為什么數(shù)學(xué)是當(dāng)今最復(fù)雜、最基礎(chǔ)的自然科學(xué)？ 深奧的公式定理和現(xiàn)實(shí)生活有什么聯(lián)系？ 我們非常邀請了上海化學(xué)大學(xué)的杜洪林老師來講化學(xué)專業(yè)。
1、專業(yè)分析
化學(xué)是闡明和探索物質(zhì)世界的基本性質(zhì)、基本組成、相互作用和運(yùn)動規(guī)律的自然科學(xué)。 更廣泛地說，數(shù)學(xué)是探索和研究自然現(xiàn)象及其規(guī)律的科學(xué)。 它是當(dāng)今最復(fù)雜、最基礎(chǔ)的自然科學(xué)之一，是許多技術(shù)學(xué)科的支柱。
化學(xué)是研究什么的？
兩千多年前，數(shù)學(xué)、哲學(xué)、化學(xué)等常常被混為一談，被稱為“自然哲學(xué)”。 直到十六世紀(jì)，它才成為一門單獨(dú)的現(xiàn)代科學(xué)。 它經(jīng)歷了自然哲學(xué)時代、經(jīng)典熱力學(xué)時代和現(xiàn)代相對論時代。 ，量子熱的三個階段。
科學(xué)界留下了一個笑話：19世紀(jì)末，由于牛頓的熱理論和麥克斯韋的電磁理論逐漸確立，一些化學(xué)家感到，“物理學(xué)的發(fā)展其實(shí)早已結(jié)束，數(shù)學(xué)也早已結(jié)束”。告一段落。 做一些越來越精確的測試?！比欢@句話說出之后的三十年，量子熱和愛因斯坦相對論徹底顛覆了數(shù)學(xué)領(lǐng)域。相對論徹底改變了人們對時間、空間、引力和宏觀宇宙的認(rèn)識。 ；而量子熱力學(xué)則闡明了一個奇異的微觀宇宙，時空被扭曲，物質(zhì)是由大量微觀粒子組成的，這兩個發(fā)現(xiàn)給我們對世界的認(rèn)識帶來了深刻的變革，各種科學(xué)技術(shù)也隨之發(fā)展起來他們改變了整個世界的面貌，直到現(xiàn)在，這些改革從未結(jié)束，無數(shù)化學(xué)家一直在努力擴(kuò)大人類對自然世界的認(rèn)識。
杜先生認(rèn)為，數(shù)學(xué)的研究大致可以分為兩類：第一類是對物質(zhì)的狀態(tài)、變化和應(yīng)用的研究。 各種數(shù)學(xué)理論和精巧的化學(xué)成分關(guān)系著人類享受更加便捷、智能的生活。 生活; 第二類是看似越來越形而上的領(lǐng)域，純粹是為了滿足人類的好奇心，這類研究可能在很長一段時間內(nèi)都不能直接適用，但它可以讓我們更好地了解世界。 該學(xué)科的研究領(lǐng)域很少有數(shù)學(xué)學(xué)科在時間和空間尺度上如此廣泛，從原子、夸克、中微子到恒星和宇宙，短至阿秒，長至數(shù)萬億年。 因此，數(shù)學(xué)及相關(guān)學(xué)科是探索物質(zhì)結(jié)構(gòu)和運(yùn)動基本規(guī)律的前沿學(xué)科，是科學(xué)發(fā)現(xiàn)和技術(shù)創(chuàng)新的基礎(chǔ)和源泉。
大專主要課程
說到基礎(chǔ)數(shù)學(xué)的地位，從學(xué)院的課程設(shè)置就可以看出。 除高?；瘜W(xué)專業(yè)外，“大學(xué)化學(xué)”一般納入理、工、農(nóng)、醫(yī)、林等各類非化學(xué)專業(yè)的基礎(chǔ)課中。 與學(xué)院其他非化學(xué)專業(yè)相比，數(shù)學(xué)專業(yè)所學(xué)到的知識更加系統(tǒng)。
化學(xué)本科階段的課程主要是物理和數(shù)學(xué)。 物理主要包括高等物理、線性代數(shù)、概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)等； 數(shù)學(xué)主要包括四大普通數(shù)學(xué)（熱學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)等和原子化學(xué)）和四大熱力學(xué)（理論熱力學(xué)、電動力熱力學(xué)、熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)化學(xué)、量子熱力學(xué)）。 還有固體化學(xué)、數(shù)學(xué)化學(xué)和工具（如計(jì)算機(jī)編程、語言編程等）等課程。
杜老師認(rèn)為，數(shù)學(xué)最大的魅力就在于它的簡單。 簡單有兩層含義，一是簡單的原理蘊(yùn)含著豐富的結(jié)論，二是忠于事實(shí)的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度。 一般來說，能學(xué)好化學(xué)的人都是純潔的人，踏實(shí)嚴(yán)謹(jǐn)，聰明勤奮，有一顆充滿好奇心的人。 從學(xué)習(xí)的角度來說，學(xué)好化學(xué)離不開物理手段的支持。 數(shù)學(xué)研究指出，精確量化和物理建模需要物理方法和數(shù)學(xué)思維的緊密結(jié)合，因此物理基礎(chǔ)就顯得尤為重要。 其實(shí)，擁有一定的實(shí)驗(yàn)技能對于學(xué)習(xí)也是大有裨益的。
二、職業(yè)與就業(yè)
對口就業(yè)率不高
陽光中考平臺統(tǒng)計(jì)顯示，數(shù)學(xué)專業(yè)畢業(yè)生人數(shù)為18000-20000人，應(yīng)用數(shù)學(xué)畢業(yè)生人數(shù)為7000-8000人； 兩個專業(yè)的就業(yè)率連續(xù)三年保持在80%至85%之間。 數(shù)學(xué)專業(yè)男女比例為1.7：1； 應(yīng)用數(shù)學(xué)為4.5:1。
數(shù)學(xué)就業(yè)與大多數(shù)基礎(chǔ)專業(yè)相同，主要在高等院校、國防部門、科研機(jī)構(gòu)從事教學(xué)研究和相關(guān)科研管理工作。 國內(nèi)有許多與數(shù)學(xué)相關(guān)的研究所，如中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)高能化學(xué)研究所、理論化學(xué)研究所、近代化學(xué)研究所、等離子體化學(xué)研究所、國家空間科學(xué)中心等。 就業(yè)好去處。
據(jù)介紹，數(shù)學(xué)專業(yè)的就業(yè)率不高，半年后畢業(yè)生就業(yè)與專業(yè)的關(guān)聯(lián)度僅為37%。 這顯然與大多數(shù)基礎(chǔ)學(xué)科的就業(yè)特點(diǎn)有關(guān)。 因?yàn)椴⒉皇撬袑W(xué)數(shù)學(xué)的人都能成為化學(xué)家或者從事科學(xué)研究。 雖然從表面上看，與數(shù)學(xué)直接對應(yīng)的行業(yè)很少，但實(shí)際上數(shù)學(xué)專業(yè)的畢業(yè)生就業(yè)范圍很廣。 該專業(yè)的畢業(yè)生遍布信息、能源、航空航天、軍工、材料、交通、經(jīng)濟(jì)、生命科學(xué)等許多以數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)的學(xué)科領(lǐng)域。
基礎(chǔ)學(xué)科適用領(lǐng)域廣泛
數(shù)學(xué)不僅是物質(zhì)世界基礎(chǔ)研究的活躍前沿，也是現(xiàn)代高新技術(shù)的基礎(chǔ)和源泉。 數(shù)學(xué)史上的每一次偉大發(fā)現(xiàn)都帶來了對世界的新認(rèn)識和社會的偉大發(fā)展。 最新的研究很容易引起其他學(xué)術(shù)領(lǐng)域的共鳴。
2014年10月，丁肇中在北京一所大學(xué)的大師班上說：“100年前，最前沿的科學(xué)是光學(xué)和力學(xué)，現(xiàn)在應(yīng)用于電視、廣播、航天工程；20世紀(jì)30年代，最前沿的科學(xué)是量子熱和原子化學(xué)，當(dāng)時還沒有被所有人理解，現(xiàn)在用于IT；20世紀(jì)40年代最前沿的科學(xué)是核化學(xué)，現(xiàn)在用于核聚變化學(xué)是一座從基礎(chǔ)研究轉(zhuǎn)變?yōu)閼?yīng)用技術(shù)的金字塔，金字塔不斷變高什么是物理學(xué)思維，頂端因?yàn)檠芯慷鲩L。
雖然數(shù)學(xué)專業(yè)就業(yè)率不高，但有句老話叫“數(shù)理化學(xué)好，走遍天下都不怕”。 深厚的知識技能讓數(shù)學(xué)專業(yè)的畢業(yè)生無論從事哪個行業(yè)都能快速上手。根據(jù)清華數(shù)學(xué)大學(xué)對20世紀(jì)80、90年代數(shù)學(xué)專業(yè)畢業(yè)生的問卷調(diào)查顯示，其就業(yè)領(lǐng)域分布比例為如下：科學(xué)研究和教育32%； IT行業(yè)28%； 金融、貿(mào)易、商業(yè)、咨詢 13%； 半導(dǎo)體 14%； 生物產(chǎn)業(yè)2%； 傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)6%； 文化、體育、衛(wèi)生2%； 律師 1%； 新聞媒體1%……他們都覺得化學(xué)的學(xué)習(xí)為自己后來的發(fā)展打下了終生的基礎(chǔ)。
深造后轉(zhuǎn)專業(yè)有優(yōu)勢
化學(xué)專業(yè)畢業(yè)生具有較為扎實(shí)的理論基礎(chǔ)。 很多學(xué)生會選擇考研或者出國深造。 升學(xué)專業(yè)大多是數(shù)學(xué)相關(guān)專業(yè)。 對于國外考研來說，很多化學(xué)課程都是其他專業(yè)的主科或者考試科目，考研率非常高，這也是數(shù)學(xué)專業(yè)的優(yōu)勢。
出國深造，重點(diǎn)院校申請美國獎學(xué)金的比例比較高，每年都有一定比例的朋友選擇非數(shù)學(xué)專業(yè)來學(xué)習(xí)。 比如去加拿大學(xué)習(xí)文科、生命科學(xué)甚至金融、商科等專業(yè)。 例如，南開大學(xué)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)班每年有超過40%的中學(xué)生被推薦免試攻讀碩士學(xué)位，近75%的中學(xué)生前往國外院校或研究所深造。研究生學(xué)習(xí)，其中30%在美國學(xué)習(xí)。 近年來，上海大學(xué)化學(xué)專業(yè)畢業(yè)生50%出國攻讀碩士、博士學(xué)位什么是物理學(xué)思維，30%以上獲得日本、歐洲知名大學(xué)獎學(xué)金出國深造。 約有10%的中學(xué)生畢業(yè)后直接參加工作。
三、申請手冊 近300所高校開設(shè)數(shù)學(xué)專業(yè)
化學(xué)是傳統(tǒng)的基礎(chǔ)專業(yè)之一，很多高校都開設(shè)了該專業(yè)，如上海大學(xué)、清華大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、南京大學(xué)、中國科學(xué)院、北京師范大學(xué)等高校的化學(xué)專業(yè)都是國家重點(diǎn)學(xué)科。 陽光中考平臺數(shù)據(jù)顯示，目前全省有295所高校開設(shè)數(shù)學(xué)專業(yè)，招生多分布在綜合類院校、理工科院校、師范院校一批招生專業(yè)中。 。
根據(jù)教育部《普通高中專業(yè)目錄》（2012年），理科類下有化學(xué)類，包括化學(xué)、應(yīng)用數(shù)學(xué)、核化學(xué)、聲學(xué)4個專業(yè)。 各學(xué)院根據(jù)自身情況和發(fā)展需要開設(shè)了不同的專業(yè)和方向，如理論化學(xué)、凝聚態(tài)化學(xué)、生物化學(xué)、光學(xué)、粒子化學(xué)與核化學(xué)、信息技術(shù)和儀器化學(xué)等。
認(rèn)清招生方式，摸清專業(yè)方向
具體招生形式及招生專業(yè)，考生家長可查看年初下發(fā)的《招生專業(yè)目錄》。 從近年來的《招生專業(yè)目錄》中我們可以看到，數(shù)學(xué)專業(yè)的招生形式主要有兩種：一是按化學(xué)專業(yè)招生，二是按化學(xué)類別招生。 近年來，越來越多的高校開始招收數(shù)學(xué)專業(yè)的學(xué)生。 入學(xué)后，經(jīng)過一到三年的訓(xùn)練，中學(xué)生根據(jù)興趣和學(xué)習(xí)條件被分為具體專業(yè)，如上海大學(xué)、南京大學(xué)、北京大學(xué)等。 民航航天學(xué)院等
清華數(shù)學(xué)學(xué)科擁有全省國家級精品課程最多、學(xué)科門類齊全、名師云集。 中學(xué)生按化學(xué)專業(yè)類別入學(xué)后，一、二年級不分專業(yè)。 從五年級開始數(shù)學(xué)類入學(xué)的朋友，分別選擇數(shù)學(xué)、大氣和海洋科學(xué)課程并學(xué)習(xí)。
上海大學(xué)化學(xué)系下設(shè)數(shù)學(xué)、應(yīng)用數(shù)學(xué)、聲學(xué)3個專業(yè)，分為“理論化學(xué)與估算化學(xué)”、“基本粒子、核化學(xué)與宇宙學(xué)”、“超導(dǎo)、量子調(diào)控與宇宙學(xué)”8個培養(yǎng)方向。量子估計(jì)》、《晶體、光學(xué)與光電子學(xué)》、《磁學(xué)與磁電子學(xué)》、《聲學(xué)、聲學(xué)信息技術(shù)與工程》、《生物化學(xué)與軟物質(zhì)科學(xué)》、《新能源化學(xué)與納米科學(xué)》。 招生時不分專業(yè)，?？频诙W(xué)期至七年級分專業(yè)。
廣州民航航天學(xué)院數(shù)學(xué)專業(yè)包括應(yīng)用化學(xué)和核化學(xué)兩個專業(yè)。 2013年起增設(shè)“愛因斯坦”實(shí)驗(yàn)班，入學(xué)后將選派20名左右中學(xué)生作為新生重點(diǎn)培養(yǎng)。 其中，融合化學(xué)為上海市和原國防科工委重點(diǎn)學(xué)科，理論化學(xué)、光學(xué)為住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部重點(diǎn)支持基礎(chǔ)學(xué)科，核能科學(xué)與工程為國家重點(diǎn)學(xué)科。防守缺乏紀(jì)律。
此外，還有一種以實(shí)驗(yàn)班的形式大規(guī)模招生，但其中包含的專業(yè)并不全是化學(xué)專業(yè)。 例如，南京師范大學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)班可以自主選修物理、物理、化學(xué)、生物； 清華大學(xué)“自然科學(xué)實(shí)驗(yàn)班”包括數(shù)學(xué)、理論與應(yīng)用熱、化學(xué)、高分子材料與工程等15個專業(yè)。 考生報名時須綜合考慮自己的興趣愛好、成績以及院校專業(yè)方向。
了解大學(xué)的章程和申請要求
事實(shí)上，在《普通高中復(fù)試招生簡章》中，對報考數(shù)學(xué)專業(yè)的考生并沒有體質(zhì)限制，但有些院校對數(shù)學(xué)專業(yè)的單科成績有要求。報考該專業(yè)的考生，如首都師范大學(xué)在《招生簡章》中規(guī)定：“數(shù)學(xué)單科成績要求：物理科學(xué)大學(xué)、物理系、大學(xué)的專業(yè)信息工程專業(yè)以及國際經(jīng)濟(jì)與貿(mào)易專業(yè)，在提交文件時對數(shù)學(xué)單科成績有一定的要求。 具體分?jǐn)?shù)以原考生為準(zhǔn)。 這取決于整體水平?！?有意報考化學(xué)專業(yè)的考生還應(yīng)關(guān)注相關(guān)院校原有的招生規(guī)定。