学系停办的消息让化学家和教育管理者担忧。但虽然问题确实存在,面临困境的院校仍有选择
过去两年来,小型院校停办化学专业的消息在社交媒体上引发关注。在美国,由于学费高昂、18-24岁人口减少以及新冠疫情的持续影响等原因,大学入学人数正在下降——化学系也不例外。再加上运营化学专业的高昂成本,寻求削减成本的大学管理者正在盯上这个院系。《化学与工程新闻》(C&EN)分析教育数据发现,过去5年来美国开设本科化学专业的大学数量仅略有下降,但与生物学相比,化学专业的入学人数和授予学位数量都在下降。化学系教师正感受到压力,必须改变课程设置以适应不断变化的学术环境,否则就可能被淘汰。
Warren Wilson学院、Fresno Pacific大学、西弗吉尼亚理工大学和Christian Brothers大学,这些都是过去一年停止招收新的本科化学专业学生的院校。其他院校如SUNY Potsdam和Utica大学也险些关闭其化学专业。截至2024年,已有至少两所设有化学专业的大学——Cabrini大学和Wells学院完全关闭。
教育专家近年来一直在警告美国高等教育的健康状况。入学人数下降导致学校收到的学费减少。预算越来越紧张。专家表示大学入学率还将遭受更多打击。
化学专业也不例外。它们面临着与整个教育领域相同的困境,但在入学人数和毕业生数量方面的表现更差。面对运营化学系的高成本,一些学校通过重新定位专业或完全取消专业来应对。
高等教育的入学问题就像九头蛇一样有多个头。其中一个问题是学生数量减少。皮尤研究中心的研究人员发现,2007年至2009年间出生率急剧下降,可能与2008年经济衰退有关。在那些年份出生的婴儿现在15-17岁,正是未来几年大学新生的典型年龄。
新冠疫情是另一个打击。当大学在封锁后重新开放时,一些学生没有返校。西弗吉尼亚理工大学(WVU Tech)文理学院院长、化学教授Hasan El-Rifai说,许多学校从未完全恢复。"它某种程度上摧毁了小型院校,大型院校也仅仅勉强生存。"
另一个问题是高等教育成本的上涨。根据教育数据倡议组织的数据,2010年至2023年间,美国公立四年制院校的学费上涨了37%。2023年皮尤研究中心的一项调查发现,29%的美国成年人认为上大学不值得这么高的成本。
-Peter Eckel，宾夕法尼亚大学全球高等教育管理项目高级研究员兼主任
2023年,教育专家预测未来几年将有许多大学关闭,现在看来他们可能是对的。根据国家教育统计中心最新报告,2023-24学年美国高等教育机构数量下降了约2%。
这种影响正在逐渐渗透到化学专业。过去两年,小型学校停办化学专业的消息在社交媒体上引发了警惕。
为了更好地了解发生了什么,C&EN收集并分析了来自国家教育统计中心的数据。结果发现,美国开设本科化学专业的大学数量在2019年达到峰值,此后仅下降了约1%。
但是化学专业的入学人数和获得学位的学生人数在过去几年大幅下降。拥有更多学生的大型学校更有能力度过这个低谷。但对于每年只有少数化学专业毕业生的学校来说,这变成了一个生存问题。小型院校的化学系教师发现,他们必须要么努力维持项目,要么随着不断变化的学术环境改变,要么放弃这个专业。
就其本质而言,化学专业的建立和维护成本很高。Utica大学化学教授Michelle Boucher说,这是因为化学不仅仅是一门学术学科,它还是一门技术学科。
"要成为一名现代实验室化学家,你必须使用仪器设备。你必须使用需要安全处理和安全处置的实验室化学品,"她说。除了有时具有危险性的化学品外,系里还需要通风橱、防护设备,以及经过培训的环境健康与安全人员来处理废物。
现代仪器设备也相当昂贵。El-Rifai在2016年参与了WVU Tech物理科学大楼的改造设计团队。"我们有令人惊叹的设施。"他说,大量资金都投入到了那栋楼里。
这些设备还需要更新以继续吸引学生,宾夕法尼亚大学的Eckel说。学校不能在建于20世纪50年代的实验室里上课。"当你带学生参观时,他们会想:'这就是我要学习化学的地方吗?'"然后他们会去有崭新实验室的学校。
"化学专业既昂贵又有异味,"Boucher说。
因此,当大学管理者在寻找可以削减的成本时,化学专业成为诱人的目标。但大多数大学不能完全取消化学课程。其他专业的学生,如生物和物理专业,都需要化学课。化学是一个服务性院系,El-Rifai说。"工程学院的每个学生都需要学习化学。超过半数的校园学生都要修化学课。"
不过,化学专业本身却成了可以动刀的对象。
除了化学专业的成本外,学校管理者还关注另一个数字:入学人数。
根据国家学生信息交换中心研究院的数据,自2019年以来,美国四年制大学的入学人数下降了3.2%。同期,化学专业的入学人数则暴跌了23.2%。
相比之下,生物学本科入学人数自2019年以来的降幅与整体本科入学降幅相当。在大学入学人数下降、学生选择放弃高等教育的时期,生物学学位的数量自2019年以来实际上有所增加。根据C&EN的分析,自2019年以来,生物学本科学位授予数量增加了7.5%。在同一时期,所有学科的学士学位数量下降了2.6%,而化学学位下降了14.1%。
截至2023-24学年结束,提供生物学学位的学校数量仅比提供化学学位的学校多几百所。在过去5年中,这两个学科的专业数量下降速度大致相同。但根据C&EN的分析,2023年美国高等教育机构授予了132,465个生物学学位,相比之下化学学位只有12,567个。而且学校似乎并没有停办其生物学专业。
为什么生物学对大一新生的吸引力比化学更大？El-Rifai认为这可能与专业要求有关。
自 2019 年以来，美国本科化学和生物学项目的数量均呈下降趋势。
来源：C&EN 根据国家教育统计中心的数据分析。
a 2020 年国家教育统计中心的《教学项目分类术语》使用“生物学和生物医学科学”来描述所有生物学领域。
WVU Tech的生物专业学生比化学专业学生多得多,他说。这两个专业的大多数学生都是希望进入医学和牙医等领域的学生。这些学生选择生物而不是化学的原因很简单,El-Rifai说。"就是数学。"
完成生物学或化学学位都能满足申请医学院的课程要求。WVU Tech的化学专业要求修四个学期的微积分。而生物专业根本不需要微积分,El-Rifai说。
"然后你试图说服学生走化学这条路。他们看着你说,'为什么我需要学习多变量微积分、微积分1和微积分2？'"他说。他们看看生物学位的要求,发现连微积分1都不需要。"你猜他们会选择什么,"El-Rifai说。
Utica的生物化学专业新生同样比化学专业多。"我们服务的群体可能已经看到了医生、律师或药剂师这个神圣的三位一体,"Boucher说。她认为这种现象与学生过去的接触经历有关。"在日常生活中你能看到多少化学家？"她问道。"在成长过程中,你能看到教师、医生、牙医。"
无论原因是什么,底线是化学专业正在受到打击。为了维持运营,化学系可能必须适应变化。
WVU Tech是西弗吉尼亚大学主校区的一个分校,主校区有约25,000名学生。WVU Tech只有约1,500名学生。从本学年开始,这所小型学校不再提供化学专业。
多年来,WVU Tech的化学系一直在稳步运营,El-Rifai说。这是一个服务性院系,他说,为其他专业提供所需课程。此外,在支付运营成本后,化学专业学生的学费带来了可观的收入。管理层并不想削减这个专业,因为化学专业能创造收入,El-Rifai说。但他知道这种情况不可能永远持续。
El-Rifai几年前重新设计了化学专业,取消了一项数学要求。但当主校区启动他们所称的"学术转型"时,El-Rifai担心他对化学系的改变可能不足以拯救这个专业。于是他开始思考。"我们能做些什么来利用我们的设备、设施、预算和教师？"他说。"什么专业可以降低数学要求并吸引学生？"
最终,El-Rifai决定停办化学专业。管理层也同意了。取而代之的是,WVU Tech现在有了一个新项目:化学取证专业。
"你可以说我们是化学学位的改头换面,"El-Rifai说。但在表面之下,引擎基本上是一样的。"我们使用所有的设施。我们使用所有的设备,"他说。
不同之处在于教授们对课程的处理方式。例如,化学取证课程仍然研究仪器分析;他们只是测试不同的化合物。"我不用化学品X,而是用药物来测试,或者用爆炸性材料。他们把它叫做法医化学310。它就是分析化学,"他说。
Boucher说,Utica在面临关闭威胁时采取了不同的方法。2023年,这所拥有约2,500名本科生的学校面临预算缺口,化学专业在校长将向董事会建议停办的项目名单上。"想法是淘汰化学专业以更好地加强生物化学,"Boucher说。
在Utica,选择生物化学专业的新生比选择化学专业的多。但几个学期后,有些人意识到他们不太喜欢接触病人,Boucher说。"如果你是医预科,这是个问题。"但他们确实发现自己喜欢化学,于是转到化学专业。Utica最终在生物化学和化学专业的毕业生人数大致相当,她说。
但校长并不是建议同时削减这两个专业,而只是化学专业,这对Boucher来说没有意义。"如果我们失去化学专业但保留生物化学专业,我们不会停止提供任何课程,也不会停止维护任何设备,"她说。
化学系在校长正式向董事会提交建议前有时间提供反馈。"所以我们集结了我们的力量,"Boucher说。
主要问题是管理层认为化学已经过时,而生物化学更现代,Boucher说。"他们严重缺乏对化学专业是什么、能提供什么以及能做什么的理解,"她说。
在教师陈述了保留化学专业的理由后,校长改变了向董事会的建议。"我们没有被列入停办的项目名单,这很大程度上得益于我们的反驳,"Boucher说。"回想起来,我们比许多其他学校幸运得多,因为许多学校简单地说'我们负担不起化学科学的全部费用'就结束了。"
获得生物学学位的美国本科生人数在增长，而获得化学学位的本科生人数则在持续减少。
来源：C&EN 根据国家教育统计中心的数据分析。
a 2020 年国家教育统计中心的《教学项目分类术语》使用“生物学和生物医学科学”来描述所有生物学领域。
但Utica的化学专业入学人数已经下降,这让管理者感到不安。过去几年,该系进来的学生人数保持不变,但他们都是以生物化学专业而不是化学专业入学,Boucher说。而且Utica现在的学生数量比10年前少。
作为保留化学专业请愿的一部分,教师们主动提出对课程进行一些改变以更好地吸引潜在学生。教师们仍在制定细节,但这些改变可能包括增加预法医学或预天然产物研究方向。Boucher说,当地雇主倾向于在毕业后雇用Utica的学生从事天然产物或实验台分析工作。这个想法是,基于这些工作设计化学学位可能有助于招生。
Boucher确实担心化学专业新生的数量,她说。"如果未来5年入学前景没有改变,我们将再次面临这个对话。"
Eckel说,学生在选择高等教育时有很多选择。现实可能是,学生对化学的兴趣正在减弱,他说。这种转变不一定是由于学位的内容,而可能是学校呈现化学专业的方式。
"学校将会解读这些征兆,因为他们需要竞争学生,"Eckel说。归根结底,这取决于学生想要什么,因为这将让他们持续入学。
例如,许多工作现在都关注可持续性。一所大学可能会创建一个以化学为中心但不叫化学学位的可持续性或环境科学项目。Eckel说,这是学校包装其课程的不同方式,使其能在日益竞争的市场中脱颖而出。
他认为这更像是化学专业的转型而不是消亡。"大多数情况下,机构不会关闭项目,"他说。特别是在化学和相关的科学、技术、工程和数学领域,他们拥有终身教职员工和基础设施。相比完全关闭一个项目,对现有项目进行改造更容易被接受。
Eckel说,高等教育是一场持久战。学院和大学"非常善于找出如何适应,"他说。但同时,他们也很谨慎,因为他们没有资源进行错误的投资。"机构随着时间推移,会根据学生需求、市场需求和雇主需求逐步发展,"Eckel说。
"学生在高等教育中有很多选择,"他说,"你需要在某些方面具有竞争力才能保持相关性。"
研究方法
1.https://cen.acs.org/education/undergraduate-education/undergraduate-chemistry-programs-crisis/102/i33
