授+案例分析第3-4周数据库管理讲授+实践操作第5周期中考试考试第6-7周分子模拟和计算化学讲授+案例分析第8-9周化工过程模拟和优化讲授+实践操作第10周工厂自动化与智能化讲授+案例分析时间内容教学方法第11周信息化管理和控制讲授+实践操作第12周课程总结讲授八、教学建议本课程需要学生具备化学和计算机基础知识，并具备一定的编程和数据处理能力。

建议在课程进行前，先对学生进行基础知识和能力的培训和巩固。

课程实践操作需要使用化学化工软件和工具，建议提前为学生提供软件和工具的安装和使用指南。

计算机在化学化工中的应用上机实习教案实习一：WORD在化学化工中的应用 (2)实习二：EXCEL在化学化工中的基础应用 (4)实习三：EXCEL在化学化工中的高级应用与网络和网上化学 (6)实习四：POWERPOINT在化学化工中的应用 (11)实习五：化学分子结构建模及化学实验装置图（一） (13)实习六：化学分子结构建模及化学实验装置图（二） (17)实习七：用VB程序语言编程解决化学化工问题 (21)实习八：AUTOCAD的使用 (26)实习九：ORIGIN软件的使用 (42)实习十：数学应用软件MATLAB在化学化工中的应用 (54)实习十一：化工模拟软件ASPEN PLUS的使用 (68)实习十二：综合应用（课程检查，检查详细项目和内容待定） (70)实习一：WORD在化学化工中的应用实习课时：4实习内容：1. 基本文档的编辑（含化学式符号，特殊符号的插入，普通化学反应方程式，表格的生成，图片的插入）；（2）2. 公式编辑器的应用；（1）3. 流程图的绘制（1）4. 要求：所有上述内容在一篇WORD文档中完成，完成后以本实习项目名为文档名进行保存，放在“计算机在化学化工中的应用上机实习－（姓名学号）”文件夹中（如果没有则新建）实习软件，素材，讲义：WORD2000或2003，图片插入练习用的图片（三张），讲义见下。

WORD在化学化工中的应用上机实习讲义1.实例文档○1检查连接是否正确；□2开启电源；△3开机；◇4放入安装光盘。

将上述图片形式的文字符号如实地在WORD中重新输入（格式、字体，有你认为不适当的格式可自行修改！）。

注意：文中的字母（不包括希腊字体）统一采用Times new roman字体（包括数字）。

将上述图片形式的表格以WORD文档的形式重新输入，中文宋体，字母Times new roman。

注意加上表号和表题，表题请根据表内容自拟。

请插入三张图片（图片文件放在“计算机在化学化工中的应用上机实习素材”文件夹中的“PICT0395.JPG、PICT0433.JPG、PICT0400.JPG”）。

《计算机化学》实验教学大纲实验名称：计算机化学实验实验目的：1.了解计算机在化学领域的应用；2. 学习常见的计算机程序和软件，如MOPAC、Gaussian等；3.掌握计算机辅助药物设计和分子模拟的基本原理和方法；4.增强计算机编程和数据处理的能力。

实验内容：1.计算机分子建模与计算步骤：b.分子的优化与力场计算；c.分子动力学模拟；d.分子性质计算与分析；e.结果的可视化与报告撰写。

c.利用软件进行分子几何优化和力场计算。

3.分子动力学模拟：a.介绍分子动力学模拟的基本原理；b.学习分子动力学模拟软件的使用，如GROMACS等；c.进行分子动力学模拟实验，分析分子的构象变化和能量变化。

4.分子性质计算与分析：a.学习计算分子性质的常用方法和算法；b.利用计算机程序进行溶解度、活度系数、分配系数等性质的计算；c.分子性质数据的可视化和比较分析。

5.计算机编程与数据处理：a.介绍计算机编程的基本概念和技巧；b.学习编写化学相关的脚本和程序；c.利用编程语言进行数据处理和结果分析。

实验要求：1.实验前需了解化学软件和计算机编程的基本概念；2.实验中需按照实验步骤进行实验操作，并记录相关数据和结果；3.实验后需完成实验报告，包括实验目的、步骤、结果分析等内容。

实验评分：1.实验操作和数据记录占总分的40%；2.实验报告占总分的40%；3.实验讨论和实验表现占总分的20%。

实验参考教材：1. Paula Bruice. 有机化学[M]. 北京：高等教育出版社。

2. Jonathan Clayden, Nick Greeves, Stuart Warren. 有机化学教程（修订版）[M]. 北京：高等教育出版社。

3. Richard C. Baur. 分子模型和分子小组[M]. 北京：高等教育出版社。

实验设备与材料：1.计算机；3.实验文具。

备注：以上只是一个计算机化学实验的大纲，具体实验内容和细节仍需根据教学目标和教学资源的实际情况进行调整。

《计算机在化学中的应用》课程教学大纲一.教学目的计算机目前已经成为各行各业的重要工具，其中计算机在化学中的应用已经有近四十年的历史，在化学学科的发展过程中计算机起到了非常重要的作用。

作为化学专业的研究生和高年级本科生在学习其它化学课程的同时掌握必要的计算机知识显得非常迫切。

本课程是在学生学习《计算机文化基础》课程之后，即具备一定计算机软件知识的基础上，深入学习并掌握计算机在化学领域中的应用手段和最新方法，使学生基本具备借助计算机解决化学问题的能力。

二．教学内容本课程主要包括以下内容：计算机网络技术在化学中的应用技术；计算机化学编程技术；计算机辅助图形化学方法；结构化学计算机与化学过程模拟技术；数据处理及优化方法（包括实验数据处理、结果评价及优化方法等）等五个方面。

采用计算机课堂讲授概念和理论分析、上机实际操作和课后总结练习相结合的教学方法。

1．总学时及教材安排：全部课程共分6章，安排54学时，其中课堂教学30学时，上机练习20学时，习题课4学时。

教材采用赵文元、王亦军编写的《计算机在化学化工中的应用技术》一书，并以相关专著和科学文献为参考教材，根据教学内容随堂布置。

2．内容安排：第一章：计算机在化学中的应用概论讲授计算机，特别是个人计算机的快速发展给化学及相关学科带来的冲击和影响，以及目前计算机技术在化学领域中应用的现状。

第二章：计算机网络技术在化学中的应用讲授计算机网络知识和网上化学信息收集、远程教育、文献检索等内容，教学重点是：主要数据库STN和Dialog中美国化学文摘等化学信息的连机检索方法和光盘数据库的计算机辅助检索方法。

第三章：计算机在计算化学中的应用以Basic 语言为工具，编程解决常见的化学计算问题；同时介绍常见的量子化学计算软件工具的基本原理和使用方法。

第四章：计算机辅助图形化技术在化学中的应用以流行化学软件ISISDRAW和Chemwindow等软件为蓝本，讲授物质化学结构的二维及三维图形绘制；化学符号和化学反应方程等的图形计算机表示方法。

《计算机在化工中的应用》课程教学大纲课程名称：计算机在化工中的应用课程类型: 专业选修课总学时： 36 讲课学时：36 实验学时：0学分：2适用对象: 化学工程与工艺专业学生先修课程：化工原理、数值计算方法和计算机编程能力一、课程性质、目的和任务正如计算机在其他工业和工程领域中得到广泛的应用一样，在化学工业和化学工程领域中，计算机的应用已经深入到各个方面。

计算机在化工中的应用需要三个方面的知识作基础：化工基本概念、数值计算方法和计算机编程能力。

本门课程以实际应用例子为对象，在叙述和分析中将化工概念、数学方法和编写程序三者紧密结合，通过对流体热力学性质的估算、流体输送与换热器的计算、精馏的计算使学生的化工计算机应用能力在实践中得到培养和提高，并对化工常用软件有较好的了解。

二、教学基本要求通过本课程的学习使学生初步掌握化工单元操作中计算问题的计算机求解能力，并对已有的化工计算软件有一定的了解。

四、课程的重点和难点第一章．状态方程与热力学性质重点：状态方程和数学模型。

难点：热力学性质的求解过程。

第二章．汽液相平衡计算重点：逸度系数，活度系数计算。

难点：活度系数的求解。

第三章．流体输送的计算重点：流体输送过程的求解。

难点：过程分析，模型建立。

第四章．换热器的计算重点：列管换热器的计算。

难点：换热器过程分析。

第五章．单级分离过程的计算重点：泡点、露点温度的计算。

难点：程序框图的建立。

第六章．二元精馏重点：逐板计算难点：全塔过程的模拟。

第七章．多元精馏简捷计算法重点：FUG法设计难点：模拟计算第八章．精馏计算严格法求解重点：泡点法求解MESH方程难点：泡点法求解MESH方程第九章．化工常用计算软件介绍重点：软件功能及应用难点：软件功能及应用五、实践环节自主上机七、考核方式上交程序八、推荐教材和教学参考书教材：《化工计算机计算》，陈中亮编著，化学工业出版社，2000年。

参考书：《C常用算法程序集》，徐士良编著，清华大学出版社，1994年。

计算机在化工中的应用一、课程说明课程编号：150109Z10课程名称：计算机在化工中的应用/ Applications of Computer in Chemical Industry 课程类别：专业选修课学时/学分：32/2先修课程：高等数学，大学计算机基础，化工原理适用专业：化学工程与工艺（含卓越工程师班）教材、教学参考书：1、李谦、毛立群、房晓敏. 计算机在化学化工中的应用（第二版）[M]. 化学工业出版社，20142、方利国. 计算机在化学化工中的应用（第三版）[M]. 化学工业出版社，20113、田文德、王晓红. 化工过程计算机应用基础[M]. 化学工业出版社，20074、刘道德. 计算机在化工中的应用[M]. XX大学出版社，2002二、课程设置的目的意义本课程是化学工程与工艺专业的一门专业基础课，其目的是为化学工程与工艺专业的学生提供将计算机应用于本专业的基本方法，培养学生能够运用计算机解决化工问题的能力。

（1）以化工专业知识和数学知识为基础，以计算机技术为基本手段，采用数学建模、计算机编程、计算机软件模拟、计算的方法，对化工过程和数据进行处理，解决化工专业问题。

（2）运用办公软件、化工制图软件等工具，恰当地表达化工生产过程所涉及的反应、工艺流程、设备，形成规范化的化工可行性报告、设计报告、总结报告、咨询报告等专业文档。

（3）运用分子设计、流程模拟、过程仿真等手段，进行化工厂区建设及化工产品生产方案，将计算机技术用于化学工业实践。

三、课程的基本要求要求学生掌握常用的数值计算方法，并应用于化工过程的有关计算；要求学生能够比较熟练地掌握计算机化工制图方法，为课程设计和毕业设计做准备；同时要求学生了解一些常见的化工软件，能够比较熟练地检索互联网上的化工文献与资料；最后要求学生对计算机在化工中的应用前景有较为清楚的认识。

知识：本课程要求学生掌握计算机在化工计算、化工制图、分子设计、化工流程模拟及化工专业文档制作中应用的相关基本概念与基本理论。

《计算机在化学化工中的应用》课程教学大纲课程编号：0802505124课程名称：计算机在化学化工中的应用英文名称：Application of Computer in Chemistry and Chemical Engineering课程类型：专业必修课总学时：24 讲课学时：24 上机学时：12学分：1.5适用对象：高分子材料与工程专业先修课程：计算机基础、高分子有机基础、高分子化学、高分子物理、高分子合成工艺学一、课程性质、目的和任务课程教学所要达到的目的与任务：1. 了解计算机在高分子科学领域的各种典型应用，学会利用计算机进行文献资料的查询。

2. 掌握计算机应用中经常采用技术手段的工作原理、性能和特点。

3. 掌握高分子材料研究、材料制备、材料工程中可以运用计算机解决问题的的基本方法。

4. 初步学会利用计算机对试验方案的优化以及试验结果与数据的处理，能熟练应用Origin软件进行数据管理、计算、绘图等处理；能熟练应用Chemoffice进行分子式的二维及三维绘制。

二、教学基本要求了解计算机在高分子材料科学与工程领域中的应用状况，学会利用计算机进行文献资料的查询，初步学会利用计算机对试验方案的优化以及试验结果与数据的处理，大致了解国内、外材料领域中工具软件的实用，以进一步提高学生在今后实际工作中应用计算机的能力。

三、教学内容及要求第一章计算机在材料科学与高分子科学中的发展与应用1. 高分子科学的发展与作用2. 计算机的迅速发展3. 计算机与高分子科学的结合4. 化学软件概论重点难点：了解新时代材料科学的面临的问题和要研究内容；计算机在材料学各领域的应用。

第二章Word的使用技巧1. Word简介2. 公式编辑器的使用技巧3. Word的一些特殊技巧重点：Word的基本功能的使用；难点：在论文写作中需要的公式编辑器和特殊技巧的使用。

第三章 Chemoffice的使用技巧1. ChemDraw的功能简介2. 使用ChemDraw进行各种二维分子式的绘制3. 使用ChemDraw进行有机物的性质推测4. Chem3D的功能简介5. 使用ChemDraw进行各种三维分子式的绘制重点：能够熟练使用ChemDraw和Chem3D进行分子式的绘制；难点：ChemDraw和Chem3D中一些特殊功能（如推测物理性质. 预测NMR谱图等）。