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有竞争力的知识结构是如何建构的?(世界名校探秘——多伦多大学3) 精选

已有 3182 次阅读 2024-3-21 08:37 |个人分类:本科教育|系统分类:海外观察

有竞争力的知识结构是如何建构的?

(世界名校探秘——多伦多大学3)

           叶明

世界名校的国际竞争力不仅依赖强势的科研能力与学术成果,而且主要取决于本科的教学质量,后者才是它的根本。世界名校凭借独特的学位、专业与课程设计,经过老师们的精心教导与引导下,把一批批懵懂少年,培养成满足社会需求与科学发展的创新性栋梁之才。

世界名校的学位、专业与课程的底层逻辑可以概括为:有约束的自由。大学生有许多自由的选择权力,当然也要受到一定的约束。约束是学科规律,按照学科发展自身的逻辑构建;自由是学生意愿,按照学生自己的兴趣自主选择,当然也受到社会需求与学科规律的影响控制。在学业上是允许学生的自主选择,是要自我负责的,主动权和主动性都比较高。

首先,自主决定读什么专业,一般都可以满足。即使受学校或学生条件的限制,大学也会充分考虑学生的意愿,给予学生有条件录取或者第一年先学起来,看成绩如何再决定是否可以换专业。对于要想上大学的学生而言,那么你的学习计划就是你选择专业、规划学业的纲领。学习什么专业是自己的理想或梦想,是自己自由设计的, 所学专业与个人的性格特点或兴趣爱好相联系,比较少会产生厌学情绪。在上了大学之后,也可以始终保持旺盛的学习情绪。

其次,从选课到网上注册,从交费到上课,学生们都要自己为自己操心。自主决定怎么完成自己的学业,何时读完本科学位?每年的课程分布?每年的学习强度有多高?学生要注意到专业的学分要求和时间要求。学分分布不合要求不行,时间过了也不能再选课了(有时为了一门课可能要延长一个学年的学习时间) 。课程一旦选定学生就要为自己的选择负责。整个过程需要大学生进行充分的自我管理。

再次,学习过程比较独立自主,要求学生有较强的参与意识和创新能力。在独立自主的学习过程中,学生应当表现出很强的求知欲和创新精神。在课堂讨论中,学生们的思维非常活跃,会提出各种各样的问题,并且能阐述自己的观点。学生们对这些课堂研讨或案例分析非常重视,准备也非常充分,几乎所有的学生都要准备演讲。

每年出一版的供学生自由选课的教学日程表(Calendar),是一份十分重要的文件。这是一个有500-600页、大约是5-6M容量的文件。

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       多伦多大学文理学院教学日程表

 第一页是本科生学院院长的献辞,表现出大学高层领导对学生的尊重之情与欢迎之心。接下来是关于学籍的主要规定以及本学年的日程安排,让每个使用本教学年历的大学生能够对自己本学年的学习安排有一个清晰的了解,以便合理、有序的渡过紧张而热烈的学习生活。这一个纲,纲举目张。此外,学生注册、学生服务机构、奖惩制度、学位获取规定等等,将学生在校期间的所有规则,收揽无余。学校事务的信息公开,便于学生熟悉,有利于学生自觉遵守。每年不厌其烦地公布,也可以根据实际情况,略做修改。总之,学校“政务公开”极大地降低了教务人员的解释成本,消除了管理者的“寻租机会”,很好地提高大学生的守法受益。

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     多伦多大学专业目录

这本教学年历的最大篇幅是所有专业的教学计划及其课程简介。它让学生知道本大学可以攻读什么性质的学位,开出什么专业,学生可以按照自己的意愿与兴趣选择所学的专业与课程。虽然对某一个专业都有一些具体规定与条件,但原则上可以任意选择。让每一个学生十分清楚:自己想学什么,可以学什么,应当学什么,能学什么;如果不合适,可以改学什么。此外,还可以让学生明白,除自己所学专业之外,还有很大的知识空间,可以自由翱翔。这样,不仅是对人类知识体系的初步了解,消除“单向度的人”(马尔库塞)的“虚妄的自负”(海德格尔),也是对他人所学、对别的专业的尊重。这就是进入世界一流研究型大学接受“通识教育”而不是“职业教育”的根本目的。

与此相反,那些不以学生为本而“以教师为本”、 “以管理者为本”的大学,一般是不允许学生自由选专业、转专业。打着“公平”的旗号,用没有什么实际意义的一、二分(高考分数或转学专业考试分数),几乎不允许转换学校,葬送了多少莘莘学子的理想与志向;或者,借此“巧取豪夺”学生父母的汗水与心血。

教学年历也很详细的揭示了每一专业的学习内容与具体要求。以多伦多大学的教学年历为例做较为详细的讨论。

学位的选择

为了要获得四年制本科学位(文学士、理学士、商学士在文理学院,工学士在工学院),对任何一位大学生而言,几乎没有限制攻读何种学位。没有中国高考的文科生与理科生的严格区别。例如,在中国建筑属于工科,限制了某些有空间感想象力的文科生报考,是一种遗憾与浪费。

有约束的自由选择学位类别,主要在第一年、二年,可以简单地称之为学位类别的选择,主要是公共基础课,数学、物理、化学、生物、哲学、经济学、社会学等等;如果是文学士,必须有数学与自然科学(物理、化学、生物等)理科课程的任选二门,2个学分;如果是文学士,必须有数学与社会科学(经济学、社会学等)、人文科学(哲学、历史)任选二门,2个学分。如果是商学士,必须有数学与自然科学或人文科学。

公共基础课主要是以下学科的100+系列课程,当然包括专门为不同学位需求的专门课程:

人文学科主要包括:建筑学(ARC课程指定)、艺术史(FAH)、古典文学(CLA)、戏剧(DRM)、东亚研究(EAS)、英语(EST)、法语(FCS)、德语(GER)、希腊文(GRK)、历史(HIS)、音乐(MUS)、哲学(PHD)、视觉研究(VIS)等。

社会科学主要包括:考古学(ARH)、经济学(ECO)、数学(MAT 123H, 124H和133Y是社会科学课程;所有其他MAT都是自然科学课程)、管理学(MGS)、政治学(POL)、社会学(SOC)

自然科学的主要包括:精算学(ACT)、解剖学(ANA)、应用数学(APM))、天文学(AST)、生物化学(BCB, BCH)、化学(CHM)、计算机科学(CSC)、生态学与进化生物学(EEB)、地质学(GLG课程指定)、人类生物学(HMB)、免疫学(IMM课)、检验医学与病理生物学(LMP)、数学(MAT);所有的数学除了123H, 124H, 133Y1,这是社会性的课程科学课程)、材料科学(MSE)、养科学(NFS课程指定)、药理学(PCL)、药物化学(PHC)、体育与健康(PHE)、物理(PHY)、行星科学(PLN)、生理学(PSL)、心理学(PSY)、统计学(STA)

修学的选择

确定何种学位之后,就有一个如何修学的问题,是专修还是主修?

多伦多大学的学位规定,必须同时达到如下要求:

----修完至少20个完整学分。

不仅有学术数量的要求,而且还有课程等级的限制,即符合以下条件的课程:

(1)不超过6门课程可以是100个系列。

(2)至少6门课程必须是300+系列课程(不超过)。

(3)相同的三个字母的课程不得超过15门。

----修完: (a) 专修课程, 或者 (b)两个主修课程, 或者 (c) 两个副修课程和一个主修课程。以上课程组合必须包含12个不同的完整学分;

----总计学分平均分不低于1.80。 

接下来,我们讨论专修-主修-辅修分别对应不同程度的结业要求:

所谓“专业”就是是一个或多个学科的课程组合;这些组合与每个学院或院系的条目一起列出,在教学日程表的“专业和课程”部分详细列出。

一个专业的课程,在一个或多个学科中有9到17门课。专业课程必须包括一个学科的至少四门300+系列及以上的课程,其中一门必须是400系列课程。

专修(Specialist),大学期间仅专修某一个专业。大学四年中间通常有一半及以上(60-80%)的学分都是此专业的必修课,(其余可选一些选修课)。难修程度:五颗星。学生们在完成大一大二的课程后,申请进入专修项目,因此对学生的GPA有非常高的要求。不过并不是所有学校都有专修的选项,就算学校有专修的选项,也不一定会所有专业都提供。专业课程应该是在一个或多个学科中,有6至8门专业课程;其中,必须包括至少四门300+系列课程,4个学分;至少一门必须是400+系列课程课程,1个学分。这是专修的课程的约束条件。

生命科学的专修项目(专业)有:行为学(生态学和进化生物学)、生物化学、生物地理(地理)、生物化学(化学)、生物信息学与计算生物学(生物化学);生物学、生物物理学(物理学)、植物学(生物学)、细胞生物学(细胞与系统生物学),比较动物生理学(细胞与系统生物学),发育生物学(细胞与系统生物学),生态学(生态学与进化生物学),环境与健康(环境中心),进化生物学(生态学与进化生物学)、基因遗传学和生物技术(人类生物学),全球健康(人类健康与疾病(人类生物学)、免疫学、分子遗传学与微生物学,分子植物生物学(细胞与系统生物学)、神经科学(人类生物学)、病理生物学、药物化学、药理学、生理学、心理学、心理学研究、毒理学、动物学(生物学)。

主修(Major)大学期间可最多选择2个主修专业(Double major) ,两个专业的方向不受限制!。一个主修的必修课在大学四年中占据约有30%-40%的课程。难修程度:三颗星。通常需要学生们申请进入主修项目,不过相对专修难度较小。这也是所有大学都会设置的专业选项,是大学生们普遍的选择。主修课程应该包含较多更多的学科,由6至8门课程组成;主修课程必须至少包括两门300 +系列课程,2个学分。生命科学的主修相目(专业)有:生物化学,生物学,植物学(生物学),生态学与进化、生物学、生命科学(人类生物学)、营养科学、药理学、生理学、心理学、毒理学、动物学(生物学)。

辅修(Minor),可根据自己的喜好进行灵活选择。一个辅修的必修课在大学四年中占据约有20%的课程。难修程度:两颗星。通常学生们只需要完成公共必修课即可进入辅修项目,没有GPA的要求。如果在选择了专修和主修后,如果还有一些选修课程的空余,可以直接选择一个自己感兴趣的辅修。辅修由一门或多门学科组成,至少是四门同一学科课程,2个学分;辅修课程必须至少包括一门300+的系列课程,1个学分。

生命科学的辅修项目(专业)有:生物学、植物学(生物学)、环境生物学(生态学与生态学)   进化生物学)、生理学、心理学、动物学(生物学)。

专业的选择

如果所,学位的选择,主要体现在公共基础课程的选择,那么,专业的选择主要首先体现在专业基础课程的选择,然后再细分。

在生命科学大类中,专业基础课程可以选择多种学科,如化学类,生物学类;在化学类中,也有多种选择,如生物化学、物理化学,有机化学等。就是同一门学科课程,也有深浅不同的课程可供选择。日历中的“排斥”,就是同一课程内容不同的教法,还有那一程度不同的区别。

多伦多大学一个完整的专修项目从功能角度上讲可以分为基础课程、核心课程、专业课程、拓展课程,它们的合理组合构成一个比较系统与有弹性的知识体系。从实施角度上讲是学分制与学年制相的有机结合。在整体上是实行学分制,规定取得学位需要的学分总量(20学分),通识教育(公共基础课)的最低要求(自然科学、社会科学、人文科学各1个学分),专业教育的基本要求(必修课程、限选课程),这实质上是描述了各个专业的知识体系与能力结构。但在具体的实际教学过程中,还是按照学年制的方式进行的,规定每学年具体必修的教学计划。这样,可以遵循科学知识体系的逻辑顺序,便于学生循序渐进地完成学业,并逐步走向专业化与精细化。

分子遗传学与微生物学专修项目(至少14门完整课程)

第一年:

通常建议修的课程:生物学BIO150Y1,化学CHM151Y1,数学MAT137Y1,物理PHY138Y1 。除生物学课程之外,至少修化学、物理、数学中任意二门课程,2个学分。

第二年:

BCH242Y1, BIO250Y1, BIO260H1; CHM220H1, CHM247H1

这是生命科学所有专业的共同的专业技术课课,都是必修的课程。

通常第一二年应该完成社会科学与人文科学各1个学分的课程。

第三年:

分子遗传学方向:

(1) BCH340H1 BCH371H1;MGY311Y1, MGY312H1

(2) 至少0.5个课程的学分,即从以下四门课程中选择1门半年的课程:BCH335H1, CHM347H1, MGY377H1, MGY378H1

微生物学方向

(1)IMM335Y1; MGY311Y1, MGY376H1, MGY377H1,

MGY378H1

第三学年才分出专业,还有细分专业方向。又有可以选的课程,也有约束的限制,在学分的与课程的双重控制下。

第四年:

分子遗传学方向:

(1)必须修以下课程,1个学分: MGY420H1, MGY432H1

(2)必须从以下课程中至少任选三门,1.5个学分CSB460H1, MGY425H1, MGY428H1, MGY451H1,MGY452H1, MGY470H1

(3)最多从以下课程中至少任选二门,1.0个学分:BCH422H1, 440H1, 441H1; CSB328H1, 461H1, 472H1;HPS333H1; MGY434H1, 440H1, 445H1, 480Y1

微生物学方向:

1. 必修课程:MGY432H1

2. 必须从以下课程中至少任选三门,1.5个学分:LMP402H1, 436H1; MGY420H1, 428H1, 434H1, 440H1,445H1; MIJ485H1

3. 最多可从以下课程中至少任选二门,1.0个学分: Csb357h1, 452h1, 460h1, 457h1;IMM430H1;JBI428H1;LMP403H1;Mgy425h1, 451h1, 452h1, 470h1, 480y1

课程的选择

生命科学的要获得理学学士学位必须满20个学分,其中分子遗传学的专修项目规定课程的13.5个学分(大多数是指定的,少数课程的性质是指定课程名称但可以选择不同规格、时段的具体课程),其余的6.5学分是可以任意选择。这就是有约束的自由。

案例:公共基础课与专业必修课

本文试图多角度地对多伦多大学文理学院提供给获得学士学位规定学分的选修课程与必修课程,做比较深入的案例研究,看看一所世界一流大学的本科教学究竟有什么过人之处。

1.《经济学》详析

在社会科学中,当然经济学最重要,所以至少要学习专门为经济学专业开设的经济学(宏观经济学与微观经济学)。经济学(Economics)是一门社会科学(social science),研究人类社会中的个人、厂商、政府和其他组织如何进行选择(choices),以及这些选择如何决定社会资源的使用方式。它用科学的观点研究选择社会问题,这意味着它建立在对选择问题的系统探索之上。这种系统探索包括形成理论和检验数据。这可以为理科学生提供与自然科学类同的一种体验与科学训练;经济学分析问题的基本出发点跟别的学科不一样,现代经济学已有一些发展成熟的分析框架,这可以理科学生提供有别于自然科学分析方法的特殊体验与对比参照。

具体说,选择为非经济学专业开设的ECO 105Y1,作为社会科学必修课的要求,还是有一些重要的实际意义。

首先是有助大学生了解自己生活的世界。有许多经济问题会激起你的好奇心。枯燥的经济学仿佛大而无当,但十分有意思,它与每一个人的日常生活密切相关。

其次是将使大学生更理智地参与经济。在大学生的日常生活中,需要做出许多经济决策。这些活动的得失评估,都可以用“机会成本”“沉没成本”等概念给予科学的解释。学习经济学本身不会使大学生富有,但它将给大学生一些有助于努力致富的工具。

第三是将使大学生更好地理解经济政策的功能与局限。作为一个社会成员,大学生需要能够正确地认识指导社会配置资源的公共政策。

还有一些附带的理由:

第一是要通过严格的语言关。经济学可以运用到社会生活中的许多方面,因而对英语的要求特别高,不仅专业性强,而且要求能言善辩。经济学的著作与论文要多读,多思考。上课注意认真听讲,听不懂也要硬着头皮听下去。不仅是学习一门专门的学科,而且也是学习英语的听力、阅读与写作。坚持,努力,就可以挺过去,那收获就会很大。国内大学毕业生赴美读研究生为什么难以融入主流社会?根本原因就是没有经受如此严格的语言训练。

第二是要跨越文化的障碍。培养对经济学的直觉,是提升经济学的素质的关键环节。中国留学生,没有现实市场的概念,不像犹太学生有着语言的天然优势,加上经商的直觉。初学经济学应该把重点放在培养经济学的直觉上,培养对经济学的感觉。

第三是要建立分析框架。受过经济学教育的人和没有受过这方面教育的人的差别,就在于受到经济学训练的人在思考问题时有一个基本的分析框架(经济人行为、经济效益、市场经济等三个要素)。这种分析框架来源于对经济现象的研究。这种方法也可以延伸到政治学、社会学等领域。有了这样的一些框架,一种新的思维方式就潜移默化地形成,分析社会现象就不会零敲碎打,不是就事论事。

当然,学起来相对社会科学其他课程,可能难度还比较大,也可能成绩不理想。这并不要紧,只要尽力就好。如果能顺利通过这一关之后,无论大学生阅读报纸、观看电视或在实验室中忙碌,将会为学习过经济学而感到欣慰。这就是为什么必须选修并学好《经济学》的理由。

ECO 105Y1(经济学原理:非专业人士)课程说明:经济学原理和方法的介与与政策问题有关。课程涵盖24个主题,包括经济增长,生产力的重要性,国际贸易、竞争市场、宏观经济问题以及更具体的话题,比如房租管制、石油输出国组织(OPEC)、石油和天然气国际债务危机,贸易限制,国家债务和可持续发展。

如果学生打算完成一个经济学辅修、主修或专修,应选课程ECO100Y。对一般学生而言,应排除:ECO100Y.

在ECO 105Y1指定的阅读书目中,一共48部、篇(只是选读部分章节),合计822页。如果以每页740个英文词估算,大约60万字。如果以12次课计算,每次课后需要精读约70页、5万字。这是何等的学习强度!对一个母语是非英语、且没有什么社会阅历的中国青年学生而言,更是难以想象的难度与深度。

以我的愚见,多伦多大学ECO 105Y确定的基本教科书比较一般,不是我们耳熟能详的萨缪尔森(Samuelson,Paul A.)、斯蒂格利茨(Stiglitz,Joseph E.)、曼昆(Mankiw,N. Gregory)分别撰写的、哺育了几代经济学学子的世界权威经济学教科书。当然,这些著名教科书或许更适合于经济学专业。但是,最富有特色与意义的是ECO 105Y要求精读一批发展经济学的经典著作,包括克鲁格曼(Krugman, Paul)的《萧条经济学的回归》,罗斯托(Rostow, W. W.)《经济增长的阶段:非共产党宣言》,以及米都斯(Meadows D. H.)等《超越极限:抵抗全球的崩溃》与比约恩隆伯格(Lomborg, Bjorn)《全球解决问题》等环境与发展方面的名著。此外,还需要了解那些汇聚世界精英智慧的国际组织的研究报告,如世界环境与发展组织《我们共同的未来》(布伦特兰报告)、联合国人类发展报告《消除人类贫困的全球公约》与《让新技术为人类发展服务》等。

在这些精选的经典著作与现实报告中,十分深入地探讨经济发展的目的与途径。传统经济增长的核心是物质财富的增长,物质财富的无限增长似乎是社会进步的唯一标志。在这种观念指导下的经济活动往往是滥用环境资源,过度地消耗石油、煤炭、淡水、树木等自然资源,造成对环境的严重破坏。现代经济增长的核心思想是强调经济发展应当建立在社会公正和环境、生态可持续的前提下,既满足当代人的需要,又不对后代人满足其需要的能力构成危害。ECO 105Y充分体现了发展经济学最具“全球视野”的特征,从发达国家的黄金时代,到新兴工业化国家的崛起,再到发展中国家的反贫困战略,举重若轻,一览无余。更为可贵的是ECO 105Y展现出发展经济学的“人类关怀”,那些经济学家都满怀着人类的热情,富于同情心,献身于这样一个信条:经济政策的最终目标是全人类的共同富裕。

ECO 105Y竭力推崇的是经济学界的鬼才保罗·克鲁格曼(Paul R. Krugman),1953年出生,是萨缪尔森和索洛的爱将(他们三人曾同处MIT的一个办公套间)。当20世纪90年代初以亚洲四小龙为首的亚洲经济正在蓬勃发展的时候,他于1994年旗帜鲜明地发表了那篇不合时宜的著名文章《亚洲奇迹的神话》,认为东亚经济的高速增长率是建立在大规模资本和密集劳动力的投入上的,没有真正的知识进步和技术创新,也缺少健全有效的制度支持,所以这种增长是不可能长期保持的。这在当时被认为是危言耸听,但是不久以后,亚洲就爆发了大规模的金融危机,充分证明了克鲁格曼预言的正确。

克鲁格曼也被称为颠覆布什经济政策的经济学家。出于社会责任和人类良知,克鲁格曼在《纽约时报》专栏中以他犀利的文笔和缜密的思维,抨击加州能源危机、安然公司事件与布什政府的减税政策、倒萨战争,一针见血地戳穿布什政策背后各种骗人的把戏,指斥布什是历来撒谎最多的总统,批评美联储主席格林斯潘滥用职权。与华盛顿的“御用”经济学家们形成了鲜明对比,展现了伟大经济学家的人格魅力。 

现为MIT经济系经济学教授,克鲁格曼曾在MIT接受了系统与严格的经济学教育,大学三年级时因一篇关于汽油价格和消费的学年论文被当时MIT的经济学家诺德豪斯(Nordhaus ,William D.与萨缪尔森合著世界经典教科书《经济学》)偶然看到后,邀请他做自己的研究助理。1977年获麻省理工学院博士学位后,在耶鲁大学、斯坦福大学和麻省理工学院任教。但是,他24岁就可以获得博士学位。在1977年,中国绝大多数同龄人还没有机会上大学。

作为一个天才式的人物,克鲁格曼24岁构筑出汇率危机的初步模型,并成为该领域的开创者。38岁获得了美国经济学会为杰出中青年学者而设立的“克拉克奖”(1991年),成为MIT经济系获得该奖的第五人。他创建的新国际贸易理论,分析解释了收入增长和不完善竞争对国际贸易的影响。他的学术思想十分富于原创性,常常率先发现重要的经济问题,并立即建立起深刻而简洁的数学模型。学术界普遍认为,克鲁格曼获得诺贝尔经济学奖只是一个时间问题。甚至还有人认为,克鲁格曼即使得不到诺贝尔经济学奖,或许也可以获得诺贝尔文学奖,像罗素(Russell,B)那样以富有哲理、文笔优美的散文、小品、随笔等非文学作品获得诺贝尔文学奖(1950年)。

在多大某生选修ECO 105Y结束的当年,2008年,保罗·克鲁格曼一个人独享了诺贝尔经济学奖,以表彰他在分析国际贸易模式和经济活动的地域等方面所作的贡献。他整合了此前经济学界在国际贸易和地理经济学方面的研究,在自由贸易、全球化以及推动世界范围内城市化进程的动因方面形成了一套理论。克鲁格曼的主要研究领域包括国际贸易、国际金融、货币危机与汇率变化理论。他创建的新国际贸易理论,分析解释了收入增长和不完全竞争对国际贸易的影响。

作为才华横溢的自由经济学派的新生代,克鲁格曼以犀利的笔触和精确的思维解析当下的经济现状,善于将复杂沉闷的经济课题,用深入浅出的文字表达出来,使公众深刻地把握经济问题的本质和未来的发展趋势。所以,读克鲁格曼的作品,如同读罗素的作品一样,也是学习现代英文最好的范文。

  由于我无缘直接见识ECO 105Y1实际的教学过程,对ECO105Y1的述评仅仅局限在教学大纲与阅读书目。在我的手上还有一篇博文。作者近年在多伦多大学聆听过Hare教授的课程(ECO 105Y1的授课教师),对Hare教授做了栩栩如生、幽默诙谐的描述。这些中文、英文相夹交替的文字,读起来犹如身临其境,真是妙趣横生。感谢这位初三时还做过“居里夫人”式科学家“梦想”的国内二流大学毕业生,移民加拿大后重上大学的女学生,为我们了解ECO 105Y1实际教学过程提供了弥足珍贵的文字资料。不知有没有人可以提供ECO 105Y1课程的影像资料,那就更有意义啦。

因为经济学入门课ECO 105Y1是很多专业的基础课,学生极多,每一次考试都是题海战术,就是说足够的题量令你根本没有时间去仔细琢磨,必须以最快的速度才能做完所有题目。如果能做到这点,也就表明你对所学内容深刻理解并掌握了。这考试虽说不易,但整个学期里他都有装订好的过去很多学年的考卷放在短期借阅室让学生任意取阅,甚至每题都有详细的答案,这和有些教授对以前考卷的讳莫如深之态度大相径庭。

2.《细胞与分子生物学》详析

作为生命科学各专业最重要的专业基础课,BIO250Y1是连接自然科学基础与生命科学前沿的关键纽带,生命科学的研究似乎就应该从这里起步。

BIO250Y1细胞与分子生物学  介绍细胞的结构和功能分子水平:关键细胞大分子;基因转移信息;细胞结构与功能;细胞运动和部门;现代调查技术。

排除课程:BIO255Y1

先修课程:BIO150Y1, CHM (138H1, 139H1)/151Y1

合作课程:BCH210H1(同时修课)

BIO250Y1选的教材是Alberts B, Johnson A, Lewis J, Raff M, Roberts K, and Walter P. Molecular Biology of the Cell. 4th ed. New York: Garland Science; 2002. p 11463。

该书对“细胞与分子生物学”做了十分经典与科学的界定,即关于细胞的分子生物学(Molecular  Biology of  the  Cell )。它以细胞为对象, 主要在分子水平上研究细胞生命活动的分子机制, 即研究细胞器、生物大分子与生命活动之间的变化发展过程, 研究它们之间的相互关系, 以及它们与环境之间的相互关系。正是因为它的表述,才使我能够理解“细胞与分子生物学”究竟是什么?也是我向许多专家、教授求证得不到满意的答案,促使我自己求解的原因。

该书既是科学经典著作,也是世界顶级教科书。该教材从分子、细胞与组织层次对细胞生物学的内容作了系统阐述,分别阐述细胞的基本概念、细胞的化学成分,细胞中能量代谢及生物合成,细胞内蛋白质、DNA的结构与功能,细胞中膜的结构,膜的转运,线粒体和叶绿体中的产能,胞内区室及运输,细胞通讯,细胞骨架,细胞分裂,细胞周期调控及细胞死亡,构成组织的细胞学知识。所有cell biology 的东西,里面应有尽有。虽然售价颇为昂贵,但绝对物有所值。文字写得无比清楚、简明扼要,任何理解起来稍微有点困难的东西,都会举一个形象的例子,精美的插图加上清晰的讲解。再加上它在书的边缘和每章结尾处,都列出了许多问题(a problem approach),很值得认真思考,能测试学习者理解了多少。这些问题都要求学生把新获得的信息放在一个更广阔的生物学范围内,而且有些问题的答案还不止一个,另一些问题则需要有推理才能解答。因此,该书在世界一流研究型大学都被列为本科生或者研究生的教材使用。

该书甚至还是GRE考试收录的文献库。这是因为随着生命科学研究的迅猛发展,细胞生物学知识不仅是从事生命科学教学与科研工作者以及学生所必须具有的,对一些与生命科学领域相关的其他专业领域的“局外人”,也是应该有所了解的。

BIO250Y1安排的是一学年的课程。我以为,1+1<2 。一学年连续两学期的课程远大于两学期分别上的Ⅰ、Ⅱ。因为后者的方式,你可以修了Ⅰ而不修Ⅱ,或者隔几个学期再修Ⅱ,没有延续性。前者则便于统一计划教学、实验、考试与论文研究。BIO250Y1有两个学期期末考试,分别占总成绩的30%,12月份的考试,涵盖第一学期的讲课与1-6的实验内容;4月份的考试,涵盖第二学期的讲课与7-12的实验内容。其余40%就是科学实验与论文研究。BIO250Y1在22%实验(10.5%第一学期实验1-6及提问,11.55%第二学期实验7-12及提问)成绩之外, 安排了占总成绩18%的写作计划。这是一个基础的科学研究训练项目,分别由第一学期科学研究项目(写研究项目的概要)占3%,第一学期论文研究(写研究项目的文献综述)占6%,第二学期论文研究(写研究项目的学术论文)占9%构成。虽然只是占总成绩的18%,却开启了大学生初步的科学研究。

BIO250Y1一共分四个部分,由四位老师讲授,而科研写作训练则分别由其中的三位老师具体实施,基本是命题作文式的科学研究。在承担某一部分教学任务的老师指导下,在其讲授的内容范围内,给全班同一个选题,大家分别写研究项目的概要,类似我们写国家自然科学基金申请书的摘要,旨在说明该项目的基本内容、思路与研究意义、价值。在另外一部分内容范围内,由另一位老师指导下,全班同学各自独立做另一项目的文献综述,类似我们写国家自然科学基金申请书的论证,试图说明本项目的研究基础;最后,在第三位老师指导下,在其讲授范围内,再确定一个主题,全班同学各自独立做一篇完整的科学论文,类似我们完成国家自然科学基金项目的阶段成果,反映科学研究取得的进展。结合教学内容的三篇文字写三个主题,分别训练科学研究的三个基本环节,一是创意,而是依据,三是结论。这样,BIO250Y1引导学生从课程知识学习走向初步科学研究。

值得注意的是,BIO250Y1在教学大纲与实验要求的说明中,十分醒目地强调科学研究的道德准则,杜绝剽窃与伪造文献、未经许可不能使用资助的资料、借用的思想必须注明参考文献等等。其中,“未经许可不能使用资助的资料”,是一项十分重要的科学伦理准则 

案例:一个多大学生的专修项目

一位多伦多大学本科毕业生大学四年的成绩单,清晰地让我们了解专修计划是如何实施的。该生选的专业是分子遗传学。

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       多大同学的大学成绩单

申请加入这个项目是有条件的,选择是基于在第一年必修课程中的表现。最后再向所在学院申请,学院教务员审核通过后,方可进入专修项目。

1.分子遗传学项目(专业)的公共基础课程

该生的第一年是在士嘉堡校区就读分子与细胞生物学专业。其中,公共基础课程的半年课程:有数学二门MATA10H3与MATA36H3;物理二门PHYA10H3与PHYA21H3;化学二门CHMA10H3与CHMA11H3。

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        多大某生的大一课程成绩与学分

基础课程”包括数学和自然科学训练,使学生具有数量分析的能力,理解支配我们生活的基本科学原则,同时有一般的文史训练,使学生能读能写,了解人类的历史和文化。

值得注意的是,该生第一年没有像大多数学生那样选修课社会科学(一门一年课程,1个学分)与人文科学(一门一年课程,1个学分)的课程,因为对于留学生来说,社会科学与人文科学对语言有更高的要求,且受到文化因素的制约,放到后面学期学习,比较容易取得较好的成绩。

此外,该生还修了生物学专业专业基础课的半年课程:生物二门BGYA01H3与BGYA02H3,化学一门CHMB41H3。此外,修了一门选修课程心理学PSYA01H3。

大二时,该生转学进多大主校区的文理学院的分子遗传学专业。因此,在分校区的成绩需要经过认定,可以转换成等价的主校区课成绩与学分。我们从成绩单上可见:

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多大某生的大一转校区的转换课程与学分

数学(二门半年课程)MATA10H3与MATA36H3被认定为MAT135Y1(一年课程),换得1个学分;物理(二门半年课程)PHYA10H3与PHYA21H3被分别 认定为两门半年课程FHY100+,换得1个学分;化学的一门课半年课程CHMA10H3被认定为半年课程CHM139H1,换得0.5个学分;化学的一门半年课程CHMB41H3被认定为半年课程CHM38H1,换得0.5个学分;化学的半年课程CHMA11H3认定为CHMA100+,换得0.5个学分;生物的二门半年课程BGYA01H3与BGYA02H3被认定为BIO100+,换得1个学分。心理学半年课程PSYA01H3被认定为PSY1+。课程标号100+只是表示近似于相应课程。

在分校区的10门半年课程、5个学分转进主校区则转换成相应的课程与5个学分。主校区与分校区的课程并非完全等价,因为同一个课程名称下,教学内容与教学要求也不尽相同,难易程度并非一致。

2. 分子遗传学项目(专业)的专业基础课程

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多大某生的大二成绩与学分

大二选修了公共基础课程要求的1个学分的社会科学课程,和1个学分的人文科学课程(还有0.5学分,原本拟修科学史,后因课程必须修一年的课程,没有一学期的课程,只好旁听。

在我看来,从学科的重要性的角度上看,在自然科学、社会科学、人文学科中,如果只各选一门,那当然是物理学、经济学与哲学,他们分别是三大类学科的最基础、最核心的课程。

经济学是一门真正的社会科学,“经济学是一门研究人类一般生活事务的学问” (马歇尔)。它探讨人们的选择如何引导他们的生活,以及他们如何相互影响。经济学结合了政治学和自然科学的优点,通过把科学方法引入经济问题,以科学的冷静来研究这个主题,力图对所有社会面临的基本挑战做出自己的贡献。所以,《经济学》提供的是一种新的思维方式。

 在人文学科中,当然是哲学最重要,所以至少要学习专门为哲学专业开设的哲学课程。哲学之所以应当学习并不在于它能对于所提出的问题提供任何确定的答案,而是在于这些问题本身;这些问题可以扩充我们对于一切可能事物的概念,丰富我们心灵方面的想象力。理科学生选修的哲学课程最好是与自然科学、思维方法有关,而不是纯粹的、专门的哲学课程。因为那种纯粹的、专门的哲学课程需要较高的哲学素养与经验基础,不仅难度大而且对语言文化背景的要求高,以后实际的用处并不大。所以,有关逻辑学、科学史、科学哲学的课程或许是一种比较妥当、比较现实、比较经济的选择。

从留学生角度看,哲学因语言艰深晦涩,学起来有一定难度学起来困难且成绩一般不会很理想,退而求其次,学习由哲学系开着的符号逻辑与科学史是一种很好的选择。符号逻辑又称数理逻辑,是用用数学的方法研究关于推理、证明等问题的学科,有两个最基本的也是最重要的组成部分,就是"命题演算"和"谓词演算"。符号逻辑属形式逻辑,形式上符号化、数学化的逻辑,本质上仍属于知性逻辑的范畴。其研究对象是对证明和计算这两个直观概念进行符号化以后的形式系统。

符号逻辑培养人有意识地、普遍地运用符号去表述研究的对象,符号语言通常比文字表述更为简洁,并且易于推理。用数字符号表示复杂的算式比用文字描述更为简单明了;从具体情境中抽象出数量关系和变化规律并用符号来表示,以及进行符号间的转换等。符号逻辑在其他领域如逻辑学、语言学和计算机科学中有广泛的应用。

分子遗传学项目(专业)的专业基础课程为3.5学分,7门课,也必须在二年级学完,否则后面的课程无法上。几乎所有生命科学专业一年级的基础课程都是一样;二年级细胞生物学与系统生物学、分子遗传学与微生物学、生物制药、生物化学、免疫学、生理学等专业开始有部分侧重不同的主干课程,当然也有要求相同的共性课程;分两类课程,一类是化学课程,BCH242Y1生物化学,CHM220H1 物理化学,CHM247H1有机化学导论;一类是生物课程:BIO250Y1细胞与分子生物学,BCH260H1遗传学。

此外,该生还选修了一门半年的数学课程MAY223H1线性代数,0.5个学分。本学年,共修11门半年的课程,5.5个学分。

3. 分子遗传学项目(专业)的专业课程

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多大某学生的大三成绩与学分

分子遗传学项目的专业课程(Concentration)为3.5学分,7门课:BCH335H1核酸,MGY311H1分子生物学,MGY312H1基因分析原理,BCH340H1 蛋白质,BCH371H1生物化学实验IMM334Y1免疫学导论。必选的专业课程必须在三年级修完。

此外,该生选修了统计与计算机课程:MAT235Y1计算科学II,STA257H1概率与统计,共3门半年的课程,1.5学分。这是有限度的选择。

本学年共修了11门半年课程,共5.5学分,

必修专业课程主要是包括学科主体的分子遗传学领域的课程,这有两种类型——理论课程2门MGY311Y1(分子生物学)与BCH340H1(蛋白质),从中心法则到蛋白质;实验课程2门BCH371H1(生物化学实验)与MGY312H1(遗传分析原理),从生物化学到微生物学。这样,充分体现分子遗传学的基本内容,即依据物理、化学的原理来解释遗传现象,并在分子水平上(不仅包括中心法则的演绎,也包括核酸及其产物(蛋白质)的生物化学,也包括微生物学方面的成果)研究遗传机制及遗传物质对代谢过程的调控。

4. 分子遗传学项目(专业)的拓展课程

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多大学生的大四成绩与学分

分子遗传学项目(专业)的拓展课程( extend),MGY420H1基因表达,MGY428H1基础基因组学,MGY432H1分子基因实验,MGY452H1基因分析,MGY470H1人类分子遗传学,共5门2.5个学分。

此外,一个专项研究(毕业论文)MGY480Y1是一年课程。不做毕业论文的可以另选两门课修。由于最后一学期,一个学期的人文学科课程比较困难,选修了LIN204H1英语语法也是合适的。

大四共修了6门课半年课程,3个学分;一个毕业论文,1个学分。本学期共修8门课半年课程,4个学分。大二、大三各修了5.5学分,大四要接受申请研究生或者企业招聘的面试,所以选的课最少也是合理的。大四时专修的主要特征,如果不修400+的课程,修300+个课程,就是双主修的专业。

国内在争论大学毕业要不要做论文,争论双方各有难以平息。多大的这一处理比较符合人性,也符合学科规律。

在这个教学计划中,简要地勾勒分子遗传学(是在生命信息大分子的结构、功能及相互关系的基础上来研究遗传与变异的科学)的结构线索:基础是生物化学,主体是细胞生物学、分子生物学、遗传学的理论、实验与应用等,分支是微生物学与生物信息学(将在四年级展开,这是当代分子遗传学研究的两种主要模式,通过生物信息学在统计基础上发现遗传问题提出假说,通过微生物学在细胞层面证实假说验证理论)。特别引人注目的是在这些课程编号上,十分清晰地告诉学生,你的知识结构是由那些学科构成的,什么是基础,什么是主干,什么是扩展。     

此外,还有几个学分可以自由选择。大一选了心理学,大二选了线性代数,大三选了概率统计与计算机程序设计,共4门课程,2个学分;人文学科与社会科学4门课,2个学分,分部在大二、毕业论文1个学分。

一般说来,只是受到开课时间与先修条件的限制。在课程名称英文缩写的后面第一个数字,规定了时大几的课程,一般只需要按照学年依次来修课,当然选修课不受此限制。这也是有约束的自由的一种体现。

简单地说,专修主要体现在400+的课程里,主修主要体现在300+的课程里。不过,在申研究生时,直接读博士的通常是选择专修的同学,读硕士的,双主修比较合适。至于两个辅修加一个主修,相当于一个大专,当然也有学士学位。

知识结构的构建

现在的问题是以什么标准与目标来选课,但至少应该是未来目标导向下的个人选择。今天的一切努力是为了明天的发展,而明天的一切收获都产生于今天。如何将自己在学习计划中设定的人生目标通过具体的选课一步一个脚印地实现。成功是成功之母,将小的成功积累成大的成功。将有限的努力集成起来完成有限的任务。

就具体选课而言,有几个问题值得注意:

第一,修什么课程是否有明确的学习目的。只是为了完成学分,还是发展自己何种能力?它对于构建自己的知识结构有什么作用,对自己未来的升学或者就业有什么帮助?修什么课,对你的未来发展最有利?有学生在大学修中国文化(有点像苏文纨在英国修唐诗课程),使其GPA提高很多;但没有修管理方面的课,想去国际管理咨询公司就很困难了,因为缺乏管理方面必要的修炼。

第二,修哪些课程对自己的GPA有正面的影响。某一学生的任选课,一般都是别人的专业必修课,老师是一视同仁的。对学生而言,未必很容易,也要花很大精力,甚至在很大程度上影响学生的GPA水准。因为不是每门课对学生而言都是直接有用的,也不是每门课都能学好的。 如果GPA比较低,一般会影响学生未来的升学或就业。例如,有学生修的一门课,没学好, 得一个C或者D,那就要几个A或B来弥补,但这谈何容易。

第三,修哪些课程有助于合理安排实习与上课。一般说来,经验比学历更重要。如果你在春学期要带薪实习或者打短工,那么,有的课程可能只有春学期有,有的课程可能在别的学期里与其他课程有冲突,这需要合理安排选课计划。如果这个学期没有选,那么,或许下学年想修此课时,又没有时间。这样,可能会因为某些课程延长你的毕业时间。

因此,选课的整体设计与构思是建立在对“我为什么这样选?”以及“我怎样选?”这些问题的回答上的。大学培养学生的目标是:独立(independent) ,自我管理(self - governing) ,具有做出明智决定的能力(in capable of wise decision - making) 。

真正的大学就是要把学生真正看作成人。学生应该具有各种各样的能力,积累丰富的经验,自我决策和自我管理。大学新生,他们渴望独立,却希望有靠;他们渴望自主,却很难自律;他们习惯死记硬背,缺乏自觉选择。虽然在一定程度还需要学生家长与老师给予相应的关心和帮助,但决不能因为怕他们“摔跤”,而永远不放开手让他们自己走路!

真正的大学应是真实社会的一部分。学生不应感到学校是独立于社会之外的“世外桃源”,从而影响他们正确认识真实社会。人是从自己经验中学习的,而不是在压力或强迫之下学习成长的。如果连选课这样的问题都不能有效地自己解决的话,他们将会在今后的人生中遇到更多的麻烦。

真正的大学应该鼓励学生学会选择。有各种各样的方式可以构建自己的人生,应当知道娱乐,比如听各种讲座、看世界杯、在健身房锻炼、在酒吧里交朋友等等。就是这样一些简单的经历,会影响人的一生。人生是漫长的,应该在这漫长的一生中尝试各种不同的事情,应该懂得这里有许多种选择。而且,是有约束的自由选择,只要不对他人造成伤害就不应受到指责。

钻石之所以闪闪发亮是因为它有多个侧面,因而比镜子丰富多彩、耀眼璀璨。人是需要许多种不同的经验,没有一条道路或者一种简单的方法可以达到目标。现在我们可以初步理解世界著名大学培养学生不是在流水线上制造标准产品,而是个性特色多样的人才培养,例如,计算机专业的毕业生,因其修过考古学与历史学等课程,能够避免在大厂赛道上竞争,另辟蹊径从事数字博物馆的建设;生物学专业的毕业生,轻而易举适应空间生物学的研究与开发,对于天文学与宇宙学有一些基础的学科知识。选定了不同的课程组合,在某种意义上开始了真正意义上的人生。

专业与课程的选择,本质上就是考虑如何设计与建构学生的知识结构的时候。随着时代和社会的进步,一个人的科学文化水平的高低与知识结构是否合理、是否具备相应的实践能力决定其在求学、求职时的成功率和相应的职位层次。要想有所作为,你应该尽早确定事业目标,自觉地把大学学习同今后的就业与升学紧密地联系起来,建立合理的知识结构,培养科学的思维方式,提高实践能力,以适应职业与学业岗位的要求。

构建合理的知识结构,要求既有精深的专门知识,又有广博的知识面,具有个人事业(学业与职业)发展需要的合理、优化的知识体系与能力素养。以所学的专业知识作为知识结构的核心,把其他与该专业相关的知识作为知识结构的外围,相互联合而形成适应性强、能够在较大空间发挥作用的知识结构。这种合理的知识结构,要因人而异,但必须侧重专业知识的核心地位和相关知识的相互连接,是知识广度与深度的统一,具有一定的弹性与成长空间,这就是所谓“网络”型知识结构。

构建合理的“网络”型知识结构有三个支撑点: 

第一是整体构架。

将那些对实现目标有决定意义的知识放在起主导作用的核心位置,同时,让一切相关的知识在整个结构中占有相应的位置。作为生命科学专业,你的知识结构的核心主轴应该是生命体“从基因到行为”,层次结构应该是“物理-生理-心理-事理”。我这里讲的物理、生理等不是通常课程意义上的涵义,而是一组学科群。所谓物理是指那些能够揭示物质世界运动变化的机理,主要包括普通物理学、无机化学、有机化学、物理化学、生物化学等课程,同时也包括反映这些机理的相关数学课程,如微积分、线性代数、概率统计等,这一类课程是生命科学的基础知识与基本技能;所谓生理是指那些能够揭示生命世界运动变化的机理,主要包括普通生物学、分子生物学、细胞生物学、生理学等课程,这一类课程是生命科学的主体知识与专业技能;所谓心理是指那些能够揭示人的内心世界运动变化的机理,主要包括心理学、人文科学类课程,这一类课程是生命科学的主导知识与辅助技能;所谓事理是指那些揭示人类社会运动变化的机理,主要包括经济学、管理学、社会学等社会科学课程,这一类课程是生命科学的扩展知识与发展技能。

以生命体为核心研究对象,围绕生命体“从基因到行为”,沿着“物理-生理-心理-事理”多层次地构建你的“网络”型知识结构。在具备专业特长的同时,多涉猎一些相关领域的知识,形成具有广博性和精深性相结合的知识结构。

第二是模块集成。

数学、物理学、化学、生物学都是学位要求的必修的基础课程;心理学虽然不是学位要求的必修的基础课程,但却是应当学习的文、理交叉的重要课程,在“从基因到行为”的知识链上是关键的一个环节。无论大学生以后转向生命科学专业的那个方向,还是进入医学院,或者转向生命科学专业以外的自然科学、技术科学,这5门课都是共同的基础,也是20世纪科学思想的一个“凝练”或曰一个“缩微版”。

在具体布局上,未来的二、三年级里,应该是数学、计算机、人文社会科学,每学期分别仅一门课、且一门课,其余全是生命科学范围的课程,包括暑期选修的课程。生命科学范围的课程主要按学校的教学计划安排,有机会再讨论。

掌握良好的数学工具是学习现代生命科学的一个趋势,也是思维训练的基本课程。线性代数、概率与随机过程、数理统计(也可以修比较简单的统计学)、数学建模4门课,为未来的生命科学的学习与研究奠定必要的数学基础。计算机方面的学习主要侧重于软件方面,我以为应该学习程序设计语言、数据库、数据结构、数理逻辑,前2门是生命科学的基本工具与常用手段,后2门是计算科学的数学基础,也为进入生物信息学、计算生物学等专门新兴学科做准备。

人文社会科学的课程重点应放在人的行为选择方面的理论知识,从个体的社会选择到人类的历史选择,为生命科学研究提供宏观背景,也以此类课程作为提高阅读与写作能力的严格训练。大学生应当在掌握了很多的知识的基础上能够融会贯通,而且从这些知识之间产生新的知识、新的的整体优势。

第三是动态调整。大学生应根据社会对人才的需要塑造自己,紧紧围绕选定的目标充实和积累知识,不断地对自身进行充实和调整。知识的宽度、深度和自由度均掌握在适宜的量程度上 , 适应将来宽口径职业、学业岗位和专业迁移的要求 ,把自己塑造成知识既博且深的创新型人才。管理学上有一条定律叫做“木桶原理”:一个木桶能装多少水是以最短的木板为准的,要提高木桶的装水量有两种方法,一种是把短的木板加高,另一种是把木桶倾斜。加高最短的木板对提高装水的容量是最有效的,而把木桶倾斜则要看这块短板所在的位置及比例,因为把木桶倾斜最多只能装半桶水。就个人知识来讲,更优先吸纳的也应该是知识结构方面的“短板”。

良好的学业成绩是知识结构的基础,合理的知识结构是综合素质的基础。基础与专业成绩的取得,也强调合理的知识结构的构建。在大学4年期间。应该打下宽厚、扎实、系统、严谨的知识基础及专业技能功底,才能适应未来学业性质的变动及职业调整的变化。至于培养高尚的道德情操、健全的心理、优良的性格、顽强的意志等,当然也不可忽视,但不是本次需要讨论的范围。大学生要根据社会对人才评价的资格化倾向要求,不断充实和完善自己,使自己的资质也逐步融于社会化、客观化、公平化、国际化评价标准之中。

 

  

 

 

 



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