論高職化學專業開設化學信息學課程的重要性

高職教育為我國培養應用型人才發揮著越來越重要的作用。但長期以來，一些高職院校忽視了對學生長效技能的培養，尤其在化學專業嚴重忽視化學信息學的教學，認為化學信息學只是幫助學生檢索資料，是無關緊要的一門課。其實化學信息學是一門化學、化工與信息科學、計算機科學交叉的新興學科，它采用信息學方法來解決化學問題。由于計算機和網絡已經廣泛地應用到各個化學研究領域，化學信息的收集、處理、管理和利用，必不可少地要借助信息學的方法和技術。于是，化學信息學隨著計算機在化學中的廣泛應用和化學信息網絡化的不斷發展而引起化學家的廣泛關注和高度重視。今天，化學信息學已經成為化學、生命科學研究不可缺少的熱門工具。作為高等教育的一部分，高職教育往往只注重成熟技術與技能的傳授，對新技術、新技能、新方法的傳授較少，使學生到生產崗位以后，不能長時期地適應新技術的變革和改進，特別是對新信息的接受缺乏敏感度。為此在高職化學專業開設化學信息學顯得十分重要。

一、化學信息學是當前課程建設的新任務

近年來國外部分大學正嘗試在化學教育中系統地增加化學信息學課程。化學信息學的發展將推動傳統的化學教育模式的改革。2003年德國的Johann Gasteiger出版了“Chemoinformatics A Textbook”一書，該教科書系統、全面、深入淺出地介紹了化學信息學的各個研究領域及其研究現狀和今后的發展動向。在國內，中國教育部理科化學教學指導委員會已將化學信息學列入高等學校化學專業和應用化學專業的化學教學基本內容。目前，化學信息學作為一門新的教學課程，其課程的要求、內容、教學方式和教材等已經是課程建設的一項新任務。國外化學信息學的教學側重于專業方向教學，交叉性強，涵蓋廣。而我國化學信息學的教學，由于課時的限制，其教學內容多側重于化學文獻學。這種傳統的信息獲取方法，已經嚴重阻礙了學生們的發展眼光，束縛了學生們獲取新信息的手腳，不利于學生們的個性發展和長遠發展，是舍本逐末的短視行為。甚至在高職院校化學專業，認為化學信息學是可有可無的課程。他們認為只要教會學生們基本的技能，讓學生短期內找到工學是最重要，而個人長期的發展被嚴重的忽視了。這種教育思想是與高等教育的初衷格格不入的，是應該改變并及時得到修正的。

二、化學信息學為高職學生提供解決問題的新方法

化學研究中主要面對的三大研究對象是：結構確定、分子設計和合成設計。化學信息學的研究內容將主要針對化

學的三大研究對象開展相關的計算機模擬方法及其應用研究：計算機輔助結構確定、計算輔助分子設計和計算機輔助合成設計。并有其獨特的解決化學問題的方法，主要可以分為三大類：基于數據、基于邏輯和基于原理。第一類主要是指建立多種數據庫管理系統和數據庫，利用其中的數據；第二類主要是利用已有的數據庫中的數據，并在此基礎上，利用歸納、推理和分類等方法將數據轉化成知識，并對知識實施有效的管理，以便于知識得到廣泛的應用。最終，能用于解決實際的化學問題；第三類主要是利用已有的量子化學的理論，對相關的化學問題開展研究。其中，前兩類方法而言，它們注重于適用大量的化學信息（整體）的分析處理，其核心在于化學結構的分析比較、相關物化性質的分析處理的方法和應用研究。而第三類方法主要注重化合物個體的相關性質精確分析的方法及其應用研究。這三類方法的合理組合將促進化學界的研究方法和工業界的生產方式不斷革新。同時它是綠色化學和綠色化工的基礎，是聯系化學化工為國民經濟可持續性發展服務的橋梁，是實現化學創新的有效方法之一。從三類方法中可以看出，高職學生在前兩方面的應用將會得到十分重要的幫助。

三、化學信息學能提高學生整合信息內容的能力

當今時代信息具有四大特點：信息量大、延伸范圍廣、傳播速度快、交叉性能強。這些信息的記載、組織與交流對化學學科的發展起到越來越重要的推動作用，同時也成為化學學科的一個重要組成部分。化學信息可分為兩大部分，即化學物質的化學信息和媒體形式的化學信息。前者是利用科學的原理和方法通過測量得到的化學成分的相關信息，如物質的物理、化學性質，物質中各成分的定性、定量以及結構信息等。后者是化學信息的記錄形式，如圖書、期刊、專利等。化學信息的傳播使化學工作者們共享測量的原理、方法及測量結果。學生們要想充分利用有益的測量數據和結果，必須首先學會整合信息內容，提高自己整合信息的綜合能力。既不能丟掉有用信息，又不能使用虛假信息。其次，還要學會表示、管理、變換和使用化學信息。當前最先進的手段是利用計算機表示和管理化學信息，因為計算機能方便地將數據信息的數字符號保存、讀入、計算和輸出。同時，計算機也可以把化學信息中的結構信息用線性編碼等方式表示出來。并能保證結構信息的“惟一性”和“無二義性”。化學信息學從計算機與Internet基礎開始，到聯機文獻檢索、到數據庫的資源與使用、再到信息的表示方式以及小波分析等方面作了詳細地介紹和闡述，已經不再是原來的狹義的信息檢索等方面的內容。這門交叉性較強的學科勢必能使學生具備完善的分析、處理、變換和使用信息的能力。即綜合整合信息的能力。

四、化學信息學是培養學生信息素質的重要學科

信息素質是一種涉及信息內容、傳播、分析、信息檢索以及評價各方面的綜合能力。1999年6月，黨中央、國務院發布《關于深化教育改革全面推進素質教育的決定》，明確指出“要讓學生感受和理解知識產生和發展的過程，培養學生的科學精神和創新思維習慣，重視培養學生收集處理信息的能力，獲取新知識的能力、分析和解決問題的能力”。這說明我國政府已經意識到了信息素質教育的重要性。只有提高全民尤其是大學生以科學精神為核心的信息意識和以創新思維為核心的信息能力等基本信息素質，才能把民族潛能轉化為民族智能，全面提高民族的競爭力。對于高職院校學生來說，化學信息學可以提高其自覺篩選吸收信息的能力，養成創新思維習慣，自覺具有課題查新的意識，具備渴求知識的欲望，掌握必備的信息處理能力，提高在今后工作崗位上的競爭力，適應日后深造和社會終身學習的客觀要求。

五、化學信息學能培養高職學生的創新人格

化學信息學首先能培養學生的良好信息素質，良好的信息素質會使學生在走入社會之后具備較好的獨立性、堅持性、合作性以及自信心和責任心等，而這五個要素是學生創新人格的具體體現。有了良好的獨立性，學生在智力活動和實際活動中能夠獨立自主地發現問題和解決問題。有了良好的堅持性，學生會在創新活動中冷靜面對和睿智的思考他所面臨的一切困難。會在諸多困難中尋找到一絲曙光，為自己找到達到創新目標的途徑和方法。化學信息學在利用計算機和網絡技術的基礎上，本身就特別強調廣域的合作性，有了良好信息素質的學生一定不會為了獨立的個性素質而舍棄合作。相反，會更樂于接觸更多的人，也會把自己的想法和做法與合作者共享。良好的信息素質當然也加強了學生們的責任心和自信心。自信是成功的一半，反過來，學生掌握了更多的知識和信息之后，在廣域合作或廣泛獲取有用信息的基礎上，一定會找到解決問題的有效辦法，這不僅不會消磨其克服困難的意志，反而會更加增強他的自信心和責任心，使得他在工作中表現的更加盡善盡美，創造性地完成創新任務。

[基金項目]河南省教育廳“十五”教育科學規劃項目，項目編號2005-JKGHAG-375。

（作者單位：漯河職業技術學院）