[百科]美国本科 | 你想要知道的理科热门专业都在这儿
来源：www.wdtwd.com 作者：沃得天下 时间：2018-08-29
随着出国留学的普及，越来越多的留学生在择校时会面临专业选择的难题。在美国大学的本科阶段，专业分为文科、理科、商科以及工科。美国大学的本科教育相对较灵活，大三才开始强制分专业，所以转专业甚至转学在美国大学内也是屡见不鲜的。今天我们就常见的理科类专业，为美国大学做概括性介绍。如果大家对这些专业很感兴趣，还可以进行更深入的了解。
美国大学的本科教育大部分属于通识教育(General Education)，包括所有的文理学院(Liberal Arts College)，和许多研究型大学的本科部。他们重视学生基本素质培养和心智的训练，如逻辑推理，数学思维，科学常识，语言修辞，人文知识等，这些课程专注于对人的塑造，以及帮助学生发现自己的兴趣，选择自己的专业。
理科(Science Department)，一般是指自然科学、应用科学以及数理逻辑的统称，与文科相对立。一般来说，修完一个理科类专业的学位后，毕业生可以在多种领域寻求职业发展，比如商界、IT界、医药界等。另一部分毕业生会选择在研究生院 (Graduate School) 继续深造，寻求在职业上亦或是学术界更好的发展。以下几个理科类的专业，都会让选择这些专业的人获得在一些领域内工作所需要的知识和技能。
天文学(Astronomy)是研究宇宙空间天体、宇宙的结构和发展的一门古老学科。自有人类文明史以来，天文学就有重要的地位。除了观测天体的构造、性质和运行规律，天文学还包括研究它们的物理性质、化学组成、能量来源及其演化规律。
天文学的分支主要可以分为理论天文学和观测天文学两种。天文学观察家常年观察天空，并将所得到的信息整理后，理论天文学家才可能发展出新理论，解释自然现象并对此进行预测。按照研究方法，天文学可分为天体测量学、天体力学、天体物理学、天文技术与方法。按照观测手段，天文学又可分为光学天文学、射电天文学、红外天文学、空间天文学。
如果你想学习天文专业，请做好以下准备
➤ 熟悉物理专业的知识，包括相对论概述，黑洞等天体物理学概念
➤ 拥有优秀的数理计算能力
➤ 有一定的计算机基础，包括编程能力以及图形、数据处理
➤ 对自然科学相对感兴趣
➤ 爱好研究；有创造性思维
➤ 申请研究生需要一定的科研成果(Research Paper)
大多数美国大学不提供天文学部门，以麻省理工学院(MIT)为例，天文学隶属于物理部门(Department of Physics)和地球、大气以及行星科学部门(Department of Earth, Atmospheric, and Planetary Sciences)。然而，麻省理工拥有全美最为杰出的天文辅修专业(Minor)，有意向的学生可以选择物理专业或者是行星科学专业的同时学习天文学的课程。除了课程内容丰富外，麻省理工学院拥有两个观测站(Observatory)，为本科学生提供教学和研究。此外，麻省理工学院在智利也有合作项目，提供大型光学望远镜的观测科研机会。
2017美国大学天文学专业排名(部分)
数学(Mathematics)是研究数量、结构、变化以及空间模型等概念的一门学科。透过抽象化和逻辑推理的使用，由计数、计算、量度和对物体形状及运动的观察中产生。数学家们拓展这些概念，为了公式化新的猜想以及从合适选定的公理及定义中建立起严谨推导出的真理。
美国数学专业主要分为理论数学(纯数学)和应用数学两大类。数学的第一大类为理论数学。它按照数学内部的需要，或未来可能的应用，对数学结构本身的内在规律进行研究，而并不要求同解决其他学科的实际问题有直接的联系。数学的第二大类为应用数学。它着重应用数学工具去解决工作、生活中的实际问题。在解决问题的过程中，所用的数学工具就是理论数学。
数学专业开发学生的探索，推测，逻辑推理能力，同时学生还将学习如何利用数学方法解决问题。数学既是一门原理，也是一个工具，在科学，医学，工程学和工业领域都有广泛使用。数学专业衍生出统计学、信息与计算科学等学科，就业前景较广泛，将来可去金融、保险、银行、地产、制药等行业。如果选择基础学科研究，优秀的数学博士很多可以不用做博士后就直接做助理教授，一切在美国都是供求关系决定的。
就业方向：
可在企事业单位和经济、金融和管理部门从事统计调查、统计信息管理、数量分析、市场研究、质量控制以及高新技术产品开发研究、应用和管理工作，或在科研教育部门从事研究和教学工作。
院校推荐：
斯坦福大学、加州大学伯克利分校、哈佛大学、华盛顿大学、约翰•霍普金斯大学、芝加哥大学等
如果你想学习数学专业，请做好以下准备
➤ 具有扎实的数学基础
➤ 初步掌握数学科学的思想方法
➤ 具有编写简单应用程序的能力
➤ 有较强的语言表达能力
➤ 具有一定的科学研究和教学能力
2018年USNews美国大学数学专业TOP20排名
物理学(Physics)是研究自然界的物质结构、相互作用和运动规律的自然科学。作为自然科学的带头学科，物理学研究大至宇宙，小至基本粒子等一切物质最基本的运动形式和规律，因此成为其他各自然科学学科的研究基础。它的理论结构充分地运用数学作为自己的工作语言，以实验作为检验理论正确性的标准，它是当今最精密的一门自然科学学科。它的成果对于人类科学认识自然、破除迷信等都有积极意义。物理学的一个永恒主题是寻找各种序(orders)、对称性(symmetry)和对称破缺(symmetry-breaking)、守恒律(conservation laws)或不变性(invariance)。
物理学属于好出国的专业，各大美国研究生院物理人才短缺，因此也比较容易获得奖学金。学习理论物理的优秀学生，如果数理基础很好，在经济形势好的情况下选修些金融课程，毕业后可以去金融机构做数量分析，年薪可达15万至30万美元。如果想钻研学术的话，物理学教授一般都需要1至2轮博士后经历，还要有学术界的人脉，过硬的研究文章。物理学一些领域的学生还可去General Electric(通用电气)等公司的基础研究部门，年薪7万以上。
专业介绍：
物理学是对于大自然的研究分析，目的是为了要明白宇宙的行为。在物理学的领域中，研究的是宇宙的基本组成要素：物质、能量、空间、时间及它们的相互作用；借由被分析的基本定律与法则来完整了解这个系统。
就业方向：
物理学专业有较强的社会适应性，毕业生既具有从事基础科学研究的基础知识，也具有在应用物理技术、电子信息技术等领域从事高科技开发的实际业务能力，适合在工业、交通、邮电、金融；商业等行业从事科技开发、生产和管理工作。物理学专业学生所特有的专业素养，使他们具有持久的专业发展后劲和较强的开拓能力，因而深受社会各界的欢迎。
就业前景：
有人说，物理专业本科生转行比不转行要正常得多，而且越TOP的物理系越是这样。这里的“转行”指的是不去搞学术研究的东西，更恰当的说法应该是“没有热爱物理到以学术为工作的程度”。
表面上看，物理学专业出身的小伙伴们好像什么都能做，又好像什么都做不了。小编本身也是一枚美本物理专业。其实，这是因为咱们学的东西太基础，就业面太宽，看起来没有什么特别对口的职位，以致于咱们专业的就业率很难突破90%。事实上，物理学的专业背景在实际工作应用中很有优势，既有不俗的数学基础，又具备工程领域的根基。许多物理出身的前辈们都受益于这两点。所以，不论做什么，物理人都能得心应手。
如果你想学习物理专业，请做好以下准备
➤ 具有较强的文字理解能力和素质
➤ 具有建立物理模型的能力和素质
➤ 具有正确记忆物理公式以及正确运用公式的能力和素质
➤ 有良好的画图能力和优秀的计算能力和素质
➤ 有明确的表达能力
2017年USNews美国大学物理学专业排名
化学专业(Chemistry)是一种大学专业。化学专业培养具备化学的基础知识、基本理论和基本技能，能在化学及与化学相关的科学技术和其它领域从事科研、教学技术及相关管理工作的高级专门人才。
“化学”一词，若单是从字面解释就是“变化的科学”。它是自然科学的一种，在分子、原子层次上研究物质的组成、性质、结构与变化规律；创造新物质的科学。世界由物质组成，化学则是人类用以认识和改造物质世界的主要方法和手段之一。它是一门历史悠久而又富有活力的学科，它的成就是社会文明的重要标志。
化学专业学生主要学习化学方面的基础知识、基本理论、基本技能以及相关的工程技术知识，受到基础研究和应用基础研究方面的科学思维和科学实验训练，具有较好的科学素养，具备运用所学知识和实验技能进行应用研究、技术开发和科技管理的基本技能。
化学也是好出国的行业。就业前景在美国相当不错。其中，有机化学最容易进大的制药公司，毕业起薪可达8万至9万美元，硕士起薪约5万至7万美元。同时为了去好的制药公司，读书期间要注意积累很多技能，如写作、语言、参加行业学术研讨会、认识行业内人士等。分析化学同样可以去制药公司，分析仪器公司等。无机化学与物理化学就业稍微窄些，但是化学整体上不错，因为化学化工产业比较成规模，有很多大公司需要化学人才。
就业方向：
化学专业毕业生主要在精细化工相关企事业单位、商贸公司从事技术开发、产品研制、生产管理、生产监督、环境监测、质量检验、技术服务等工作。还可到相关行业从事化学品的应用研发、安全管理、质量检测等工作。
就业前景：
该专业的就业前景相当广泛，学生毕业后适宜到科研部门、高等学校从事研究工作和教学工作；适宜到化学、药学、医疗、生化制药、生物工程、无机新材料、化工、轻工、能源等行业，以及厂矿企业、事业、技术和行政部门从事应用研究、科技开发和管理工作。
学习化学同学习其他自然学科一样，需要有探索未知世界的勇气和热情。相比于数学的逻辑和物理的严谨，化学显得比较具有文学气息。如果具有发散性思维、喜欢创新，又喜欢动手去实验，那么你很适合化学。化学是一门实验科学，喜欢动手、善于动手肯定是学好化学的有利条件之一。
数学不好可以报考化学专业吗？
美国大学化学专业还是很热门的，比如化学分析，高分子化学，有机化学，无机化学还有化学工程(这个其实是工科了)。物理化学和化学分析对数学有一些要求，不过化学里面能用到的数学不会比高数难。而高数是每个理工科专业的必修课(虽然专业不同难度会不同)。所以只要有一定的数学基础，是可以考虑报考的。
如果你想学习生物学/化学专业，请做好以下准备
➤ 掌握数学、物理等方面的基本理论和基本知识
➤ 掌握无机化学、分析化学、有机化学及化学工程的基础知识、基本原理和基本实验技能
➤ 了解化学某些领域的理论前沿、应用前景和最新发展动态以及化学相关产业发展状况
➤ 掌握中外文资料查询、文献检索及运用现代信息技术获取相关信息的基本方法
➤ 有一定的实验设计，归纳、推理、分析实验结果，撰写理论，参与学术交流的能力
2017年U.S.NEWS美国大学生物化学专业排名
计算机专业(Computer Science)是一门包含各种各样与计算和信息处理相关主题的系统学科，从抽象的算法分析、形式化语法，到更具体的主题如编程语言、程序设计、软件和硬件等。计算机科学分为理论计算机科学和实验计算机科学两个部分。在数学文献中所说的计算机科学，一般是指理论计算机科学。实验计算机科学还包括有关开辟计算机新的应用领域的研究。
CS专业概念很模糊，从专业方向主要分为两大类：计算机科学(Computer Science)和计算机工程(Computer Engineering)。CS是偏软，CE是偏硬，但是核心都是Computer。CS是包含各种各样与计算和信息处理相关主题的系统学科，从抽象的算法分析、形式化语法等等，到更具体如编程语言、程序设计、软件和硬件等。
计算机专业作为美国理工科申请中的热门专业之一，对专业知识要求高，竞争激烈。美国计算机专业(简称CS专业)的研究领域极为广阔，美国的各大高校的CS系的专业方向也有不同的侧重点。毫不夸张地说，CS专业是美国就业前景的前三个专业之一。
CS相关专业已经成为抽留美工作签H-1B成功率最高的专业。
绝大多数雇主愿意为CS专业的员工申请抽H-1B签证的机会，这也证明了学习CS专业的人才在市场上有很高的价值。
就业方向：
1. 程序员
2. 软件工程师
3. 软件测试
4. 网页制作
5. 数据库/网络管理
CS主要的研究领域和学习领域包括14个主要方向
1.人工智能与机器人(Artificial Intelligence & Robotics)
2.系统与网络(System & Networks)
3.编程语言(Programming Language)
4.计算机隐私与安全(Privacy & Security)
5.数据库(Database)
6.计算机图形学(Computer Graphics)
7.生物信息学(Bioinformatics & Computational Biology)
8.算法(Algorithm)
9.计算机理论(Computer Theory)
10.软件工程(Software Engineering)
11.科学计算(Scientific Computing)
12.计算机视觉(Computer Vision)
13.人机交互(Human Computer Interaction)
14.计算机体系结构(Computer Architecture)
院校推荐：
卡耐基梅隆大学、麻省理工大学、斯坦福大学、加州大学学伯克利分校、伊利诺伊香槟分校、康奈尔大学等。
如果你想学习计算机科学专业，请做好以下准备
➤ 优秀的编码能力
➤ 具有项目开发经验以及项目合作经验
➤ 良好的沟通与表达能力
➤ 创造能力
➤ 自学能力
➤ 一定的思维能力和逻辑判断能力
专业知识与技能
➤ 软件工程
➤ 操作系统
➤ 系统管理
➤ 网络技术
➤ 数据库技术
➤ 企业级技术
卡内基梅隆大学(Carnegie Mellon University)拥有全美公认的最杰出的计算机科学专业，旗下的计算机科学学院(School of Computer Science)提供计算生物学(Computational Biology)学位、计算机科学(Computer Science)学位、机器人学(Robotics)学位以及人机交互学(Human-Computer Interaction)学位。在即将到来的2018年秋季学期，卡内基梅隆的计算机科学学院增加了人工智能(Artificial Intelligence)学位以及计算机科学跨学科学位(Interdisciplinary Majors)。
附卡内基梅隆计算机科学主修课程要求:https://csd.cs.cmu.edu/academic/undergraduate/bachelors-curriculum-admitted-2017
2017Niche计算机科学专业美国大学排名TOP20
