化学与分子工程学院的前身化学系成立于1910年，是我国公立高等院校中成立最早的化学系，为我国化学人才培养体系的建设做出了杰出贡献。2002年，全国一级学科整体水平评估，北京大学化学学科排名全国第一。在2001年举行的国家重点学科评比中，化学学院的无机化学、有机化学、分析化学、物理化学和高分子化学与物理再次被评为国家重点学科，重点学科数目居全国高校化学学科首位。目前，化学学院设有5个系：化学系、材料化学系、高分子科学与工程系、应用化学系和化学生物学系；7个研究所（无机化学，分析化学，有机化学，物理化学，高分子化学与物理，理论与计算化学，应用化学）；学院还设有北京大学分析测试中心和化学基础教学实验中心；2个国家重点实验室和2个教育部重点实验室：稀土材料化学与应用国家重点实验室、分子动态与稳态结构国家重点实验室，生物有机与分子工程、纳米器件物理与化学教育部重点实验室。2003年11月，科技部批准由北京大学和中科院化学研究所共同筹建“北京分子科学国家实验室”。高分子科学与工程系申报的“高分子化学与物理”教育部重点实验室已于2003年11月底获教育部批准立项建设。学院具有优良的实验教学和科研条件，全院大中型仪器等固定资产已达1.7亿元，为全国高校化学学科之冠。1993年被原国家教委批准为“国家理科基础科学研究和教学人才培养基地”。1998年在全国化学基地初评中被评为第一名，1999年全国中期检查评估又被评为优秀基地，2004年9月通过了教育部和基金委的验收评估，并再次被评为优秀基地。目前，化学学院有教职员工210人，其中中科院院士8人，长江特聘教授12人（含讲座教授1人），教授57人，副教授50人。3个研究群体被基金委评为创新群体，25人获得国家自然科学基金委杰出青年基金资助，9人与国外学者合作获得B类杰出青年基金资助，10人获得教育部跨世纪人才和教育部新世纪优秀人才基金资助。
2006年学院继续按化学大学科招生，入学三年后学生可根据自己的兴趣和志向选择三个专业（化学、材料化学和应用化学）方向进一步学习。根据北京大学“加强基础，淡化专业，因材施教，分流培养”的本科生教育方针，化学专业不再分无机、有机等专业，学生只在高年级按不同的研究方向做毕业论文。除学校规定的公共必修课和通选课外，设置了模块化的化学类课程，主要基础课程包括普通化学及实验、分析化学（含仪器分析）及实验、有机化学及实验、无机化学及实验、物理化学及实验、结构化学、高分子化学、生命化学基础、化工基础、计算机基础和综合化学实验等必修课程。化学学院十分重视本科生教学工作，许多知名学者参加本科生基础课教学工作，多门课程先后被评为教育部基地建设名牌课程、北京市和教育部精品课程。此外，学院还设置了大量的选修课程供学生选修学习，学生可以在顾问教师指导下，不断调整选修课程，实现基础牢固、个性发展的培养目标。学院鼓励学有余力的学生提前进入各课题研究小组参与科学研究和创新活动。许多学生在本科阶段就在国内外学术刊物上发表了高水平的研究论文。在最近两届（2002，2004）的全国大学生化学实验竞赛中和全国大学生“挑战杯”竞赛中，化学学院的学生均取得优异成绩，反映化学学院教学水平和人才培养的成果2005年被教育部评为国家教学成果奖二等奖。
历年来每年获得中学生国际化学奥赛奖牌的选手以及获得全国中学生化学竞赛的一等奖的近30名优秀高中毕业生被保送到本院，全国高考中也吸引了非常优秀的生源。目前在校学生共1190人，其中本科生701人，研究生489人；博士后工作人员64人。近三年的统计表明，我院80%左右的毕业生被保送或考取国内外大学或研究所的研究生，15％左右的毕业生通过双向选择在国内科研、教学、大型企业等单位和国家机关工作。
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