蔡元培提出了这种办学方式的弊端：一方面，“同时并立，义近骈赘。且两种学校之毕业生，服务社会，恒有互相龃龉之点”，也就是说，这相当于重复建设，资源重叠，又导致综合性大学和专科大学的同种专业毕业生形成无必要的竞争；另一方面，高、大、全的学科设置，对大学来讲也造成了不必要的负担，分散了大学的办学精力和资源。例如，北大五个学科虽然看起来齐备全面，“而每科所设，少者或止一门，多者亦不过三门。欲以有限之经费，博多科之体面，其流弊必至如此”。
蔡元培力排来自各方的阻力，在北大停办了商科，将北大的工科并入北洋大学，并计划将北大法科分出去，独立成立法学专科大学(这一计划后来没有实现)。同时，大力充实北大的文、理两科。在文科中，除原有的中国哲学专业、中文专业、英国文学专业外，又先后增设中国史专业、法国文学专业、德国文学专业、俄国文学专业；在理科，除原有的数学、物理、化学三门外，又于1917年增设地质学专业。
在蔡元培的领导下，北大建成了一所以文、理科为主的综合性大学。难能可贵的是，蔡元培还提出了“沟通文理”的主张，原因很简单，在蔡元培看来，文、理是不能“分家”的。
例如在他看来，文科的史学、文学均与科学有关；而哲学更是以自然科学为基础的；同样的，理科的各个专业，都与哲学有关。蔡元培认为，哲学应是科学的归宿。同时，有些学科彼此交叉，根本无法以文理来划分。例如，心理学以前从属于哲学，由于后来广泛采用科学试验的方法，归入理科也说得通；再如地理学中的人文方面应属于文科，地质专业的地文方面则属于理科的范畴。
蔡元培批评文理科划分得过于清晰，弊端很大。他认为这造成的后果是，文科生将“因与理科隔绝之故，直视自然科学为无用，遂不免流于空疏”，理科学生则“以与文科隔绝之故，遂视哲学为无用，而陷于机械的世界观”。这个看法是深刻而富于远见的。蔡元培坚决主张北大应打破学生“专己守残之陋见”，“沟通文理，合为一科”。
1918年9月20日，蔡元培在开学仪式的演讲上说；“近并鉴于文科学生轻忽自然科学，理科学生轻忽文学、哲学之弊，为沟通文、理两科之计画。”
1919年，蔡元培即废止北大文理科的科别，将原来分属文、理、法三科的14个专业一律改成为系，原来分属于这三科的各系分别改称第一院、第二院、第三院。这个院，不是院系的院，而是大院的院，也就是说，是按各科所在校园内的地域而划分的，并不算做一级机构，从而模糊了专业的概念。
一个没有哲学和思想的民族是没有灵魂的民族，注定不能自立于世界民族之林。但在中国近代“救亡图存”的风气之下，在学人中也出现了急功近利的浮躁思维。蔡元培之所以如此重视文、理两科，并且还如此重视“文理沟通”，他深层次的目的还在于，要扭转当时大学中“重术轻学”“重工轻文理”的偏向，从而为基础学科的学术研究营造风气。
蔡元培进一步提出，中国近代在学习西方过程中亦始终犯了“重术轻学”的毛病。
他说：“中国羡慕外人的，第一次是见其枪炮，就知道他的枪炮比吾们的好。以后又见其器物，知道他的工艺也好。又看外国医生能治病，知道他的医术也好。有人说，外国技术虽好，但是政治上止有霸道，不及中国仁政。后来才知道外国的宪法、行政法等，都比中国进步。于是要学他们的法学、政治学，但是疑他们道学很差，以后详细考查，又知道他们的哲学，亦很有研究的价值。他们的好处都知道了，于是出洋留学生，日多一日，各种学术都有人研究了。然而留学生中，专为回国后占地位谋金钱的也很多。所以学工业，预备作技师。学法律，预备考法官，或当律师。学医学，预备行医。只从狭义去做，不问深的理由。”
他进一步说：“中国固然要有好的技师、医生、法官、律师等等，但要在中国养成许多好的技师、医生等，必须有熟练技能而又深通学理的人回去经营，不是依样画葫芦的留学生做得到的。……要是但知练习技术，不去研究学术；或一国之中，练习技术的人虽多，研究科学的人很少，那技术也是无源之水，不能会通改进，发展终属有限。”
简单总结蔡元培的观点，就是既要研究西方的“术”，也要研究西方的“道”，研究西方发达科学背后的人文思想方面因素，而不是仅仅把西方人的一些先进技术学到手，就大功告成，富国强民就指日可待。
由此我们也不难理解，蔡元培作为受过最传统中式教育的知识分子，何以身体力行地做出一些在当时的守旧派看来是惊世骇俗之举。是的，蔡元培要学西方，他就要学到骨子里，而不仅仅是流于泛泛，他要革新中国传统的，是不合时宜的部分，而并非全盘否定、毫无坚持。
当时很多人都高喊教育救国，蔡元培的教育救国论和别人不一样。他在德国莱比锡待了4年，在柏林待了1年，了解德国近代史，了解大学在德国崛起中的作用。所以他的教育救国后来更具体为学术救国。和他从小一块玩大的好哥们吴稚晖说，对蔡元培来说，只要培养一大批学者，国家就有希望。
而如果学科设置不突出重点，学校没有自己的学术优势，如何能培养出高端人才。
蔡元培希望培养的学者，不仅具学识，尤当有修为。
1918年，蔡元培更明确地指出：“大学为纯粹研究学问之机关，不可视为养成资格之所，亦不可视为贩卖知识之所。学者当有研究学问之兴趣，尤当养成学问家之人格。”