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研究型大学化学专业课程体系比较与借鉴论文
课程体系构建是本科教学的基础和核心。美国加州大学伯克利分校和英国剑桥大学等研究型大学化学专业课程体系层次和梯度明显，课程设置具有广泛性和多样性，重视实验教学，并且设置了导学课程。
本科教学是高等学校人才培养的重要环节，肩负传授知识和技能的重要职能。课程体系构建是本科教学的基础和核心。世界一流研究型大学的课程体系构成具有一些共性，比如：从课程模块来看，都包括通识课和专业课;从课程结构层次来看，都有必修课和选修课;从教学方法来看，都有讲座课程和研讨课程。对于研究型大学来讲，专业课程的设置和教学是构建学生专业知识体系、训练专业认知能力和养成专业思维方式的关键要素，蕴含和体现了高等学校的人才培养理念和特色。
高校人才培养目标和教育思想决定了课程体系设置。近年来，南京大学以“为社会各行各业培养具有创新精神、实践能力和国际视野的未来领军人物和拔尖创新人才”为目标，通过深入探索和实践，提出了“三三制”人才培养模式。南京大学化学化工学院在人才培养思路上一直秉承戴安邦院士的全面化学教育思想，即“全面的科学教育要求教学既传授知识和技术，更训练科学方法和思维，还培养科学精神和品德”。在新的时代背景下，南京大学化学化工学院围绕多元化创新型人才培养，在分析借鉴美国加州大学伯克利分校和英国剑桥大学等世界著名研究型大学化学专业课程设置模式和特点的基础上，对传统的化学专业课程体系进行了一系列调整和改革，构建了“激发兴趣、注重能力、多元培养、个性发展”的专业课程体系。
一、美国加州大学伯克利分校化学专业课程体系
美国加州大学伯克利分校(以下简称“伯克利”)是世界著名研究型大学，在学术界享有盛誉，也是美国最自由、最激进的大学之一。化学是伯克利的传统优势学科，在OS世界大学最新排名中，伯克利的化学学科排名第二。
伯克利学制为4年，每学年有3个学期，分别是秋季学期(一般17周)，春季学期(一般17周)以及暑期学校。本科生学位要求的最低学分数为120。
伯克利的化学学院有两个系：化学与生物分子工程系和化学系。化学系的专业课程主要是按知识模块进行构建，由基础课和大量的专业课两大模块组成。根据修读课程的不同，化学系的学生可申请化学理学或者艺术学学士学位，或者化学生物学理学学士学位。本文仅介绍化学理学学士学位要求的专业课程。
上图是典型的化学专业本科生培养方案示意图。可以看出，化学系本科生在第一年主要修读大学化学和定量分析这门课(含实验)，或者根据需要修读与高中课程相衔接的化学课程。二年级主要修读有机化学(含实验)。三年级需修读高等无机化学和物理化学两门课。四年级的专业课较多，包括物理化学实验、仪器分析、无机合成及反应、有机化学.高级实验方法或者原子核技术中的化学方法，这几门课均包含理论课和实验。以上课程构成了化学专业本科生的必修课，这些课程一般为3～5个学分。
伯克利认为本科毕业生应该“熟悉艺术、文学、数学、自然科学和社会科学;能够收集、筛选、综合、评价来自不同领域并以不同形式呈现的信息;理解研究过程和如何创造新的知识;能够与人合作共事;能够创造性地转换其环境;具有解决问题和作出决定所必须的技能，并能考虑决定的广泛的社会和伦理意义;能够处理模糊性，能够灵活思考并具有在职业生涯中不断发展智识的技能”。因此，化学系本科新生需要参加新生导学课。一、二年级必修的课程还包括数学、物理以及15学分的BreadthElective课程(如阅读写作、外语、人文社科类课程)，类似于国内的通识课。除此之外，化学系还开设了培养团队合作(如SupervisedGroup Study和Directed Group Study)和独立工作能力(如Individual Studv forAdvancedUndergraduates)的课程。
对于高年级本科生，除了专业必修课外，还要求完成15学分的专业选修课和跨专业选修课。
伯克利化学系开设的高年级专业选修课有30多门，一般3学分，包括信息化学、生命体系中的无机化学、高等无机化学、无机合成与反应、普通生物化学和分子生物实验、高等有机化学机理、高等有机合成、有机化学一高级实验方法、量子力学和谱学、生物物理化学;物理学原理和生命分子、生物物理化学、化学生物学、伯克利能源讲座;生物质能、原子核化学、原子核技术中的化学方法、材料化学导论、生物化学工程实验、高分子科学与技术、大气化学和物理实验以及量子信息科技等课程。
化学专业建议选修的跨专业课程涉及大气、生物、土木和环境工程、计算机、地球和行星科学、经济、教育、电子工程、政策和管理、力学工程、分子和细胞生物学、营养学和毒理学，物理、植物和微生物学、公共卫生、统计等多个学科分支，多达200余门课程。另外，本科生还可以选修多达50门的研究生专业课。因篇幅有限，本文不一一列出这些课程的名称。
二、英国剑桥大学化学专业课程体系
英国剑桥大学是历史最悠久的世界著名研究型大学之一，素有“诺贝尔奖摇篮”的美誉。剑桥大学崇尚自由、创造性、人文和科技相结合的教育理念，是将传统和现代教育有机结合的典范。剑桥大学化学专业具有很高的学术声誉，在2016 TIMES英国大学优势专业中排名第一，QS世界大学最新排名中名列化学专业第三。
剑桥大学对学生的培养与管理是经典的学院制。该校有31个学院，负责学生的生活和本科生的业余辅导。教学由大学的科系负责，主要科系包括艺术和人文、生物科学、临床医学、人文和社会科学、自然科学、技术等。剑桥大学每学年的授课时间分为三个学期，包括Michaelmas学期(8周)、Lent学期(8周)、Easter学期(5周)。
化学系负责化学专业课程的设置与讲授，修读不同的化学课程前，要求修读相应的数学、物理课程。另外，学生也要学习计算机、语言以及其他人文学科。化学专业课分为三个模块。
第一学年课程为模块IA，主要是介绍化学的基本原理，与预科课程相衔接，课程包括分子形状与结构、有机化学反应与机理、热力学与平衡、化学反应动力学、元素化学。另外，要求学生参加两周一次的实验课程，实验内容安排与理论课程基本同步，实验课程没有单独学分，实验成绩计入相应课程最终成绩。
第二学年课程为模块IB，课程更深入地讲解化学原理。学生有两种化学课程类型可选择，即A类理论与物理化学类课程和B类有机与无机化学类课程。继续修读化学专业的学生要全部完成两个方向的课程。其他专业的学生根据自己以后的专业方向分别修读A或B类课程。
A类课程包括量子力学导论、分子谱学、对称与成键、分子能级与热力学、电子结构与固体性质，B类课程包括重要有机反应、结构解析、配位化学、金属有机化学、无机环化学、形状与有机活性、化学生物学导论。对应于A类与B类课程，学生要求每周参加一次或两次实验，实验成绩计入相应课程最终成绩。
第三学年开始时，化学系开设学生化学生涯指导讲座。大三学年学习模块II课程，是在模块I学习的基础上，扩展与深化对化学知识的认知。模块II课程又分为三个层次。第一层次包括5门课程，每门课程1学分。其中，4门为必修课，包括无机化学I：结构与成键、有机合成基础、高分辨分子光谱、理论技术，另外一门课程物理化学中的概念为选修课。第二层次有8门课程，包括无机化学II：过渡金属与金属有机催化、结构与性能、化学生物学I：生物催化、化学中的衍射方法、材料化学、统计力学、对称与微扰理论、有机机理研究。第三层次有7门课程，包括：无机化学III：表征方法、有机化学中的控制、大气化学、高分子导论、电子结构、化学生物学III：核酸、核磁共振中的物理基础。
大三的实验课程包括两个部分：一是现代合成化学中的技术，主要是无机及有机化合物的制备与合成;二是与物理及理论化学有关的实验与计算。两部分实验均为必修。
在大三结束时，学校筛选能进入第四学年学习的学生。第四学年主要包括课程模块III的学习和课题研究。在学期开始时，学生接受实验安全教育及生涯规划指导。模块III课程包括18门化学课程以及3门其他院系课程(篇幅关系，文中不再列出这些课程名称)，要求学生根据兴趣选修8门以上课程。
三、对两校化学专业课程体系共性和差异性分析
从以上对伯克利和剑桥大学这两所具有代表性的研究型大学化学专业课程体系的分析，可以看出以下共性：
(1)课程内容层次和梯度明显。伯克利化学系对本科生实行分阶段培养。课程设置分低年级课程和高年级课程。针对专业基础不同的学生，部分课程设置了引导性或难度较低的课程。如大一年级学生可以先修读层次较低的大学化学、大学化学实验这两门课程，再修读必修的大学化学和定量分析这门课。而剑桥大学的化学专业课程则更多地从学科认知规律来体现课程内容的层次性，学生根据自身发展，也可以选择不同的课程模块。
(2)课程设置具有广泛性和多样性。伯克利基本采用化学四大基础课的模式，但本专业和跨专业选修课程非常丰富，涉及很多相关学科分支，这与化学系对专业人才的培养定位有关，即“化学专业毕业生可从事石油、化工、食品、农业、摄影、制药、生物科技及矿业等相关行业的研发，或者化工贸易、质量控制以及行政管理等工作”。伯克利化学专业学生还可以选修本专业研究生课程。剑桥大学的专业课程体系中，前沿性选修课程多，能让学生充分了解学科前沿。比如大四课程模块III的蛋白质折叠、错误折叠与疾病、磁性材料、化学生物学与药物发现、固体电极等课程，本身已经具有研究生课程的专业性和深度。
(3)设置导学课程。伯克利和剑桥大学都有针对本专业的引导性课程，如伯克利大一新生需要修读的导学课，主要包括面向新生讲解化学系各个课题组的研究工作、学院的图书馆、计算机设备、校友和高年级学生的经验交流，以及学校和学院的资源介绍等。而剑桥大学在大三和大四学期初均设置了生涯指导讲座以及安全教育。这类课程的设置能够更好地帮助学生学习与成长。
(4)重视实验教学。伯克利和剑桥大学除了专门的实验课外，很多课程都有相应的实验内容，并且内容与理论课程基本同步。
两校课程的主要差别在于：
(1)授课时段安排不同。剑桥大学化学专业基础课程不采用平行授课方式，不是从学期的第一周持续到最后一周，而是采取集中连续授课。比如用3周时间集中把A课程讲完，然后再讲授B课程。这种模式的优点是，能够使学生在短时间内集中在1～2个知识模块上学习，课后查阅大量的参考书与文献，对知识的理解更深入。而伯克利则采用的是比较常用的模式，即一门课程贯穿整个学期。
(2)课程内容构建思路有区别。伯克利的化学课程，特别是专业必修课和国内大多数研究型高校的化学专业设置基本相同，是基于二级学科内容划分的传统模式。而剑桥大学的课程设置抛弃了传统的四大化学课程模式，改为按照知识结构和学科认知规律来设置课程，避免了知识点的重复讲授。
四、南京大学化学专业课程体系改革的知与行
对照伯克利和剑桥大学等国外著名研究型大学的化学专业课程体系，我国高校传统的化学专业课程体系存在明显的不足，无法满足科学发展、国家战略以及社会产业对多元化创新型化学人才的需求，具体问题包括：(1)现有课程体系缺少导学与衔接课程，缺少对专业的兴趣培养与认知，造成新生存在较长时间的迷茫期。(2)按传统四大化学设置专业核心课程，部分知识点讲授重复较多，学科前沿内容体现不均衡。(3)在传统课程体系中，交叉课程少，对学生交叉类学科的培养措施不到位。(4)对化学产业人才培养不重视，有关产业素养培养的课程缺失。
针对以上问题，我们对专业课程体系进行了补充和优化。为大一新生设置了衔接课程，开设新生导学课，以解答学生关于化学“学什么，怎么学，去哪儿”等疑惑。为了激发学生对化学的兴趣，开阔学生知识视野，我们围绕不同主题开设了7门新生研讨课：化学与生命、化学与材料、能源与化学、化学与环境、大分子：从材料到生命、原子与分子的量子世界、高分子材料与社会发展等。
专业核心课程涵盖化学科学的基本及核心的理论内容和技能训练，是化学专业学生准出课程的主要组成部分。南京大学化学专业学生通过自主招生及高考两种模式选拔录取，这两类学生的化学知识基础差异明显。对此，我们构建并实施了因材施教的两种核心课程体系。
一是普通核心课程体系。主要针对无化学竞赛经历和专业基础的学生。我们按照从微观到宏观的思路进行了优化，并对课程内容进行调整与更新。主要是：合并无机化学与化学分析内容，设立大学化学课程;结构化学由大三调整到大二开设;增设高分子导论核心课程，形成以大学化学、结构化学、有机化学、物理化学、仪器分析、高分子导论为骨架的核心理论课程体系。
二是针对学科特长生的课程体系。自主招生选拔的学科特长生通常具有较好的无机及有机化学基础。针对这一特点，我们对核心课程进行了调整：融合无机化学与基础物理化学知识，构建了一门全新的化学原理课程;压缩了有机化学授课学时;将结构化学、结晶化学、高阶物理化学内容整合为高等物理化学。通过数理课程学习内容的强化、化学核心专业课程的整合与提升，使学生具有宽厚的数、理、化、生等理科基础，学科视野开阔，专业知识扎实，为在化学以及相关交叉学科领域的发展打下良好的基础。
同时，我们构建并实施了“基础一综合一研究”一体化、多层次、开放式的实验教学新体系，并对相应实验教学内容进行了改革。主要是合并“无机化学实验”和“定量分析化学实验”为“大学化学实验”;取消无机化学、分析化学、有机化学、物理化学和高分子专门化实验，在化学一级学科层面上开设综合化学实验课程，将科研成果及时转化为教学实验，形成了大学化学实验、有机化学实验、仪器分析实验、物理化学实验、综合化学实验这一新的实验教学课程体系：
为满足多元化人才培养需求，我们构建了多元选修课程体系：
(1)专业选修课。我们按科学知识单元组织课程，构建了知识体系完整、前沿性强的专业选修课体系，包括高等无机化学、有机合成、谱学基础、近代仪器分析法、高分子化学、化工原理、计算机与化学、化学文献、结晶化学、配位化学、催化化学、现代材料化学基础、分离科学、波谱分析、等离子化学、高分子物理及物化、胶体与界面化学、高分子材料制备等。另外，我们委托生命科学学院开设了生物化学、分子生物学等课程;选择环境化学、材料加工、药物化学、能源化学、地球化学等相关院系课程为跨院系选修课。
(2)高年级研讨课和研究生课程。高年级研讨课包括化学与纳米材料、先进高分子材料、分子识别与分析、无机交叉领域的前沿发展、有机化学现代进展。另外，我们对本科生开放了部分研究生课程，包括配位磁化学、高分子结构研究法、电分析化学基础、高等有机化学、计算量子化学等。这些课程使本科生能系统了解学科前沿领域，让学生了解并思考科学问题的发掘与解决过程，培养学生的创新意识与能力。
(3)化学产业类课程。针对化学行业对人才培养的需求，我们开设了化学化工行业就业创业指导、化学安全与防护、精细化学品开发与商业化、现代实验测试技术等与企业管理、市场需求、安全生产、环境保护、质量认证等课程。我们聘请企业专家、政府管理人员以及外校师资为学生授课，以体现行业要素，培养学生产业素养和创业能力。
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