時間：2022-03-13 02:37:36
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇量子化學論文，希望這些內容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
論文摘要：將量子化學原理及方法引入材料科學、能源以及生物大分子體系研究領域中無疑將從更高的理論起點來認識微觀尺度上的各種參數、性能和規(guī)律，這將對材料科學、能源以及生物大分子體系的發(fā)展有著重要的意義。
量子化學是將量子力學的原理應用到化學中而產生的一門學科，經過化學家們的努力，量子化學理論和計算方法在近幾十年來取得了很大的發(fā)展，在定性和定量地闡明許多分子、原子和電子尺度級問題上已經受到足夠的重視。目前，量子化學已被廣泛應用于化學的各個分支以及生物、醫(yī)藥、材料、環(huán)境、能源、軍事等領域，取得了豐富的理論成果，并對實際工作起到了很好的指導作用。本文僅對量子化學原理及方法在材料、能源和生物大分子體系研究領域做一簡要介紹。
一、在材料科學中的應用
（一）在建筑材料方面的應用
水泥是重要的建筑材料之一。1993年，計算量子化學開始廣泛地應用于許多水泥熟料礦物和水化產物體系的研究中，解決了很多實際問題。
鈣礬石相是許多水泥品種的主要水化產物相之一，它對水泥石的強度起著關鍵作用。程新等[1,2]在假設材料的力學強度決定于化學鍵強度的前提下，研究了幾種鈣礬石相力學強度的大小差異。計算發(fā)現(xiàn)，含Ca鈣礬石、含Ba鈣礬石和含Sr鈣礬石的Al-O鍵級基本一致，而含Sr鈣礬石、含Ba鈣礬石中的Sr，Ba原子鍵級與Sr-O，Ba-O共價鍵級都分別大于含Ca鈣礬石中的Ca原子鍵級和Ca-O共價鍵級，由此認為，含Sr、Ba硫鋁酸鹽的膠凝強度高于硫鋁酸鈣的膠凝強度[3]。
將量子化學理論與方法引入水泥化學領域，是一門前景廣闊的研究課題，它將有助于人們直接將分子的微觀結構與宏觀性能聯(lián)系起來，也為水泥材料的設計提供了一條新的途徑[3]。
（二）在金屬及合金材料方面的應用
過渡金屬(Fe、Co、Ni)中氫雜質的超精細場和電子結構，通過量子化學計算表明，含有雜質石原子的磁矩要降低，這與實驗結果非常一致。閔新民等[4]通過量子化學方法研究了鑭系三氟化物。結果表明，在LnF3中Ln原子軌道參與成鍵的次序是：d＞f＞p＞s，其結合能計算值與實驗值定性趨勢一致。此方法還廣泛用于金屬氧化物固體的電子結構及光譜的計算[5]。再比如說，NbO2是一個在810℃具有相變的物質(由金紅石型變成四方體心)，其高溫相的NbO2的電子結構和光譜也是通過量子化學方法進行的計算和討論，并通過計算指出它和低溫NbO2及其等電子化合物VO2在性質方面存在的差異[6]。
量子化學方法因其精確度高，計算機時少而廣泛應用于材料科學中，并取得了許多有意義的結果。隨著量子化學方法的不斷完善，同時由于電子計算機的飛速發(fā)展和普及，量子化學在材料科學中的應用范圍將不斷得到拓展，將為材料科學的發(fā)展提供一條非常有意義的途徑[5]。
二、在能源研究中的應用
（一）在煤裂解的反應機理和動力學性質方面的應用
煤是重要的能源之一。近年來隨著量子化學理論的發(fā)展和量子化學計算方法以及計算技術的進步，量子化學方法對于深入探索煤的結構和反應性之間的關系成為可能。
量子化學計算在研究煤的模型分子裂解反應機理和預測反應方向方面有許多成功的例子,如低級芳香烴作為碳/碳復合材料碳前驅體熱解機理方面的研究已經取得了比較明確的研究結果。由化學知識對所研究的低級芳香烴設想可能的自由基裂解路徑，由Guassian98程序中的半經驗方法UAM1、在UHF/3-21G*水平的從頭計算方法和考慮了電子相關效應的密度泛函UB3LYP/3-21G*方法對設計路徑的熱力學和動力學進行了計算。由理論計算方法所得到的主反應路徑、熱力學變量和表觀活化能等結果與實驗數據對比有較好的一致性，對煤熱解的量子化學基礎的研究有重要意義[7]。（二）在鋰離子電池研究中的應用
鋰離子二次電池因為具有電容量大、工作電壓高、循環(huán)壽命長、安全可靠、無記憶效應、重量輕等優(yōu)點，被人們稱之為“最有前途的化學電源”，被廣泛應用于便攜式電器等小型設備，并已開始向電動汽車、軍用潛水艇、飛機、航空等領域發(fā)展。
鋰離子電池又稱搖椅型電池，電池的工作過程實際上是Li+離子在正負兩電極之間來回嵌入和脫嵌的過程。因此，深入鋰的嵌入-脫嵌機理對進一步改善鋰離子電池的性能至關重要。Ago等[8]用半經驗分子軌道法以C32H14作為模型碳結構研究了鋰原子在碳層間的插入反應。認為鋰最有可能摻雜在碳環(huán)中心的上方位置。Ago等[9]用abinitio分子軌道法對摻鋰的芳香族碳化合物的研究表明，隨著鋰含量的增加，鋰的離子性減少，預示在較高的摻鋰狀態(tài)下有可能存在一種Li-C和具有共價性的Li-Li的混合物。Satoru等[10]用分子軌道計算法，對低結晶度的炭素材料的摻鋰反應進行了研究，研究表明，鋰優(yōu)先插入到石墨層間反應，然后摻雜在石墨層中不同部位里[11]。
隨著人們對材料晶體結構的進一步認識和計算機水平的更高發(fā)展，相信量子化學原理在鋰離子電池中的應用領域會更廣泛、更深入、更具指導性。
三、在生物大分子體系研究中的應用
生物大分子體系的量子化學計算一直是一個具有挑戰(zhàn)性的研究領域，尤其是生物大分子體系的理論研究具有重要意義。由于量子化學可以在分子、電子水平上對體系進行精細的理論研究，是其它理論研究方法所難以替代的。因此要深入理解有關酶的催化作用、基因的復制與突變、藥物與受體之間的識別與結合過程及作用方式等，都很有必要運用量子化學的方法對這些生物大分子體系進行研究。毫無疑問，這種研究可以幫助人們有目的地調控酶的催化作用,甚至可以有目的地修飾酶的結構、設計并合成人工酶；可以揭示遺傳與變異的奧秘,進而調控基因的復制與突變，使之造福于人類；可以根據藥物與受體的結合過程和作用特點設計高效低毒的新藥等等，可見運用量子化學的手段來研究生命現(xiàn)象是十分有意義的。
綜上所述，我們可以看出在材料、能源以及生物大分子體系研究中，量子化學發(fā)揮了重要的作用。在近十幾年來，由于電子計算機的飛速發(fā)展和普及，量子化學計算變得更加迅速和方便。可以預言，在不久的將來，量子化學將在更廣泛的領域發(fā)揮更加重要的作用。
參考文獻：
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[2]程新,馮修吉.武漢工業(yè)大學學報,1995,17(4):12
[3]李北星,程新.建筑材料學報,1999,2(2):147
[4]閔新民,沈爾忠,江元生等.化學學報,1990,48(10):973
[5]程新,陳亞明.山東建材學院學報,1994,8(2):1
[6]閔新民.化學學報,1992,50(5):449
[7]王寶俊,張玉貴,秦育紅等.煤炭轉化,2003,26(1):1
[8]AgoH,NagataK,YoshizawAK,etal.Bull.Chem.Soc.Jpn.,1997,70:1717
[9]AgoH,KatoM,YaharaAK.etal.JournaloftheElectrochemicalSociety,1999,146(4):1262
經過約200多年的努力，化學進入現(xiàn)代時期。總結起來說現(xiàn)代化學有五大特點和兩個發(fā)展方向。
五大特點是
（1）化學家對物質的認識和研究，從宏觀向微觀深入。20世紀以來，化學家已用實驗打開原子大門，深入地了解原子內部的情況，并且用量子理論探討原子內的電子排布、能量變化等。就是對復雜的化學反應來說，也可以測量反應機理，了解反應過渡態(tài)的情況以及分子、原子間能量的交換。
（2）從定性和半定量化向高度定量化深入。雖然近代化學也曾廣泛地使用各種定量化工具，但是還只能說停留在定性和半定量化水平。本世紀60年代后，電子計算機大規(guī)模地引進化學領域，用它來計算分子結構已取得巨大的成功。如今任何化學論文如無詳盡的定量數據就難以發(fā)表，發(fā)表了也難取得公認。而且如今化學實驗的精密度愈來愈高，幾乎所有儀器都是定量化的，有的還用電子計算機來控制。
（3）對物質的研究從靜態(tài)向動態(tài)伸展。近代化學對物質的研究基本上停留在靜態(tài)的水平或從靜態(tài)出發(fā)，推出一些動態(tài)情況。例如，從熱力學定律出發(fā)，通過狀態(tài)函數的變化，從始態(tài)及終態(tài)情況推斷反應變化中一些可能情況。現(xiàn)代化學已擺脫這種間接研究推理，而采用直接的方法去了解或描述動態(tài)情況，特別是激光技術、同位素技術、微微秒技術、分子束技術在現(xiàn)代化學里的大規(guī)模應用。化學家目前已能了解皮秒內微粒運動的情況，反應中化學鍵的斷裂以及能量交換等情況。特別值得一提的是有關動態(tài)薛定諤方程的研究，一旦成功它將會為動態(tài)研究開辟光輝前景。
（4）由描述向推理或設計深化。近代化學幾乎全憑經驗，主要通過實驗來了解和闡述物質。雖然也有一些理論如溶液理論、結構理論等可以指示研究方向，但總體來說近代化學基本上是描述性的。原來化學中四大學科（無機化學、有機化學、分析化學、物理化學）彼此存在很大獨立性。然而現(xiàn)代化學已打破傳統(tǒng)的界限，化學不僅自身各學科相互滲透，而且跟物理、生物、數學、醫(yī)學等學科相互交融和滲透。特別是近年量子化學的發(fā)展，已滲透到各學科，使化學擺脫歷史傳統(tǒng)，可以預先預測和推理，然后用實驗來驗證或合成。例如，當今許多高難度的合成工作都事先根據理論設計，然后決定合成路線。著名的維生素B12的合成工作就是一個典范，它標志著化學已從描述向設計飛躍。
（5）向研究分子群深入。近代化學對化學的研究通常只停留在一個或幾個分子間的作用。即所謂0級、1級、2級、3級反應，對多分子的反應是無能為力的。但是近代化學遠遠不能滿足實際需要了，特別是研究生物體內的化學反應，就要研究多個分子甚至一大群分子間的反應了。例如，一個活細胞內往往需要幾十種酶作催化劑，同時催化許多化學反應。因此研究分子群關系，已成為現(xiàn)代化學的一個特點。
現(xiàn)代化學的發(fā)展方向，一是化學向分子設計方向前進。分子設計就是說化學家像建筑師造房子那樣設計好再建造。由于電子計算機、各種能譜技術、微微秒技術、激光技術、同位素技術等在化學上的應用，使分子設計逐漸趨向現(xiàn)實。上面說過的著名有機合成大師伍德沃德合成難度極大的維生素B12，就是按他創(chuàng)立的前沿軌道理論出發(fā)，計算后設計出最佳合成路線和原料配比，一舉成功并傳為佳話。目前全世界每年合成幾千種抗癌藥，大都是先設計好合成路線，而后進入生產的。
現(xiàn)代化學第二個發(fā)展方向是向分子群研究進軍。在自然界中生物的活動常常同時發(fā)生幾十個甚至幾百個化學反應，才能使生物體生命延續(xù)。就是完成一項簡單工作也必須是多個分子同時工作才能實現(xiàn)。例如，根瘤菌體內的固氮酶，就有兩種蛋白質分子，一種是含鐵的，另一種是含鉬的，這兩種分子必須同時工作才能把氮氣固定下來。目前化學家已合成主要生命基礎物質，并引進酶技術、仿生技術、膜技術等，使研究分子群的情況成為可能。這也是為揭開生命秘密做好基礎工作。
總之，現(xiàn)代化學的特點決定現(xiàn)代化學的發(fā)展方向，反過來現(xiàn)代化學的發(fā)展方向也決定現(xiàn)代化學的五大特點，它們是相輔而成、相得益彰的。
徐仲榆自詡的“第三個春天”從這里起步。
“人家不要了，我撿回來不是蠻好的”
一位體魄健康的長者，一輛破舊的單車，一副永遠在路上思考的模樣。這就是徐仲榆在路上給人的第一印象。
徐仲榆創(chuàng)業(yè)的“工棚”――湖南大學新型碳科學研究所也和他一樣質樸，不注重外表。研究所總共約有600平方米，主車間約百十平方米，里邊堆滿了自制的機床。在它的一角，用幾張桌子拼成簡易的多用途車間會議室，接洽談判、給學生授課、師生交流都在這里進行。西墻上一幅國畫《不老松》是一名工友之作，下邊有一塊大黑板，用來記載實驗數據。
徐仲榆的辦公室設在一個復式結構的“閣樓”上，沿主車間東墻南側一架窄窄的鐵梯拾梯而上便到了――中間幾張桌子拼一塊兒，旁邊不知是哪踅摸來的一個小書架，上下兩層都是書，相當簡陋。緊鄰主車間西墻北側，是一間狹長的閱覽室，幾張桌子湊到一塊就是一個大展臺，自北向南依次擺放著各種榮譽證書、優(yōu)秀論文指導教師獎杯、博士生論文、碩士生論文、本科生論文、歷年科研鑒定、各類碳科學刊物、實驗材料等。再往里是幾間小房子，每間不過十幾平方米，多是實驗室。幾張老式電腦桌，每張中間立塊玻璃就是實驗臺。
實驗室里除去做實驗用的儀器設備外，里邊坐的、用的，都是些老掉牙的電器家具，包括舊空調、舊器具和那些雜七雜八的桌子、椅子、立柜……在徐仲榆眼里都是寶貝，他把它們從學校的各個角落撿來，修繕后再用，其中有百十個被丟棄的干燥器，差不多得值萬把塊錢，也被他搜羅來，都派上了用場。
“人家不要了，我撿回來不是蠻好的？”徐仲榆對研究所的設備頗為滿意。
“恢復搞業(yè)務，60歲起是我的第三個春天”
13年前，徐仲榆從湖南大學常務副校長的位子上下來時，已年屆六十。至此，從他做系主任算起，已經連續(xù)搞了10年行政。再往前，他教過物質結構及固體物性、量子力學、量子化學、物質結構、表面化學、復合材料等課程；再前，他教過英語、俄語、數學、物理、化學，做過載波、測量，搞過選礦理論與應用研究，并且取得了顯著成果。
“60歲，人家退休，我開始恢復搞業(yè)務。”13年前，他說自己人生的第三個春天該是時候了。
徐仲榆的第一個春天是在剛解放時，那時他是一個非常激進的熱血青年，至今他還清晰地記得當時參加全上海200萬人街頭游行的壯觀場面。
徐仲榆的第二個春天就是粉碎“”以后全中國知識分子的春天。
徐仲榆的第三個春天，是從這“工棚”――湖南大學新型碳科學研究所開始的。
“工棚”的前身是金防（金屬腐蝕防腐）電鍍車間，由于年久失修，早已破爛不堪，徐仲榆卸任副校長之際，決定利用這地方開辦湖南大學新型碳材料研究所，瞄準世界碳材料領域開創(chuàng)自己的又一春，把耽誤的時間補回來。
徐仲榆躊躇滿志地找到“金防”管事的，用自己的經費換來了早已破爛的車間。接著，他又爭取到了創(chuàng)業(yè)的合法身份――湖南大學新型碳材料研究所。有了牌子，有了公章，在他來看，這就夠了。剩下的一切都要靠自己。
今天的徐仲榆回憶起往日從工棚起步的艱難，連用了三個排比，“這就是從一個荒草叢生的地方，從一個灰塵堆滿的地方，從一個狼籍到處的地方，變成了今天這樣。”
沒有開辦費，他從自己課題經費中拿，沒有幫手，他用自己課題經費雇了一個退休職工…… 天下無難事，只怕只有心。在徐仲榆等的努力下，研究所終于像模像樣地辦起來了。
從那時開始，湖南大學新型碳材料研究所和徐仲榆研究成果不斷涌現(xiàn)。其中，“高模量炭纖維連續(xù)長絲及新型纖維石墨化設備”獲1995年湖南科技進步一等獎；“ZGJ―100―26X真空感應燒結爐”獲1996年司法部科技進步一等獎；鋰離子二次電池用炭負極材料的性能指標已超過國家同類產品的性能。
“搞出了成績，外國人也會找你合作”
2004年4月13日，一位法國人下飛機，出機場，上高速，行色匆匆趕到徐仲榆的“工棚”――湖南大學新型碳科學研究所，他是來履行合約安裝調試設備的。
這是徐仲榆的最新動作。他剛剛搞了一個名叫高溫分析示范實驗室的法中聯(lián)合體，從法國引進了一套高溫熱分析儀。據他介紹，這種設備國外只有法國和德國兩個國家有，我們國家只有沈陽金屬研究所和湖南大學新型碳材料研究所各有1臺。
這套設備的到來，表明徐仲榆和湖南大學新型碳材料研究所的研究成果和權威地位進一步得到國際同行的認可。
早在2002年10月，徐仲榆就因其成就被在北京召開的Carbon’02國際碳素會議推選為大會名譽主席，并代表中國作了大會報告。這次會上，他一人帶去了5篇論文，讓與會者驚訝不已。
2003年10月，經過極為嚴格的推選程序，他獲得首屆中國碳素杰出成就獎。徐仲榆的研究成果，不僅受到同行的肯定，也引起了一位搞熱分析研究的法國專家的極大興趣。這位法國專家向法國Setaram公司總部匯報后，受總部指派多次往返于法中之間與徐仲榆洽談合作事宜，最終促成了高溫分析實驗室法中聯(lián)合體在湖南大學新型碳材料研究所的誕生。
法國人的這套設備也叫綜合熱分析儀，最高使用溫度只有2400度，比不上徐仲榆自己設計制造的最高使用溫度可達3000度的爐子。雖然如此，它的作用仍不可小視。比如在進行基礎理論研究時，通過一個熱天平，可以稱量出到達某個溫度時，試樣由于熱分解失去的重量。而這一點恰是徐仲榆原有設備的不足。這套設備，為研究所攻克碳纖維加熱中有關速度上的技術難點創(chuàng)造了條件。
徐仲榆是個談判高手。綜合熱分析儀從法方最初要價人民幣300萬，一路猛跌到93萬元，還外搭3個軟件、7種易消耗件，可以派人到法國去培訓，路費、學費全由法方負擔等，中方只需回報一個條件，就是以實驗室名義發(fā)表文章，給他們做招牌。
為官之道：領導就比群眾多1
徐仲榆常說：“我本赤條條來，還將赤條條去，留下幾個腳印，當回首往事的時候，腳印沒歪，就足已了。”
他55歲就任當副校長時，就職演說只一句話：“在位時想想下位的時候。”含義有兩層：第一，我本是老百姓，不要盛氣凌人；第二，上臺不為人，下臺必受窘。他這么說也這么做，在那個位子上為官5年，管科研、工廠、設計院、資產，所有財物進出都有明細帳，一分不貪，一分不欠；所有房子、課題經費都給別人；妻子是有色冶金設計院的高級工程師，有一段時間單位效益不好，他當時分管設計院，不說是校領導，就是單憑教授、博導，把妻子調過來也不能說是過分要求，可是他恪守“五子登科我不沾”這條戒律，堅持沒把妻子調過來。
徐仲榆想：“你要找我調愛人，我自己愛人沒調來；你要找我要房子，我自己沒有房子。這樣腰板才挺得直，說話才有底氣。”他家住房最寬綽時不過70來平方米。
“領導就比群眾多1，群眾是零；1減0等于1，但1非常重要，后邊帶的0越多，群眾越多，帶1個0是10，帶兩個0是100，帶3個0是1000……倒過來，你躲到后邊，那就成了0.1，0.01 ，0.001……”他這樣形象生動地總結為官之道。
在徐仲榆看來，為官為學同樣的道理。“工棚”里，冬天沒有暖氣，夏天沒有冷氣，他全然不顧。從官位上下來這么多年，他遠離塵囂，遠離利祿，和學生們、工友們一起，一個猛子扎進“工棚”，寒來暑往，悉心鉆研。
“他們是我的一千只手，一萬只手”
徐仲榆的“工棚”還有個后花園。與“工棚”內不同，后花園是一派地道的田園風光，清新、恬靜，還有幾分幽香。園里有葡萄架和各種樹木，玉蘭樹、黃楊木、羅漢松、雪松、桃樹、枇杷樹、石榴樹、桂樹、柚子樹……樹旁有綠地、花卉、水池、甬道，置身其中，好不愜意。最顯眼的當屬南墻上的一塊碑刻《桃李園》，是他的工友之作。
徐仲榆的科研工作也有后花園――帶學生。帶的學生，既有本科生和碩士研究生，還有博士研究生。他帶他們一起做實驗，給他們講課，指導論文。他的閱覽室、柜子里，有很多學生的畢業(yè)論文。學生畢業(yè)后，他就是用自己的經費把他們的論文，包括他們的考卷、筆記，一一整理，裝訂成冊，然后編號、排序、歸檔。另外，在他這里還有各項科研成果鑒定材料、參加國際學術會議的材料，以及國內外有關的各種雜志等等。徐仲榆說，學生到了他這里，要讀書有書，要做實驗能做實驗，要查文獻有文獻，他就是要給學生們提供最好的環(huán)境。
“人是社會性的，有好影響也有壞影響。”徐仲榆認為，傳道授業(yè)解惑，首要的在于傳道。作為一個教育工作者，重要的是培養(yǎng)人，“我們不是為搞科研而搞科研，更重要的是通過科研培養(yǎng)一批人，使他們在科研中成長。”他說他之所以要把學生論文擺在榮譽桌前邊，就是體現(xiàn)這個主導思想，他之所以有力量，就是因為“這批人已經是我的一千只手，一萬只手了”。
“有心人天不負。”現(xiàn)在，他培養(yǎng)的博士生在美國的有16個，都是在國家一級的實驗室。還有很多學生在國內教育、科研等部門以及碳素行業(yè)擔任要職。眼下他還帶著8名學生。
碩士研究生陳晗說：“徐仲榆導師讓我受益終身，做事認真，要求嚴格，不能有半點馬虎。有一次停電了，我卻忘記關閉電源，結果燒壞了爐子，他很嚴厲地批評了我，話不多，卻刻骨銘心。”
得意門生劉超說：“能來這里很幸運。徐仲榆導師不僅傳授給我們知識，而且用行動教育我們做人。比如下雨了，他可以把傘讓給學生。像這樣細微的事情很多，常常讓我們感動。”
【關鍵詞】理科平臺課 基礎化學 課程體系
【中圖分類號】G642.0 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810（2014）10-0066-02
我國高校化學專業(yè)本科課程體系的基本框架形成于20世紀50年代，當時借鑒前蘇聯(lián)模式，以培養(yǎng)高級專門人才為目標，構建了四大化學課程體系，實驗依附于理論課程，實施專業(yè)教育。近年來，隨著高等教育的不斷發(fā)展和教育改革的不斷深入，對于大學化學教育提出了新的挑戰(zhàn)。這些挑戰(zhàn)包括：（1）社會需要創(chuàng)新型的人才，需要在快速變革下的社會里具有應變能力和高度競爭力的人才，國內大學的教育模式發(fā)生了顯著變化；（2）社會價值觀的多元化使得教育培養(yǎng)的目標開始多元化，從培養(yǎng)專門化學人才向培養(yǎng)具有化學背景的高素質人才過渡；（3）學生的自主意識逐漸增強，從被動接受轉為主動選擇。學生已經擁有更多選擇課程、選擇專業(yè)甚至選擇院系的自由。
此外，課程結構不盡合理的矛盾也越來越突出。學科專業(yè)課程中，四大化學基礎課比重大、學時多，內容重復嚴重，造成學時浪費，導致講的內容用不上，要用的內容沒有講。同時課程結構和課程內容有交錯重疊或銜接不緊密的現(xiàn)象，嚴重影響了課程結構整體功能的發(fā)揮和教學效果的提高。
在此情況下，國內一些實力較強的學校，紛紛開展教學改革，改變原有的本科教學思想和培養(yǎng)目標，在課程體系、教學內容和培養(yǎng)方法方面開展探索，建設適合大理科模式人才培養(yǎng)的基礎化學課程新體系。改革的出發(fā)點都是以“加強基礎、淡化專業(yè)、因材施教、分流培養(yǎng)”為辦學方針，充分利用本校學科齊全的優(yōu)勢和良好的教學資源，實踐本科階段低年級通識和基礎教育、高年級寬口徑專業(yè)教育相結合的培養(yǎng)模式，突出基礎、能力、素質三要素的全面發(fā)展，為研究生教育輸送高素質、創(chuàng)新型生源；同時也為社會提供適應能力強的本科畢業(yè)生。這其中做得比較好的有北京大學、南京大學、南開大學、復旦大學等，而北京大學和南京大學的理科平臺課設置方案又最具有代表性。
一 課程體系概況
北京大學首先在元培計劃實驗班中開設了理科平臺課，而南京大學與此相對應的是理科強化班。這兩個實驗班均是在低年級實行通識教育和大學基礎教育，在高年級實行寬口徑的專業(yè)教育。一般是在第一學年設置大平臺課程，學生在第一學年學習完畢后，在對自身特點、學校的學科狀況、專業(yè)設置、培養(yǎng)目標以及其他情況有了進一步了解后，選擇進一步學習的專業(yè)領域。第二學年按模塊設置核心課程，學生可以選修數理類、化學生物類核心課程。從這一學年開始，無論是元培計劃實驗班還是理科強化班的學生，均開始按照各院系的教學計劃進行選修課程的學習，但還歸元培班或強化班管理。從第三學年開始，學生分流到各個院系，這一學年開設課程為各個專業(yè)的核心課程，第四學年為選修課程、科研訓練課程和畢業(yè)論文階段。由此可以看出，改革后課程體系建設的重心是第一學年的大平臺課程。
二 課程體系的設計與安排
北京大學理科平臺課中的化學課程為普通化學原理，課程開設對象為化學、生物、環(huán)境、地礦類專業(yè)方向的學生（數學、物理、信息、力學與工程專業(yè)方向的學生學學化學）。對于修化學專業(yè)方向的學生，隨后開設的主干課程有定量分析、儀器分析、無機化學、有機化學、物理化學、結構化學及相關實驗等。從課程內容上來講，他們所開設的平臺課普通化學原理類似于傳統(tǒng)授課方式中的無機化學（上），但在內容處理上又與傳統(tǒng)的無機化學（上）有較大的區(qū)別。普通化學原理教材為一冊，包含的內容主要有六部分：（1）物態(tài)（氣體、液體、溶液）；（2）化學熱力學初步；（3）化學動力學初步；（4）溶液化學（四大平衡）；（5）物質結構（原子結構、分子結構、晶體結構和配合物）；
（6）元素化學導論。
他們在課堂教學中減少了新概念比較少的四大平衡、溶液等部分內容，而把更多的時間放在對理解化學原理更為重要且學生感到比較困難的原理部分，如熱力學、動力學和結構化學等。雖然這其中也列出了元素化學部分，但其課時數較少，僅僅是對元素化學進行簡單的概況介紹，更為詳細的內容放在了化學學院開設的后學的課程無機化學中。這樣的課程設計真正體現(xiàn)了普通化學原理作為理科平臺課的作用，因為對于非化學專業(yè)學生來說，過多地學習元素化學的知識沒有多大必要。
南京大學理科平臺課中的化學課程為“化學原理”，從字面意思可以看出，它們與北京大學一樣，都是著重化學原理的講授，但課程開設對象更廣，包括數學、物理、天文、化學、生物、地質、地理、大氣等專業(yè)方向的學生。后續(xù)的模塊課程包括有機化學、有機化學實驗（上）、譜學原理、物理化學實驗（上）、儀器分析實驗、生物化學為化生大類學生的必修課程。有機化學實驗（下）和物理化學實驗（下）為化學生物大類學生的選修課程。在通過大理科平臺課程和化生模塊課程后，專修化學方向的學生可以進一步修讀材料與結構、結晶化學、高分子化學、高等無機化學和高等有機化學等化學專業(yè)核心課程以及其他化學類選修課程。交叉方向如生物物理方向等在通過平臺課程后，根據需要可選修譜學原理、有機化學、生物化學、有機化學實驗中的部分課程。
從南京大學的課程設計來看，他們對原有的化學課程進行了充分的整合和充實。新設計的化學原理內容豐富，包括原無機化學、分析化學（化學分析部分）和物理化學三門課程的主要內容，分上、下兩冊出版，具體內容包括：（1）物態(tài)（氣體、液體、固體）；（2）溶液化學（四大平衡）及定量分析化學；（3）熱力學基礎（包含統(tǒng)計熱力學簡介）；（4）化學動力學；（5）物質結構（原子、分子、晶體和配合物結構）；（6）元素化學。
由于化學原理涵蓋的內容很多，因此不再開設后續(xù)課程無機化學。這樣設計的主要優(yōu)點有：（1）從基礎化學教學的總體要求出發(fā)，刪減了原三門課程中的重復部分和陳舊內容，融入了近現(xiàn)代化學的思想、內容和發(fā)展成就，增加了新的涉及學科前沿的內容。（2）該課程及教材的特色是注重全面系統(tǒng)地介紹化學學科的基本理論，使一年級學生對整個化學領域有全面的了解和認識，從而為進一步深入學習化學及其相關的知識打下良好的基礎。（3）大大縮減學時（從原先的240學時減至140學時），為學生的主動性學習提供了時間保證。（4）配置有系列后續(xù)理論課程，如譜學原理、有機化學、生物化學、材料與結構等，構成了完整、全新的基礎化學課程體系。
從兩者的課程設計來看，南京大學的改革更徹底、更完善，課程體系中已經完全不見了無機化學和定量分析化學的蹤影。這樣的設計既有利也有弊，好處是大大縮減了學時，利于教授授課和學生自學，不利之處是這樣的課程設計極大地增加了一年級學生的學習負擔，對學生的知識接受能力要求較高。
三 實施效果
由上不難看出，通過理科平臺課模式培養(yǎng)出來的學生將具有知識面寬、創(chuàng)新意識強、對交叉、邊緣學科的適應性好的特征。學生有深厚的數理和化生基礎、獨特的知識結構，能夠在不同學科方向之間作選擇。如物理方向的學生可以在化學領域，特別具有向理論化學、量子化學等方向發(fā)展的潛力，在物理領域內也特別適合在凝聚態(tài)物理的某些方向發(fā)展；化學方向的學生也可以在物理、材料、生物、環(huán)境等學科發(fā)展，成為能適應邊緣學科和很快進入學科前沿的人才。這樣的學生將來走上科研道路后，與其他學生相比也將有更為出色的成就。據統(tǒng)計，南京大學強化班的學生在研究生階段普遍都有高水平高質量的于國內外科技期刊。
總之，南京大學強化班的課程設計同北京大學元培班的課程設計相比，向前邁的步子更大，培養(yǎng)出來的學生知識面更寬。但這種模式的推行至少需要兩個條件，一是學校的整體實力，二是學生的知識接受能力及智力水平，正因如此，這種理科平臺課的人才培養(yǎng)模式在短期內還不能在更多的學校內實行。
參考文獻
[1]教育部高等學校化學類專業(yè)教學指導分委員會.高等學校化學類專業(yè)指導性專業(yè)規(guī)范[M].北京：高等教育出版社，2011
