理工類高考志愿怎么填？大學老師來支招

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2025年05月23日 來源：文匯報




作者：王維克

又到一年高考季。每年高考對考生來說，不僅是面向未來的一次重要考試，也是走向成年時的第一次重要人生選擇。近年來，高校專業(yè)快速更新，多所高校力推新工科建設(shè)，同時，隨著人工智能的快速發(fā)展，理科專業(yè)也不斷煥新。

面對大學里多樣的專業(yè)選擇，新工科到底新在哪里？理科未來出路究竟如何？考生如何選擇適合自己的專業(yè)？

本報邀請高校的專家和學者，共同為考生和家長提供參考。

——編者

高考即將到來，許多中學生和家長難免面臨專業(yè)選擇的迷茫與困惑。本文基于筆者在大學理科領(lǐng)域多年的教研經(jīng)歷，粗淺剖析AI時代大學理科專業(yè)特質(zhì)以及發(fā)展方向，希望能為廣大學子與家長提供一點建議。

清華大學智能產(chǎn)業(yè)研究院院長張亞勤院士在一次媒體采訪中談到實現(xiàn)AGI（Artificial General Intelligence，通用人工智能）路線圖時說，“人類會達到三個智能的里程碑，信息智能（GPT、DeepSeek）、物理智能（自動駕駛、機器人）和生物智能（腦機接口），最終達到AGI的目標。”這一目標的實現(xiàn)，毫無疑問是基于數(shù)學、物理、化學、生物和信息科學等理科學科。

在這次采訪中，他還特別強調(diào)，AI時代，靜態(tài)的知識變得越來越不重要了，更加重要的是提出問題、質(zhì)疑、批判性思考能力以及創(chuàng)新能力。而理科正以其天然具備的邏輯推演、實證分析與跨學科探索的獨特優(yōu)勢，為學生批判性思維和創(chuàng)新能力的養(yǎng)成提供肥沃土壤，為人類在AI時代的進一步突破奠定堅實的理論基石。

為什么說理科的地位舉足輕重？

理科類專業(yè)在大學教育中占據(jù)著舉足輕重的地位，廣泛涵蓋數(shù)學、物理、化學、生物等多個基礎(chǔ)學科領(lǐng)域，并自然地延伸至交叉領(lǐng)域。

就以近年來比較熱門的計算機科學學科為例。計算機科學是以數(shù)學與邏輯為基礎(chǔ)，研究計算過程與系統(tǒng)設(shè)計的學科，其核心特點是理論與實踐高度融合。計算機科學分理論計算機科學和實驗計算機科學兩個部分。前者聚焦算法、計算復(fù)雜性等抽象問題（偏向理科屬性），后者則涉及系統(tǒng)設(shè)計、工程實現(xiàn)等應(yīng)用方向（偏向工科屬性）。

再以筆者所任教的上海交通大學為例，“化學化工學院”雖歸屬理科大類，但下設(shè)專業(yè)涵蓋化學工程等工科方向；“材料科學與工程學院”雖劃入工科，但其核心課程往往與材料物理、化學等理科內(nèi)容深度關(guān)聯(lián)。而在我們的創(chuàng)新人才培養(yǎng)學院，理科板塊包含數(shù)學、物理和天文、化學、生物、醫(yī)學和計算機，工科板塊同樣設(shè)有計算機專業(yè)，充分體現(xiàn)了學科間的嵌套交叉。

理科專業(yè)的本質(zhì)是構(gòu)建人類認知與改造自然的系統(tǒng)性方法論，它在知識體系與研究方法上有鮮明的專業(yè)特點——

數(shù)學是人類與大自然對話的語言，更注重邏輯思維的培養(yǎng)。基礎(chǔ)數(shù)學側(cè)重抽象理論建構(gòu)，而應(yīng)用數(shù)學（包含計算數(shù)學）則和信息科學、統(tǒng)計學有更多交叉關(guān)聯(lián)之處；

物理學是關(guān)于大自然規(guī)律的科學，主要研究物質(zhì)運動規(guī)律和物質(zhì)基本結(jié)構(gòu)，在注重邏輯思維之外看重物理直觀和物理圖像，其中實驗物理會強調(diào)動手能力，計算物理會和計算技術(shù)和信息科學有更多關(guān)聯(lián)；

化學是在微觀層面洞悉物質(zhì)奧秘的自然科學，強調(diào)化學直覺和化學實驗，其中，物理化學緊密關(guān)聯(lián)數(shù)學與物理原理，而分析化學則依賴數(shù)學中的統(tǒng)計學方法深化研究；

生物學則是探索自然界生命現(xiàn)象的高度交叉學科，貫穿宏觀生態(tài)與微觀基因，融合化學技術(shù)、物理表征及統(tǒng)計學工具，系統(tǒng)地揭示生命活動規(guī)律。

AI時代，理科教育是理解自然的金鑰匙，為開發(fā)更智能、更仿生的AI系統(tǒng)提供了不可或缺的科學支撐。

理工科大一課程為何被數(shù)學“壟斷”？

關(guān)于學科特點，告訴大家一個鮮少被公開討論的事實：無論是理科還是工科專業(yè)，數(shù)學課程尤其是微積分與線性代數(shù)幾乎壟斷了大學一年級新生的課程表。但不同專業(yè)又有所不同。

某種意義上，數(shù)學成績的高低可視為新生適應(yīng)大學學習生活的“晴雨表”。仍以上海交通大學對數(shù)學課的安排舉例，也許會給準大學生們對理科類的學科特點提供一些直觀的參考。除數(shù)學專業(yè)外，物理專業(yè)和計算機專業(yè)的數(shù)學課不僅數(shù)量最多，難度也最為突出；相比之下，化學專業(yè)和生物專業(yè)的數(shù)學課在數(shù)量和難度上稍顯緩和。

工科專業(yè)的數(shù)學課程難度雖然稍弱于物理專業(yè)和計算機專業(yè)，但與化學專業(yè)和生物專業(yè)的數(shù)學課相比，更注重數(shù)學在技術(shù)實現(xiàn)中的應(yīng)用。

當然，單純以數(shù)學課的多少來評判理科特點是片面的。數(shù)學課較少的學科，如化學和生物專業(yè)，并不意味著學起來更簡單，其專業(yè)課程強度與實驗要求往往更高。要知道，人的學習能力是多維度的，有邏輯思維能力、記憶能力、歸納能力、動手實驗?zāi)芰Φ鹊取＝Y(jié)合不同學科對數(shù)學的需求層級來選擇專業(yè)，本質(zhì)上是在實現(xiàn)學科特質(zhì)與個人能力的最優(yōu)匹配。

理科專業(yè)的出路是什么？

很多學生和家長十分關(guān)心理科專業(yè)本科畢業(yè)的發(fā)展，其實學生的出路千差萬別。這種多樣性深刻反映了理科教育體系的結(jié)構(gòu)性優(yōu)勢，即通過“寬基礎(chǔ)、重交叉”的培養(yǎng)模式，理科教育為學生在AI時代的職業(yè)發(fā)展提供了無限可能，展現(xiàn)了其獨特的包容性與適應(yīng)性。

一般而言，在教學質(zhì)量較高的大學，理科專業(yè)本科畢業(yè)生更傾向于繼續(xù)深造。以筆者所在的理科類學院為例，2024年本科畢業(yè)生中，超過80%的學生選擇了繼續(xù)攻讀研究生學位——這個比例高于全校本科畢業(yè)生的深造率，也進一步印證了理科教育在培養(yǎng)高層次人才方面的強大潛力。

在深造方向的選擇，理科專業(yè)學生不僅能在原有專業(yè)領(lǐng)域深入探索，更可以向計算機科學、人工智能、電子信息工程、金融、生物醫(yī)學、教育等跨學科領(lǐng)域中拓展。這種多元化的深造選擇，正是理科教育為AI時代跨學科創(chuàng)新人才培養(yǎng)提供有力支撐的最佳注解。

此外，選擇直接就業(yè)的畢業(yè)生同樣可以在科研機構(gòu)、高新技術(shù)企業(yè)、軍工單位、金融行業(yè)等多個領(lǐng)域中嶄露頭角，展現(xiàn)出理科教育在職業(yè)發(fā)展中的廣泛適用性。

不同的理科專業(yè)該如何選？

具體到考生個人，如果考慮理科大類，具體又該如何選擇專業(yè)呢？

對考生來說，首先要回答的問題是：上大學的目的是什么？這里也提供一個我個人的回答，供大家參考：一是找到自己喜歡且可以作為終生事業(yè)的領(lǐng)域；二是經(jīng)歷挫折，長大成人。如果再加上一點，就是結(jié)識在未來的人生長河里可以結(jié)伴而行的良師益友。

在這個語境下，專業(yè)選擇的第一準則應(yīng)是遵循自己內(nèi)心，選自己真正喜歡的。

最近，美國“股神”巴菲特退休時的演講提到對年輕人的建議時說：“別只看薪水和體面，關(guān)鍵是你喜不喜歡。”巴菲特自己就親身實踐了這樣的價值取向。他90多歲了，還每天興致勃勃地研究投資。對他來說，工作早已超越了謀生的意義，成了他的愛好和價值的體現(xiàn)。

如果有的同學暫時還不確定自己的愛好，那么第二準則是根據(jù)自己學習能力的特點，盡量做到揚長避短，選擇自己適合的專業(yè)。如果對自己是否熱愛或適合某個專業(yè)都不是十分清楚，那我的忠告是：基于自己的興趣和特點來選擇專業(yè)，不確定就先學數(shù)學。這是很多明智的準大學生和家長的選擇。現(xiàn)在，很多大學二年級會給學生再次選擇專業(yè)的機會。先學習數(shù)學專業(yè)再轉(zhuǎn)其它專業(yè)會相對容易。

另外，即使大學階段學習數(shù)學，在研究生階段再去選自己喜歡的理科專業(yè)、工科專業(yè)，甚至轉(zhuǎn)入管理學等文科專業(yè)，也會是受相關(guān)專業(yè)老師歡迎的學生。

比選擇更重要的，是選擇后的堅持

這里還應(yīng)強調(diào)的是：最好的選擇不僅僅是選擇本身，而是一旦有了選擇，就要持之以恒地堅持走下去。

選擇是重要的，選擇后的堅持與修行更為重要。而克服困難，戰(zhàn)勝困難的經(jīng)歷就是長大成人的過程，也是投資自己最好的辦法。衡量一個人是否長大的標準不是年齡而是內(nèi)心。中學期間，來自家長、學校的要求充斥著中學生們的生活。沒有獨立為自己活過，沒有獨自經(jīng)歷、克服過困難，都不算真正長大成人。然而，大學生在大學里遇到的困難和挫折，很難與家長敘述，必須自己面對。接下來的四年大學生活，若一切順利，那當然很好；若遭遇一些不順，其實更好。正所謂“不見風雨怎見彩虹”，當你焦慮徘徊，當你大聲痛哭時，請記住：這是“我的風雨”，這是我長大成人的機會，我一定要挺過去。其實人生是一場馬拉松，學業(yè)、事業(yè)都是如此。一路上困難在所難免，我們要做的是一邊面對問題、解決問題，一邊打造自己強大的內(nèi)心。

想跟廣大年輕人說的是：選擇專業(yè)，即使是選擇了同一個專業(yè)，發(fā)展的可能也有很多不同。

作為一名數(shù)學專業(yè)的教師，我以數(shù)學專業(yè)舉例。你既可以做最純粹的數(shù)學，與古往今來的偉大哲人進行思想交流，攀登數(shù)學高峰；也可以做應(yīng)用數(shù)學，與人工智能、機器學習、大數(shù)據(jù)相結(jié)合，為國家建設(shè)與推動人類發(fā)展進程作出自己的貢獻；也可以借助四年數(shù)學的訓練，成就出類拔萃的研究能力去從事經(jīng)濟學、計算機科學、生命科學、管理學等感興趣的領(lǐng)域的研究。所以選擇一個專業(yè)并不表示未來從事的具體職業(yè)，大學的歷程是找到自己所喜歡做的事情，探索自己的每一種可能，找到自己喜歡的事業(yè)和生活方式。

（作者為上海交通大學致遠學院特聘教授）