答主清华大学生命学院博士在读。在这里系统介绍一下生物学学科本身、学科知识结构(课程体系、细分方向、交叉学科)、专业前景(升学、就业和转行)、专业氛围。
生物专业本身对口的就业方向,如生物技术公司的研发岗,或科研成果转化自主创业等,其实也是有一定体量的;不过就结果而言,转行还是主要的出路。
这里的转行相当程度上指的是依托专业背景进入交叉学科,在拥有生物学背景的同时涉猎计算机/金融等相对热门的领域,这类交叉学科人才在生物计算、医药、投资等领域都大受欢迎。
不过,对原本就有意走交叉方向的同学而言,笔者更建议你在本科学数理或计算机等基础学科,在读研时期再依托自己的数理、计算机技术基础转到交叉的生命科学方向。相比于更注重知识积累的生命科学,数学、物理、计算机科学等基础学科可以培养严谨的底层逻辑和理性思维,这对将来转到任何其他理科都是有帮助的。
1. 关于学科本身
我在我的同级同学中问过很多人为什么学生物,得到最多的答案(包括我自己)都是学医未遂。医学院分数很高,除了高高在上的临床医学,口腔眼科分数也都遥遥领先于其学校基础录取分数线。
为了最大程度的发挥自己分数的优势,上一所好大学,我们忍痛弃医从理,试图曲线救国,不能亲自上手术台悬壶济世,在幕后研究生命本身的活动规律,探索生命的奥秘也让人兴致盎然。于是,我们光荣地走上了 21 世纪的「世纪学科」——生命科学的道路。
事实上生命科学与医学差异还是比较大的,前者注重实际操作,后者偏向理论研究。
生命科学在高考招生专业大类划分里属于理工科,且属于自然学科。尽管中学生物相较数学物理之类学科,需要繁琐而逻辑性弱的记忆,但它仍属于对自然领域探究的科学,是生命领域系统性的知识体系,可通过实验验证的方式得到具体的可重复的实验结果。
从研究内容上说,生命科学是研究生命现象,揭示生命活动规律和本质、以及各种生物系统之间相互关系的科学。
2. 学科的知识结构
2-1. 本科课程体系
不同院校本科阶段的课程设置有所出入。整体而言,大一主要学习公共选修课,大二大三学习核心专业课。故大一两个学期是转专业的最佳时机,此时大家的培养计划差异不大,需要补学的内容相对较少,容易跟上新专业安排。
按照时间顺序与知识深度,生命科学专业在本科阶段的课程安排大致包含:
专业基础课程:分布在大一、大二,旨在培养数学、物理、化学、编程等通用的基础能力
数理课程:高等数学、线性代数、概率统计、大学物理及其实验。化学课程:大一学习无机化学、分析化学及其实验;大二继续学习有机化学、物理化学及其实验。计算机课程:基础计算机科学、vb 或 C 语言程序设计基础
核心专业课程:在大二之后开始接触,最核心的几门课程包括生物化学,遗传学,分子生物学及其实验。在此基础之上,偏理科与偏工科的生命科学院系会在课程安排上有一些区别。
在偏理科的院系,培养方案中安排的其它理论课实验课会相对多一些。比如清华的课程包括了普通生物学、细胞生物学、生理学、发育生物学、免疫学、动物生理学实验、分子生物学实验、细胞生物学实验、生物物理学、神经生物学、生物信息学、生物统计学基础、重大疾病的分子机制、脑疾病的生物学研究、基因组学和表观基因组学等。
偏工科的院系中,则要花更多精力学习工程制图、化工原理、生物工程、细胞工程、基因工程等各种工程类课程。
偏理科的生命科学院系的培养目的在于使学生系统、扎实地掌握生物学基础知识、基本理论和基本技能的基础上,还应使其掌握生物科学研究的基本方法和手段,具有较强的创新意识和实践能力,深入了解生物学的学科前沿和发展趋势,了解生命、材料、能源、环境等相关学科的基础知识,能够在生物科学及相关领域从事科研、技术、教育等工作。
偏工科的生命科学院系的培养目的在于使学生较系统掌握生物学基础知识、基本理论和基本技能的基础上,还应使其比较系统地掌握生物工程、生物技术实践等方面的知识,具有较强的工程实践、研发和设计能力,能够在生物技术、生物工程及相关学科领域从事研究、开发和指导工业生产等工作。
2-2. 细分方向与交叉学科
生物学划分分类很多,根据不同分类方法,对应不同细分专业。教育部的本科专业目录里,有生物科学、生物技术、生物信息学、生态学四个细分专业;除此之外,常见的招生类目还有整合科学和神经科学两个交叉学科。下面对这六个细分方向分别做一些简单的介绍
生物科学对应基本理论,内容多且杂,不容易学得精。读研时可选择其中一个方向深造即可。生物科学的优势院校有清北、武大,一些农林院校水平也很高,尤其是中国农业大学,生物科学是其王牌专业。
生物技术则是利用生物、改造生物的手段和技术,比如发酵、酶工程、分子育种、转基因、器官移植、生物制药等都属于生物技术范畴。农林类大学的生物技术专业水平较强。
生物信息学从本质上来说,属于生物技术,利用计算机解决生物问题,是一门交叉学科。现在的生物信息学,一方面进行基因测序,建立各种基因数据库;一方面,解析蛋白质结构;另一方面,计算机辅助药物设计。也是生物领域就业相对容易,前景较好的专业。
生态学与前者略有差别,更接近环境科学。内容很杂,一般课程包括环境学导论,微生物学,生物化学,植物学,土壤学,动物生物学、生物统计、生态学、气象学、GIS 遥感等。
整合科学是北大于 2014 年开设的交叉学科专业,「整合」的名下同时包含数学、物理、化学、生物、信息和工程几个方向的内容。
这一专业下的课程包括微积分与力学、定量分子生物学、生物化学、定量细胞生物学、整合热力学、整合化学动力学、电磁学、概率统计、量子力学与光谱基础等等。
除此之外,清北联合开展的生命科学联合中心,也正在致力于打破学科壁垒,用多学科融合的方式探究生命科学问题。比如和计算机联合的计算生物学、与数学联合的生物建模、与物理联合的生物物理等。生物学通常作为问题,而不是研究方法。在各种交叉学科中生物学作为研究背景和对象,而研究手段和方法则物尽其用,不拘一格。
神经科学也是一个交叉学科,其内容包括生物学、心理学、计算机科学等。目前本科开设该专业的院校很少,大部分院校的神经科学专业都只招研究生。
随着当前人们的精神需求日渐凸显,心理问题也渐渐成为一个社会问题。但只从心理学角度坐而论道或许对于一些现代科学主义者来说不足够有信服力,打开神经活动与生理结构之间的黑箱,用人类可观测的方式展示神经活动状态,寻求解释神智活动的生物学机制,正是神经科学的课题所在。如果感兴趣,推荐大家「神经现实」这个非营利性神经认知科学公众号,里面有各种有趣的文章。
2-3. 21 世纪真的是生命科学的世纪吗?
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