Studium Innovatives Lehrmodul im Chemiestudium der Universität Heidelberg
10. Dezember 2024
Neue Lehrveranstaltung verbindet Molekülchemie mit angewandter Quantenchemie und Maschinellem Lernen
Um Studierende auf eine digitalisierte und datenbasierte Arbeit in der modernen chemischen Forschung vorzubereiten, erweitert die Universität Heidelberg ihr Chemiestudium um ein innovatives Lehrmodul. Die Lehrveranstaltung, die erstmals im Wintersemester 2025/2026 angeboten wird, vermittelt Kenntnisse der Quantenchemie und Methoden des Maschinellen Lernens. Sie verbindet dabei theoretisches Wissen mit praktischer Anwendung in der Forschungsarbeit auf dem Gebiet der Molekülchemie. Entwickelt wurde das Modul von Prof. Dr. Lutz Greb, Wissenschaftler am Anorganisch-Chemischen Institut der Ruperto Carola. Der Fonds der Chemischen Industrie fördert das Projekt mit rund 26.000 Euro.
Das Lehrmodul „Angewandte Quantenchemie und Maschinelles Lernen“ umfasst neben einer Vorlesung einen begleitenden Workshop. Darin lernen die Studierenden, wie quantenchemische Software eingesetzt werden, um Fragestellungen in der synthetischen Forschung zu beantworten und spezifische chemische Trainingsdatenbanken aufzubauen. Sie sollen als Grundlage dienen für Maschinelle Lernmodelle, mit denen sich molekulare Eigenschaften chemischer Stoffe vorhersagen lassen. Diese praxisorientierte Ausbildung soll die Studierenden befähigen, quantenchemische und datenintensive Methoden in der Forschung und in der Industrie anzuwenden. Sie wendet sich an Studentinnen und Studenten ab dem fünften Semester.
„In den vergangenen Jahren haben datengetriebene und statistische Modelle in der chemischen Forschung zunehmend an Bedeutung gewonnen“, erklärt Prof. Greb. Besonders Machine-Learning-Ansätze bieten großes Potenzial, da sie quantenchemische Berechnungen beschleunigen können, so der Wissenschaftler. In seiner Forschung auf dem Gebiet der Anorganischen Chemie setzt Prof. Greb Verfahren des Maschinellen Lernens ein, um das Verständnis und die Vorhersage von Eigenschaften bestimmter Stoffe zu verbessern.
Die Förderung für das Lehrmodul übergab jetzt symbolisch Martin Haag, Vorsitzender des Verbandes der Chemischen Industrie Baden-Württemberg (VCI BW), für den das Zusammenspiel von Chemie und Machine Learning in der Lehre ein zukunftsweisender Ansatz ist. Der Fonds der Chemischen Industrie unterstützt als Förderwerk des VCI Grundlagenforschung, Nachwuchswissenschaftlerinnen und Nachwuchswissenschaftler sowie den Chemieunterricht an Schulen.