授業科目名 年度 学期 開講曜日・時限 学部・研究科 全担当教員 単位数
30419:[2025 秋セメスター]計算機化学(M) 2025 秋セメスター 月5 生命科学部 高橋 卓也 2

キャンパス

BKC

授業施設

フォレストハウス２０１号教室

授業で利用する言語

日本語

授業の概要と方法

・従来実験科学としての色彩の濃い化学だったが、近年いわゆる計算機の発達により化学研究において計算の占める部分がどんどん広がり今や理論計算抜きには化学を論じることは不可能なまでになった。また多くの生命科学分野においても、計算機化学の根本にある計算科学や理論化学、特に機械学習に代表される情報科学的手法は不可欠になっている。

・そこで本講義ではこの計算機化学の基礎となる分子力学や量子化学の基礎を簡単に説明し、具体的なシミュレーション手法である分子動力学法とモンテカルロ法に関して講義を進める。

・次に計算機化学のもう一つの柱である分子軌道法および密度班関数法についても触れ、さらに最近急激に発展している機械学習の基礎とタンパク質構造予測等の応用に関しても簡単に紹介する。

・manaba+Rを活用して、毎回、確認テストを行う。また簡単なレポート提出等を課す場合もある。詳細はmanaba+R にて連絡する。


受講生の到達目標

①分子力学法，②分子動力学法，③モンテカルロ法　④分子軌道法および汎関数法について、その原理と基礎となる計算手法を理解する。
また、これら計算機化学の手法がどのような化学現象に応用可能かを判断できる。

事前に履修しておくことが望まれる科目

化学１・２（熱力学、分子に関する基礎知識）、物理１・2（力学、運動方程式、電荷など）、生物科学１・２、生化学１・２、物理化学１・２、数理生物学（ベクトルと行列、微分方程式）、生命物理科学など
基礎的な物理化学系の科目や関連する実験科目
　　

授業スケジュール

授業回数/
担当教員（複数担当の場合） 		テーマ
キーワード・文献・補足事項等

本科目は+R授業対象科目。第1回に+R授業を実施。詳細はmanaba+Rを参照

1
分子力学法（１）分子のエネルギー関数

分子力場とは何か

2
分子力学法（２）エネルギーの極小化

3
分子動力学法（１）分子動力学法のシステム

4
分子動力学法（２）運動方程式の数値解法

5
分子動力学法（３）分子動力学の技法

6
分子動力学法（４）物理量の計算

7
分子動力学法（５）溶媒効果と熱力学量の計算

8
モンテカルロ法（１）メトロポリスの方法

9
モンテカルロ法（２）アンサンブル

10
分子軌道法の応用（１）古典計算と量子計算

11
分子軌道法の応用（２）化学反応

12
計算機化学の最前線と将来（１）

機械学習　Deep Learningの基礎

13
計算機化学の最前線と将来（２）

機械学習　Deep Learningの応用

14
計算機化学の最前線と将来（３）

到達度の確認
講義のまとめ

授業実施形態

原則として対⾯形式で実施する

授業外学習の指示

毎回、レジュメに目を通す
レジュメを中心に、参考書や参考になるwwwページなども参照して、必ず予習復習し、毎週、提出する

成績評価方法

種別 割合(%) 評価基準等
定期試験（筆記） 0

レポート試験
（統一締切日を締切とするレポート）		 0

上記以外の試験・レポート、平常点評価
（日常的な授業における取組状況の評価）		 100

・以下の1～3を総合的に評価します。
1. 確認テスト、到達度検証テスト
2. 授業への取り組み状況
3. 指示されたレポート等の提出物の提出状況とその内容

なお、成績評価を受けるためには、2/3以上の各回授業への参加が必要です。授業への参加は、教材資料へのアクセス、課題への対応状況から判断します。
・質疑応答等講義への積極的な参加等を総合的に評価します。

成績評価方法(備考)

日常点では、授業への改善提案など積極的な授業参加者には加点し、私語・ゲームなど授業妨害行為は厳しく減点する

受講および研究に関するアドバイス

事前に履修しておくことが望まれる科目の基本的な内容（特に物理化学や数学の初歩）を理解できていない人は、できるだけ予習しておくように願います。
また授業中の私語や携帯など、周りの人たちの迷惑になる行為をする人は大幅に減点になるので、要注意。

教科書

教科書(使用頻度、その他補足)

参考書

書名 著者 出版社 ISBNコード 備考
タンパク質計算科学 神谷 成敏, 肥後 順一, 福西 快文, 中村 春木 共立出版 4320056949
アトキンス物理化学要論 P.W.Atokins 東京化学同人 4807906496
アトキンス物理化学（上） P.W.Atokins 東京化学同人 4-8079-0529-5
アトキンス物理化学（下） P.W.Atokins 東京化学同人 4-8079-0530-9
化学・生命科学系のための物理化学 R.Chang 東京化学同人 978-4-8079-0563-8

参考書(使用頻度、その他補足)

参考になるwwwページ

授業内外における学生・教員間のコミュニケーションの方法

コミュニケーションペーパー,manaba+R,学生との直接対話,その他(教員より別途指示）

備考

【科目ナンバリング・カリキュラムマップはこちらから/Click here to see the Curriculum-Map and Course-Numbering】
URL:https://secure.ritsumei.ac.jp/students/pathways-future/course/curriculum.html/