化学(Chemistry)是一门普通高等学校本科专业,属化学类专业,基本修业年限为四年,授予理学学位。
发展历程
中国的近代化学在明末清初由欧洲传入,20世纪20年代,化学明显在中国进行开展。
1932年,中国化学会成立。
1956年,国务院着手编制中国的第一个科学技术开展规划,对中国化学的开展起了推动作用。
1986年,在《全国普通高等学校专业设置及毕业生使用方向介绍》中,设置师范类化学专业和理科化学专业。
1989年,国家教育委员会高等教育二司公布《普通高等学校本科专业目录及简介》(理工、农林、医药),化学(专业代码:理科0301)属为理科化学类。
1993年,教委高等教育司编写出版的《普通高等学校本科专业目录和专业简介》中,设置化学(专业代码:070301)专业和化学教育(专业代码:070303)专业。
1998年7月6日,教育部颁布了《
普通高等学校本科专业目录(1998年颁布)》,将原化学(专业代码:070301)、化学教育(专业代码:070303)、化学物理(专业代码:070304W)合并为化学专业,专业代码为070301,属化学类专业。
教育部于2012年颁布的《
普通高等学校本科专业目录(2012年)》和2020年颁布的《
普通高等学校本科专业目录(2020年版)》中,化学专业为理学门类专业,专业代码为070301,属化学类专业,授予理学学士学位。
培养目标
化学专业培养具有高度的社会责任感,良好的科学、文化素养,较好地掌握化学基础知识、基本理论和基本技能,具有创新意识和实践能力,能够在化学及相关学科领域从事科学研究、技术开发、教育教学等工作的人才。
各高校应根据上述培养目标和自身办学定位,结合本校学科特色,在对行业和区域特点以及学生未来发展需要进行充分调研与分析的基础上,准确定位并细化人才培养目标的内涵,以适应国家和社会发展对多样化人才的需要。
各高校还应对人才培养目标与科技、经济、社会持续发展需要的吻合度进行定期评估,建立适时调整专业发展定位和人才培养目标的有效机制。
培养规格
学制为4年,授予理学学士,总学分以140~160学分为宜,包含课堂教学及各类实践教学环节。各高校可根据具体情况做适当调整。
按照教育部统一要求执行。
(1)掌握化学基础知识和基本理论。
(2)掌握化学实验基本技能。
(3)了解化学的发展历史、学科前沿和发展趋势。
(4)掌握本专业所需的数学和物理学等相关学科的基本内容。
(5)初步掌握化学研究或化学品设计、开发、检验、生产等的基本方法和手段,具备发现、提出、分析和解决化学及相关学科问题的初步能力。
(6)具有安全意识、环保意识和可持续发展理念。
(7)掌握必要的计算机与信息技术,能够获取、处理和运用化学及相关学科信息。
此外,应初步掌握1门外语;具有较强的学习、表达、交流、协调能力及团队合作能力;具有创新意识和实践能力;初步具备自主学习、自我发展的能力,能够适应未来科学技术和经济社会的发展。
掌握体育运动的一般知识和基本方法,形成良好的体育锻炼和卫生习惯,达到国家规定的大学生体育锻炼合格标准。
课程体系
总体框架
课程体系是人才培养的载体,课程体系构建体现高等学校的办学自主权,也是体现学校办学特色的基础。各高校应根据各自的人才培养目标和培养要求,遵循学生知识、素质、能力的形成规律和学科内在逻辑顺序,构建体现学科优势或者地域特色、能够满足学生未来多样化发展需要的课程体系。
化学专业理论课程以700-900学时为宜,其中选修课程原则上不少于160学时。除讲授基本内容的课程外,各高校还应设置能够体现学科、地域或者行业特点的课程。课程的具体名称、教学内容、教学要求及相应的学时、学分等,由各高校自主确定。
各类实践教学环节所占比例不低于25%。化学实验教学不少于432学时。构建基础实验一综合性实验一研究性实验—多层次实验教学体系,其中综合性和研究性实验学时不低于总实验学时的20%。除实验教学基本内容外,各高校还可增加特色实验内容。应加强化学实验室安全和防护教育,实验项目设计应绿色环保,应注重培养学生的创新意识和实践能力。
基础化学实验1人1组,综合性实验和仪器实验每组不超过6人,且每位学生能够完成整个实验操作过程。
各高校应根据人才培养目标,构建完整的实习、实训、创新与创业训练体系,确定相关内容和要求,建设逐层推进、有机衔接、科学合理的实践教育课程群,多途径、多形式完成相关内容的教学。
师范类专业应加强教学实践。
申请学士学位的学生,须完成毕业论文(设计)或者提供其他能够证明具有从事科学研究工作或担负专门技术工作初步能力的相关材料,并通过答辩。
核心课程体系是实现专业人才培养目标的关键。各高校应根据人才培养日标,将上述理论与实验教学
基本内容(也可根据需要增加本校特色内容)组合成核心课程,再将这些核心课程根据学科内在逻辑和学生知识、素质、能力形成的规律进行编排,构建专业核心课程体系。例如,无机化学、分析化学、有机化学、物理化学、化学基础实验、化学综合实验等。核心课程的名称、学分、学时和教学要求以及课程顺序等由各高校自主确定,不做统一规定。
理论课程
在完成国家规定教学内容的基础上,各高校可根据办学定位和人才培养目标,确定人文社会科学、外语、计算机与信息技术、体育、艺术等的教学内容。
主要包括数学和物理学(含实验),其教学内容应不低于教育部相关课程教学指导委员会制定的基本要求。各高校可根据自身人才培养定位,提高数学和物理学(含实验)的教学要求,以巩固学生的数学和物理学基础。
(1)理论教学基本内容
原子结构、化学键、分子结构、晶体结构、分子间相互作用、物质的构效关系与性质变化规律。
化学热力学基本原理、化学动力学基本原理、催化化学基本原理、电化学基本原理、胶体和表面化学基本原理、光化学基本原理。
元素周期律,s区、p区、d区、ds区及稀土元素的单质及其化合物的性质、反应与变化规律,酸与碱,配位化合物,纳米结构与纳米材料。
烃、醇、醚、胺、醛、酮、羧酸、芳香族化合物及其衍生物、杂环化合物等有机物的结构、性质与鉴定,基本有机反应,重要有机反应机理,有机化合物合成方法。
误差与数据处理、分析质量保证与控制、样品采集与制备、容量分析、重量分析、电化学分析、原子光谱、分子光谱、色谱、质谱、核磁共振波谱。
化学工程基础。
化学信息的获取、处理和表达。
化学专业应当增加的内容:量子力学基础、统计热力学基础、元素及金属有机化合物、生物有机化合物、重要金属酶、原子簇化合物、高分子化合物。
(2)实验教学基本内容
实验室安全与环保。
物质的合成与分离等相关基本操作与方法。
物质的定性与定量分析、表征技术。
基本物理量与物理化学参数的测定。
规定仪器的使用。
应用化学专业特别是应用化学专业(工科)应当强化的内容:经典化工单元设备与操作。
注:本处只简要列出化学教学基本内容,详细内容参见《
高等学校化学类专业指导性专业规范》。
各高校在完成基本内容教学的前提下,应当注重传授学科的基本研究思路和研究方法,介绍重要的化学史知识,引入基础和应用研究的新进展,并根据自身特色和优势选择性介绍化学工程、生命科学、材料科学、能源科学、环境科学、药学、医学等相关学科的知识、相关实验仪器设备和实验技能,以拓展学生的知识面,开阔视野,构建更加合理和多样化的知识结构。
实践教学
主要包括实验课程、课程设计、实习、创新与创业训练、毕业论文(设计)、科研训练和工程训练等,应当满足实践能力和创新意识培养的需要。
(1)实验课程:实验教学内容应覆盖本标准要求的全部内容,并达到实验教学的学时要求。
(2)课程设计:应用化学专业(工科)应设置必要的化学工程设计与化工产品开发等教学环节。
(3)实习:应通过多种方法和途径,完成必要的生产实践环节。应用化学专业(工科)还应进行必要的工程技术训练。
(4)创新与创业训练:应结合专业人才培养目标,明确创新创业教育要求,制定具体实施措施,增强学生的创新精神和创业意识。
(5)毕业论文(设计):须制定相应的标准和检查保障机制,对选题、内容、学生指导、答辩等提出明确要求,保证选题的工作量和难度,并给学生提供有效指导。应用化学专业的毕业论文(设计)应有一定比例的应用性选题。
教学条件
师资队伍
各高校化学专业专任教师数量和结构须满足专业教学需要,生师比(此处仅计算化学专业专任教师)不高于20:1。
化学专业专任教师人数不少于10人。当化学专业在校本科生超过120人时,每增加20名学生,至少增加1名专任教师。兼职教师人数不超过专任教师总数的25%。每1.5万实验教学人时数至少配备1名实验技术人员。
教师队伍中有学术造诣较高的学科或者专业带头人。35岁以下专任教师必须具有硕士及以上学位。
专任教师中具有高级职称的比例不低于30%。所有专任教师必须通过岗前培训并取得教师资格证书或者得到教育行政主管部门认可的教学资质。主讲教师必须具有中级及以上专业技术职务或者具有硕士、博士学位。35岁以下实验技术人员应具有化学或相关专业本科及以上学历。
实验教学中每位教师同时指导的学生人数原则上不超过20人。每位教师指导学生毕业论文(设计)的人数原则上每届不超过6人。
(1)具有化学或相关学科的教育背景,系统、扎实地掌握化学及相关学科的基本知识、基本理论和基本技能,能够熟练开展课程教学。
(2)认真完成教学任务,忠实履行教书育人职责;关心学生成长,能够对学生的学业与生涯规划提供必要指导。
(3)具有先进教育教学理念,掌握现代教学技术,注重教学效果;能够根据人才培养目标、课程教学内容和学生的实际情况,合理设计教学过程,因材施教。
(4)能够指导学生课外学术和实践活动,培养学生的创新意识和实践能力。
(5)积极从事教学研究、教学改革和教学建设,积极改进教学方法,不断提高教学水平。
(6)积极从事科学研究,及时了解和掌握化学及相关学科研究、开发和应用的最新进展,不断提高学术水平,更新教学内容,用科研促进教学。
(1)具有基层教学组织,能够组织集体备课和教学研讨活动。
(2)具有青年教师岗前培训制度、助教制度和任课教师试讲制度。
(3)具有教师发展机制,能够开展教育理念、教学方法、教学技术培训和专业培训,不断提高教师专业水平和教学能力。
教学设施
化学类专业的基本办学条件参照教育部相关规定执行。
(1)实验台问距不小于1.3米。实验时生均使用面积不小于2.5平方米。
(2)照明、通风设施良好,水、电、气等管网布局安全、合理,符合国家规范。实验台耐化学腐蚀,并具有防水和阻燃性能。
(3)实验室消防安全符合国家标准。配备防护眼罩,装配喷淋器和洗眼器,备有急救药箱和常规药品,具有应急处置预案。
(4)具有三废收集和处理措施,符合环保要求。实验室噪声低于55分贝;具有通风设备的实验室,噪声低于70分贝。
(5)各类化学品的购置、存放和管理符合国家有关规定。
(1)常用仪器设备:玻璃仪器、小型仪器设备。
(2)必备中型仪器:紫外-可见分光光度计、红外光谱仪、原子发射光谱仪、原子吸收光谱仪、气相色谱仪、高效液相色谱仪、电化学工作站。
(3)可选配的大中型仪器(至少3种):荧光光谱仪、激光拉曼光谱仪、核磁共振波谱仪、圆二色光谱仪、凝胶色谱仪、毛细管电泳仪、质谱仪、色谱-质谱联用仪、元素分析仪、热分析仪、比表面测定仪、X射线衍射仪、电子显微镜。
(4)台套数要求:基础化学实验常用玻璃仪器满足实验时每人1套;综合实验、仪器实验的台套数满足每组实验不超过6人。
根据专业人才培养目标和学科特色,与学校、科研院所、行业、企业等联合,建立相对稳定的实习基地,满足实习和相关专业能力培养的需要。
基本信息资源
通过手册或者网站等形式,提供本专业的培养方案,课程基本信息,选课指导,各课程的教学大纲、教学要求、考核要求,毕业审核要求等教学基本信息。
教材及参考资料
2/3以上的专业基础课教学应采用正式出版的教材;未采用正式出版教材的课程,应提供符合教学大纲的课程讲义;除教材和讲义之外,还应推荐必要的专业课程教学参考资料。
图书与信息资源
提供必要的化学类、化工类及相关学科的图书资料(含电子类图书),生均专业图书量(含电子类图书)不少于50册,生均年专业图书进书量(含电子类图书)不少于2册。在校本科生数超过500人,当年进书量超过1000册即可。电子图书每种按1册计算,电子期刊每期按1册计算。
提供主要的数字化专业文献资源、数据库和相应的检索工具,并提供使用指导。
建设专业基础课、专业必修课课程网站,提供必要的网络教学资源。
教学经费
教学经费能够较好地满足人才培养需要,生均年教学日常运行支出(见附录2)不低于1200元,且随着教育事业经费的增长而稳步增长。
新开办化学类专业教学仪器设备总值(见附录2)不低于300万元,且生均教学科研仪器设备值不低于5000元(见附录2)。
过去三年年均新增教学科研仪器设备值不低于已有设备总值的10%。凡已有设备总值超过500万元的专业,平均每年新增教学科研仪器设备值不低于50万元。
年均仪器设备维护费不低于已有设备总值的1%或者5万元,能够保证本科教学科研仪器设备的正常运行。
质量保障
应建立主要教学环节(包括理论课、实验室课等)的质量要求和质量监控机制,对课程体系设置和主要教学环节的教学质量进行定期评价,并注重听取学生与校内外专家的意见。
应建文毕业生跟踪反锁机制,及时掌握毕业生就业去向和就业质量毕业生职业满意度和用人单位对毕业生的满意度等信息,并对毕业生跟踪反馈信息进行统计分析,形成分析报告,作为质量持续改进的主要依据。
应建立专业持续改进机制,针对教学质量存在的问题和薄弱环节,采取有效的措施积极加以解决,推进专业建设水平和人才培养质量的持续提高。
培养模式
从大学二年级开始,每学期都安排课下或校外的实践教学活动,第三学期安排一周认知见习,第四学期和第五学期各安排一周教育见习,第六学期安排试说试教,第七学期安排十二周集中教育实习。
(一)创新化学专业课程系统体系,突出创新和实践。对于化学专业应用型培养目标而言,落到实处就是要对现有的课程体系进行优化和创新,一方面学校要结合学生实际,对化学专业学生培养方案进行修订,要改变传统的过于重视理论教学的教学模式,打破现有的教学体系,积极开展实践教学而探索,要充分利用高校资源和校外资源,开展教学环节设计,比如可以增设实验室、开展网络课程教学、和企业联合办学、增加实践课程比例、增设化学实践选修课等多种方式,从而激发学生学习化学的兴趣,引导学生注重自我动手和实践从而全面提升学生动手实践能力,巩固理论知识。另一方面注重人才培养的针对性。化学专业应用型人才培养和开发最终目的是为了应用,为了服务社会、服务地方经济发展,所以高校在开展化学专业教学时要充分结合当地的经济发展情况,坚持“人才培养立足区域性,服务地方经济发展”的培养理念,整合地区相关资源,引导学生树立应用意识,在开展教学时充分运用地区优势和资源进行教学辅助,进而增进学生对化学知识运用的重要性认识,从而提高实践针对性。
(二)加强教师队伍建设,提升教师整体素质和技能。首先要对教师培训理念和考核手段进行创新,鼓励教师积极开展教学实践,与学生参加校外实践大赛,积极参与相关的专业论坛、培训班等,从而全面提升教师化学实践能力,进而在教学课程设计方面转变观念,注重实践教学;对教师的考核环节也要进行创新设计,不能过于重视科研忽视教学,鼓励教师积极参与教学课堂设计,建立教师教学实践基地,给教师更多的机会与企业进行合作交流,从而让教师及时掌握市场需求和企业要求,进而在教学过程中进行教学环节和教学方法优化,积极搜集与化学专业应用型人才培养模式相关的教学素材,从而全面提升化学教学质量。
(三)加强学校硬件设施建设,创造更多的实习资源从而全面提升化学专业学生整体素质。化学专业学生最终的方向就是走上工作岗位,所以高校要针对化学专业培养目标,积极采取有效举措帮助学生实现就业,储备更丰富的化学知识,增强实践机会,从而顺利适应岗位要求和社会需求。
一方面学校要加大实验基地资金投入力度,充分学习和借鉴中国国内外化学专业相关高校的实践基地建设情况,建立学校自己的实验室,加强学科之间的交流,避免实验室性质单一,不能有效利用;另一方面学校要积极开展相关的实践课堂,在进行化学基本知识讲授的同时,增加其他相关知识,比如心理学、计算机、法律等知识,确保学生掌握更多更全面的知识。
同时要为学生创造更多的实习机会,加强学生职业生涯规划指导,充分结合企业需求对学生进行提前开展模拟面试等,并运用各种资源开展毕业实习、就业推荐等,鼓励学生积极参与化学专业创新设计大赛等校外实践活动,为将来就业打下坚实的基础。
(1)加入美国本科生科研训练计划,构建本科生科研国际化新体系。美国本科生科研训练计划是美国强调提高本科生在
STEM领域的能力时,制定的本科生科研训练计划:由美国基金委部分资助,每年选拔一定数量的国际各高校本科生,利用暑期3个月时间,进入美国高校科研教授实验室与当地学生一起进行系统的科研项目。每年5月底至8月底,选派本科生一对一进入美国大学教授的实验室进行为期3个月的科研实践。从安全培训、参加实验室组会、与教授和实验室人员讨论,到进行一个完整的科研项目、参加实验室或学校组织的学术活动,最后每一位学生进行现场报告,合格者发给证书。
(2)逐步推进中国国外研学种类与层次,持续提升本科生科研素养。为期3个月的美国大学生科研项目是国际化科研训练的中心主体环节。针对不同年级的拔尖学生,设计了多个层次、逐步提升的国际科研训练项目。国际项目通常利用暑假小学期完成:对于一年级学生,侧重开拓他们的国际视野,主要到海外高校进行课程学习,接受国际教育模式与理念的启蒙;在掌握了一定专业知识的基础上,二年级学生到美国高校进行较为系统的科研训练,重在提升学生独立科研与交流能力;三年级学生则到国际著名高校和国际知名企业进行考察,旨在拓展产学研一体的国际视野;大四阶段,学院会积极鼓励和支持学生直接到国外高校进行专业实习或完成毕业论文设计。
(3)结合国外优质慕课,实现中外混合教学。将英、美等国名校的
MOOC引入课程教学中,开展翻转课堂和混合教学,使课程教学直接与国际接轨。学生先通过网络平台自学MOOC课程,再与国外教授通过远程实时视频课堂进行互动。这种教学模式充分整合和发挥中国国内和中国国外、离线和在线四类教学活动的优势。
(4)借鉴先进教学理念,提高本校师资水平。借助本科生国际化项目,学院骨干教师体验到中国国外大学的教学活动。本校教师多次受邀参加国际教学改革会议,国际教育教学视野进一步开阔,教学理念、方法及手段日益与国际接轨。
发展前景
考研方向
化学本科专业可报考、攻读无机化学、分析化学、有机化学、物理化学(含:化学物理)及高分子化学与物理方向的硕士学位。
就业方向
化学专业毕业生可从事化工工艺、化学合成等化工企业的生产技术管理和科研工作,还可从事化工、精细材料化学和环境化学等领域的生产、管理、科研及教学工作。
开设院校
(资料来源:阳光高考;摘录时间:2021年6月16日)