化学物理系的人才培养特色
俞书勤
(中国科学技术大学化学物理系,安徽 合肥 230026)
摘要:本文简述了化学物理系的建立、学科发展历程、人才培养方式和课程设置特点等。并以部分化学物理系毕业生为例,反映化学物理系的人才培养特色。
关键词:化学物理;人才培养;特色
中图分类号: G642.41 文献标识码: A
Training of Talents in a Chemical Physics Department
YU Shu-qin
(University of Science and Technology of China, Hefei, Anhui 230026)
Abstract: An overview is offered of the establishment and development of the Chemical Physics Department at USTC, and the Department’s curriculum and approach to the training of talents. A number of examples of the Department’s graduates are given to reflect the special features in its training of talented people.
Key words: chemical physics; training of talents; special feature
现在学校正在开展专业教学评估工作。值此之际,回顾我们化学物理系的人才培养特色,是有必要和有启迪的。
化学物理系是1958年中国科学技术大学成立时,由著名科学家钱学森,郭永怀,柳大纲亲自创办的,旨在培养兼有化学和物理两方面知识结构的复合型人才,以适应我国发展“两弹一星”对于物理与化学相结合的交叉学科人才的需求。推动火箭上天的燃烧和飞行过程中在高温、高压、临界条件下物性的研究等都是化学与物理不可分割的课题。因此,当时系内设有“高速化学反应动力学”和“物理力学”两个专业。1964年学校将四个与化学相关的系并为近代化学系,原化学物理系的办学思想在化学物理专业的名下得到传承和发展,直至1994年又恢复化学物理系的名称。
化学物理学科是上世纪二三十年代发展起来的一门新型交叉学科。最有力促成化学与物理相结合,同时也最早促成化学物理学建立的事件,首推W. Heitler和F. London于1927年发表的关于氢分子量子力学处理的卓越工作。1933年美国物理学会主办的Journal of Chemical Physics问世以来,化学物理作为一门独立学科开始成长起来,五十年代以后得到迅速发展,八十年代以来有多项诺贝尔奖授予化学物理科学工作者。
在美国,化学物理的人才主要是在研究生阶段加以培养的,通常由物理系和化学系的教授组成一个跨系的委员会给予指导。要求来自物理系的本科生选修化学方面的课程,来自化学系的本科生增强物理方面的知识。一般来说,化学物理专业的博士生要比化学系内物理化学专业的博士生多修三门左右的课程,还有更多的学科交叉素养的训练体现于研究工作中。通过这样的培养,使学生毕业后能较为得心应手地开展兼具物理和化学两个方面内容的研究工作。
在本科阶段着手培养化学物理交叉学科人才,是化学物理系创始人的创举,是一项有益的尝试。四十多年的教学实践已经表明,这样的尝试是成功的,有利于夯实基础,有利于早出人才。
一项科学研究往往需要多方面人才的组合才能共同完成。诚然,物理系和化学系毕业生是大宗需求的,而培养少量的化学物理专业学生会适应日益发展的化学物理交叉学科的人才需要。这些毕业生可以在物理部门配合做一些偏化学的研究工作,在化学部门配合做一些偏基础、偏理论的工作,这有助于研究队伍形成一个配套的有机整体。学生到那些领域工作自然地认为是自己分内的事情,不会有隔行如隔山的感觉。
化学物理专业的人才特色,主要从课程设置中得到体现,它要求学生数理化基础知识并重。现在的学生有四个学期的数学课(包括数学分析,线性代数,数理方法,概率统计等)和三个学期的普通物理课。要上四大力学,只是理论力学和电动力学合成一门课;还要上四大化学,只是分析化学和有机化学比化学系学生的实验学时要少一些。但是学生没有专业课,学完量子化学,分子光谱和化学动力学专业基础课后即可毕业。有了这样的数理化基础,学生在研究生阶段可各自朝不同研究方向去发展。这些年来,普遍反映化学物理系毕业的学生基础较好,后劲较足,得到国内外相关专家的广泛认可和赞赏。
通过对近十年来在国内外受聘教授职位的部分化学物理系校友的业绩介绍,也可以反映出上述人才的特点。77级的吴奇校友是香港中文大学教授,1995年起部分时间回母校工作,1996年获国家杰出青年基金资助,现为中国科学院院士,美国物理学会会士,兼任中国科技大学化学与材料科学学院院长。由于在高分子溶液性质和胶体稳定性方面成就突出,已被聘为“Macromolecules”现任副主编,“Langmuir”编委,并获得求是青年科学家奖,国家自然科学二等奖等多项奖励。来自少年班的化学物理系82级卢征天校友,现为美国阿贡国家实验室研究员,因其在原子陷阱追踪分析方面的重要贡献,获2000年美国青年科学家总统奖。82级夏幼南校友现为华盛顿大学教授,从事纳米技术、材料科学、表面化学研究,多次获奖,现担任“Nano Letters”副主编,“Langmuir”“Advanced Functional Materials”等多个刊物的编委。由于其在化学、物理和纳米材料应用方面的显著成就,最近荣获2005年度贝克兰奖。该奖被认为美国材料化学界最高荣誉,夏幼南也是颁奖六十年来第一位获贝克兰奖的华人科学家。82级范立校友,在2001年仅36岁,就被日本富山大学聘为正教授,成为日本最年轻的正教授,现已是日本催化能源界的头面人物,最近受聘为我校客座教授。83级张劲松校友,在李远哲教授指导下获博士学位,现为加州大学河滨分校副教授,继续在激光化学,分子反应动力学领域做研究工作,多次获奖。83级王鸿飞校友,在哥伦比亚大学和宾州大学分别获博士学位,做博士后研究以后,于1999年回国到中科院化学所任研究员,是“杰出青年基金”获得者,在界面二次谐波研究方面成绩显著。7903周跃旗和8903崔强校友,先后师从哈佛大学著名理论化学家Karplus教授,现分别为纽约州立大学布法罗分校和威斯康星大学麦迪逊分校副教授,从事生物体系的理论和模拟研究,他们两位去年分别获得蛋白质结构预测技术分析大赛一等奖和青年科学家斯隆奖。86级陈少伟校友现为加州大学圣克鲁兹分校助理教授,在表面纳米自组装方面很有成绩。89级候中怀在科大从本科至博士后,现为化学物理系教授,从事非线性化学研究,2000年获全国百篇优秀博士论文奖。这些教授们都在化学物理学科的各个方面发展,成绩卓著。还有一些校友籍其厚实的数理化基础已渗透到其他学科领域,成为那里的佼佼者。如现为大连化学物理研究所研究员的7703关亚凤、北卡罗来那大学副教授8303林文斌、加州大学河滨分校副教授8303严玉山、清华大学教授8603李景虹和普渡大学助理教授8903程继新分别在色谱分析、无机合成、化学工程、电分析化学和生物医学工程方面显身手。更有转行的77级王明旭在纽约州立大学石溪分校获化学博士以后,又获医学博士,现已成为美国著名的激光眼科专家。81级江平在普林斯顿大学获化学博士以后,又在斯坦福大学获金融学博士,现已是雷曼兄弟公司董事总经理,华尔街上业绩突出的三位中国人之一。另外,从2005年国际著名刊物Langmiur的新一届编委会的30多位编委中有三位华人编委,其中吴奇和夏幼南两位是化学物理系的毕业生这一事实,足可反映化学物理专业给予学生的良好基础。
现在,国内已有两个化学物理研究所,高校中也有一些化学物理研究室等研究集体,博士生专业目录中也有物理化学(含化学物理)专业。但在本科阶段培养化学物理人才,至今只有中国科学技术大学在这么做。我们应进一步继承和发扬老科学家们所制定的化学物理办学思想,为社会输送有特色的科学后备军。
《教育与现代化》(季刊) 2005年第4期(总第77期)