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 浑然天成、万异归一——记北京大学整合科学专业

 
2015年8月新生入学之际,北京大学整合科学专业喜迎其专业成立后的招生一周年。作为一个全新的跨学科交融性本科专业,立足于引领和鼓励教育改革,敢于开风气之先的北京大学、和淡化专业的元培学院,整合科学专业即实至名归,又在目前林立的各专业中“卓尔不群”。它融合了传统理科的数、理、化、生、乃至工学,跨越了科学发展过程中为了分解和简化问题而人为制造出的学科分支乃至是藩篱,还本归真,还原了自然科学天生自然的完整性。整合科学的学生们在四年学习中,也不同于传统单学科院系学生,他们不仅有机会在各学科的深处倘徉,窥其各自的奥秘和美妙——了解和学习每个学科独特的观察和解决问题的视角、技术和手段;更有机会抽身退步,回到学科交汇处,以便能在面对真正的科学问题时,有更为宏观和多维的角度,利用脑海中触手能及的多种学科知识,找到甚至是创造出适合于解决问题的新技术途径和手段。
从科学史来看,科学经历了综合、分化、再综合的过程。21世纪突飞猛进的生命科学与数学、物理、化学、信息科学、工学等定量学科的交叉融合正在导致一场深刻的科学技术革命。为了适应这个大趋势,近年来一些国际一流大学如美国普林斯顿大学、哈佛大学等相继推出“整合科学”本科生培养计划,其培养的毕业生立刻成为各一流大学研究生项目的抢手目标。而北京大学以前瞻性的目光,捕捉到了藉此培养新型创新性拔尖人才的契机,再次走在浪潮之先,2014年基于本校优厚的多学科综合基础,利用北京大学定量生物学中心和北大-清华生命科学联合中心学科交叉优势、依托元培学院、牵手校内数、理、化、生、工各院系、在教务部、招生办等学校职能部门的大力支持下,在国内首先创办了整合科学专业。可以说,整合科学专业是北京大学继2001年开创性地创办“淡化专业、因材施教、分流培养”的元培学院之后,在探索高水平本科人才培养新模式中所走出的顺理成章的下一步,势将推动北京大学创建世界一流大学的进程。
国际著名小提琴演奏家吕思清为实验班学生主讲“音乐之美”
 作为一个综合科研导向型专业,整合科学专业也整合集中了北京大学的优秀师资和学生资源。套用学生的原话就是“整合专业是一个传说中学术大牛和大神扎堆出没的地方”。师资涵盖北京大学数、理、化、生和工学院系包括多名中国科学院院士、国家“千人计划”专家、长江特聘教授、国家级教学名师等。
在课程设计时选择资深的学术带头人作为各分支学科的负责人,由他们来把握自身擅长的领域在课程中的深度和广度,达到预期的专业培养水准。然后,通过集中讨论的方式制定出整体授课内容和顺序,从而在授课体系中充分体现出“各学科交叉融合”的整合特色。一些课程的融合是将各学科交叉融合,把两个学科中相似相通的放在一起讲。譬如微积分与力学及常微分方程(数学-物理的整合),热学与物化(物理-化学),概率论与随机过程和生物中的涨落现象(数学和生物),近代物理和生理学(物理和生物)。课程设计旨在打通学科之间障碍,让学生掌握多边思维方法和语言。整合科学创立后,已开设新型整合性课程12门,计划开设课程9门。
整合科学专业除了辉煌的师资之外,还集中了北京大学新生中的佼佼者。在2014级的整合科学实验班中,10%同学为省级状元,20%同学在国家奥赛中获银牌,市状元与铜牌们也比比皆是。与北京大学其它专业招生不同的是,整合专业招生是每年9月初,在北京大学招生结束后,面向当年新入学的全体北京大学理工科院系新生进行招生。 招生方式采用报名申请、初选、笔试考核及面试。因此,不仅仅是元培学院,其他院系如物理、化学、生物等院系的同学均有机会加入。这也是对在高考中未能选择到心仪专业的一个重新选择自己喜欢的专业的机会。
除了知识性培养外,整合科学更注重学生的动手和解决实际问题的能力。设计创新力度大,培养学生们在实验中解放思想,思考问题和利用现有条件解决问题的能力,强调对数据的建模和分析,而非简单的现象描述,学科覆盖面广。如在第一年实验中就有测雷诺数(高粘性液体中的运动),锡焊电路板,并且自制简易分光计测量细菌生长曲线,使用软件进行自动化实验、基础光学、合成发光氨、细胞中钙信号的观测与建模等等。学生在实验中,即有自己动手,从简单基础的部件开始,搭建设备来进行测量和分析,也有高大上的使用现代仪器,和深入分析数据背后的规律等。以实践带动对理论的理解。可以想见,学生们也在挑战自己和体验科学探索的的过程中得到了极大的满足和乐趣。在第二学年中,整合科学专业在全校发动各独立研究实验室,设计出了30个科研性的实验,学生可以根据兴趣从中选择8个进行探索。此外,整合科学专业邀请了北大医学部及北京大学相关医院的专家学者为本专业学生开设医学相关实验。
北京电影学院黄磊为实验班学生主讲“创意之美”
第一届整合科学班为20人,因此轻易实现了小班授课。学生在课堂上有充分的和资深学者们的交流机会。除了与科学上的大师进行思想的碰撞和交流之外,整合科学的学生还有机会涉猎音乐、艺术等各个领域的杰出者。如讨论班的“之美”系列讲座,邀请了吕思清、黄磊等人,为学生讲述从音乐、艺术、到数学、化学、国学、哲学等等的奥妙之处。一部分的整合英语也是以英美文学和影视作品出发来体验语言的微妙。学生还自发组织了读书会,讨论交流在课内外广泛阅读中收获的心得体会。乃至共同享受讨论班福利,去音乐学院听音乐会,去电影院看“星际穿越”。在整合科学,知识不是分裂的,欣赏和涉猎每个领域的奥妙只是开端。而整合科学追求的更是“万法归一”,将多层次和方面的信息知识融会贯通,浑然天成后最终为我所用。因此,整合科学专业还鼓励学生选修人文社科方面的课程,培养高尚的道德情操,愉悦身心。
在回顾在整合科学一年的学习时,很多学生还特别提到了整合专业内的“导师约谈制”,不少同学从一开始的被动完成规定到自发的积极寻求导师答疑解惑。不仅限于授课老师,还有外邀的专业领域大牛,如感动于导师对个人的关爱和对学生成长的帮助。
授课老师与实验班学生座谈会
“恰同学少年,风华正茂”。又值一年新生入学之际,北京大学整合科学专业感谢过去一年多来,学校校长等领导、教务部、招生办、房产部等各职能部门及相关院系的大力支持和配合。并且欢迎北大2015级理科新生积极申请。下一个整合的传奇,也许就是你!(招生网址http://cqb.pku.edu.cn/ISP/2015年整合科学专业目前仍开放申请)。
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