北大跨学科 | 整合科学专业：培养新一代跨学科创新性人才
专题
WECHAT ID: DEANPKU
关键词：跨学科项目 整合科学专业
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专业简介
整合科学专业依托北京大学元培学院，联合数学科学学院，生命科学学院，物理学院，化学与分子工程学院，工学院和前沿交叉学科研究院，在北京大学－清华大学生命科学联合中心和北京大学定量生物学中心的支持下，于2016年设立的新型跨学科专业，学制为4年，学位为理学学士学位。宗旨在于促进学科之间特别是生命科学与其它定量学科之间的深入交叉融合，实现数、理、化、生的整合，培养新一代的跨学科创新性人才；目标是培养素质高，学识宽，基础厚，适应力强且立志于科学的领军人才；同时为相关学科输送高质量宽视野的研究人才。
专业由北京大学相关院系从事生命科学跨学科研究的优秀教师参与课程设计与教学，其中包括多名中国科学院院士、国家千人计划专家、长江学者、国家杰出青年基金获得者。此外，专业所涉及的院、系、中心有广泛的校内外学术资源，可为本专业毕业生提供广泛支持。毕业生就业前景广阔，既可以到生命科学及其它学科院系或研究单位继续深造，也可选择应用数学、生物物理、生物化学、生物工程等领域工作。
整合科学专业新生沙龙
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专业特色
整合科学专业的整体教学目标可概括为“交叉，整合，前沿，创新，国际”。即面对国际上对整合科学人才日益增加的需求，注重在物理学、化学、生物学、数学等基础学科的专业知识学习的基础上，强调学科之间的融会贯通及学生对相关交叉学科知识的理解和前沿研究的认识，在整合科学方面强化对学生自主创新能力和实践科研能力的培养。通过充分利用北京大学物理学、化学、数学、生物学等相关院系的优质教学资源，全新设计课程，实现教学资源的最优配备；加强与国际一流大学的交流和合作，实现国际化培养；同时发挥北京大学校园文化的传统优势与特色，积极营造宽松自由的学术氛围与环境。在注重学生专业素质培养的同时，兼顾学生的思想道德和心理健康，帮助学生树立正确的人生观和价值观，培养出具有国际视野和创新、实践能力的优秀复合型人才。
专业涉及物理、化学、生物、数学等多个方面，学生在入学的前两年接受统一的基础知识训练，其中强调学科交叉整合与创新性能力的培养。从三年级开始，学生根据自己的兴趣，在导师的指导下选择发展方向。整合科学的跨院系导师组为学生设计个性化的培养方案（包括科研训练、实践教学），充分满足学生个性化的成长需要。
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课程体系
（一） 课程结构
整合科学采取学科交叉融合的课程体系，通过对不同学科的专业知识进行浓缩简化、融会贯通后,全新设计相关课程。培养方案总计至少130学分，由三部分构成：
1.公共必修课程（44-50学分）：
包括政治课（18学分），英语课（2-8学分），通识课（12学分），军事理论课（2学分），体育课（4学分），大学成长课（3学分），计算机课（3学分）。
2.专业必修课程 （56学分）：
考虑到数学、物理、化学和生物的交叉与融合，全新设计平台课程；打通学科间的壁垒，提高学生利用交叉学科的知识解决实际问题的能力。课程包括：数学与物理的整合，物理与化学的整合，化学与生物的整合，生物与数学的整合，整合科学实验课，科研实践。
3.专业限选课程（三、四年级；≥6学分）：
利用北京大学相关院系的优质教学资源，为专业提供多样化的专业选修课程。每位同学可以根据兴趣和发展方向，由导师组指导，选修相关课程， 用于加深及拓宽相关专业知识。另外，每位同学必须选择一个实验室进行科研实践（6学分）。
（二）专业实验
专业在第一学年开设9个大型实验训练，通过物理、化学、电子学、计算机科学基本实验技能的训练，重点培养学生实验动手能力，以及理论知识在生命科学经典问题研究中的应用。每个大型实验需要连续2-3周每周1天的时间来学习和操作。课程涉及的内容包括：流体力学及在低雷诺数时的生命现象，测量酵母突变率，自制光度计测量及模拟细菌生长，测量阿伏加德罗常数、波尔兹曼常数等。
学生在第二学年进入从事生命科学和交叉研究的PI实验室进行实验训练，接受来自最前沿课题的挑战。实验教学注重培养学生对于科学问题的理解，学会设立科学假设，并设计科学实验加以研究验证。每个实验需要连续3-4周每周1天的时间来学习和操作。实验内容包括数学建模与系统生物学，化学生物学，荧光成像与超分辨率显微成像，微纳米技术及应用等。
整合科学专业学生在上实验课
（三）导师制度
整合科学的导师制度给学生学业、科研、生活提供了全方位的指导和帮助。导师团队包括中科院院士汤超，以及齐志、李志远等北京大学定量生物学中心多名优秀中青年科学家。导师们不仅承担了整合科学核心课程的教学任务，同时还通过导师交流会、新生讨论讲座、科研实践等活动，为同学们进行全方位的指导。
整合科学2020级举办专业导师见面会
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学生发展
（一）跨学科学习
虽然同为整合科学专业，但各位同学的选课方式、研究方向都有很大不同，有人选修了多门物理学院高年级的专业课，有人专注于计算机科学，也有人选修基础数学方向的专业课。他们不是完全意义上的同行者，但隔着不远就能看到彼此一起前进。兴趣给予学生们学习的动力和乐趣，也使他们面对多元选择与无限可能而不会迷茫。学生还会定期自发组织读书会、讨论会，通过阅读和讨论，取长补短，共同进步。
整合科学专业暑期科研交流会
（二）学生成果
整合科学专业的学生在学业上表现优异，其中2020、2021届各有一名毕业生获得北京大学本科生学术最高荣誉“未名学士”称号，3名同学获得元培学院科研奖励，2名同学获得元培学院青年学者称号，在读学生共有12人因学业表现优秀入选生科挑战班。
（三）毕业去向
截至2022年，整合科学专业共5届毕业生，61名毕业生，其中继续攻读研究生学位共计53人，占比86%，其中出国深造29名，国内攻读研究生24 名。
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寄语
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专业负责人汤超院士：
现代科学与技术的进步越来越取决于我们能否挑战传统、突破学科之间人为的藩篱、拥有跨学科思维与创新的能力，而这些正是整合科学专业的培养目标。
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刘波（整合科学专业2014级本科生，目前哈佛大学生物学博士在读）：
整合科学对我的影响至少有两个方面：一是建立了比较宽阔的科学视野和整全的知识体系，打下了交叉学科的基础。二是加深了对科学的理解，在一定程度上培养了我自己的科学品味和科研风格。包括：“知识作为整体”的意识，问问题的意识和能力，好奇心导向、问题导向的研究风格，终生学习、向他人学习的态度，开放交流、积极合作的意识和能力。
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王彬（整合科学专业2014级本科生，目前加利福尼亚大学圣迭戈分校物理系博士在读）：
很庆幸自己在本科选择成为了整合科学专业的第一届本科生。整合科学的学习赋予了我开阔的视野和整合的科学思维。跨学科训练让我有能力在现在的科研中针对感兴趣的问题，借鉴和使用不同领域的方法和工具。整科的经历也时刻提醒着我主动和各个领域的学者交流，在学科之间的碰撞中为科学问题寻找崭新的视角。
另一个令我感触很深的是，整科提供了非常自主的选课空间。丰富的课程资源让我有机会建立属于自己的独特的科学体系和对自然现象的理解，并从中探索感兴趣的方向。这种理念在现在的科研中也时刻鼓励着我，去尝试不受学科藩篱约束，自由地提出科学问题和探索自然现象！
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李相廷（整合科学专业2016级本科生，目前加利福利亚大学洛杉矶分校生物数学系博士在读）：
整合科学项目对我的最大帮助是给我带来一个广阔的知识基础和跨学科的视角。整科低年级的课程对数、理、化、生等学科有基础性的介绍，能够允许学生在三年级、四年级根据个人的需要和兴趣，学习各学科的高等课程。出于对生物数学的兴趣，我个人在大二以后主要学习概率方向的数学课程，即使跟同年级的数院学生相比，也并没有什么差距。
整科本身是一个学科交叉的项目，有一个不囿于某个特定的学科的视角很重要。我个人做科研的初心在于探索世界的未知奥秘，假使我专攻一个特定的学科，而失去了对其它学科的兴趣或者欣赏能力，那必定会让我非常遗憾。
05
洪烨（整合科学专业2017级本科毕业生，目前在清华大学生命学院博士在读）：
整合科学专业的课程设置十分多元，涉及生物、物理、数学、化学等多个学科但都不深入。这种学习模式其实并不轻松，也曾经让我担心自己 “样样学一点，样样不精通”。直到开始PhD阶段的学习后我才逐渐意识到这样的知识背景显著降低了我后续的学习壁垒。举个例子，我没有微生物学基础，但分子细胞生物学的基础足以让我快速阅读经典病毒学教材以补充相关知识；我没有学过光学课程，但基本的数理方法和电磁学知识让我能直接上手看懂相应的资料用以解决自己的问题。这些经历让我意识到相较于本科毕业时在具体某一方面积累大量知识，能高效广泛地继续深入学习或许更加重要，而这恰恰是在整合科学赋予我们的能力。
来源 | 整合科学专业
编辑 | 苟钟月
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