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物理學試驗班(H)——物理拔尖學生培養試驗班(H)

西安交通大學是首批入選國家基礎學科拔尖人才培養計劃的大學之一。理學院承擔理科物理試驗班拔尖人才培養工作。在師資配備、課程設置、科研訓練和國際化方面為學生提供良好的培養平臺。物理試驗班的目標是培養培養物理基礎扎實、理工交叉能力突出,具有家國情懷、世界胸懷,能面向國家戰略需求和基礎科學前沿,勇攀世界科學高峰,引領人類文明進步的自然科學家。

試驗班按照“加強基礎、重視應用、分流培養、因材施教”的教學指導思想,突出“起點高、基礎厚、要求嚴、重實踐”的教學特色,采用“校內+國外+校內”的“三明治”培養模式,構筑基礎學科拔尖人才培養專門通道,實施榮譽(Honor)教育。遵循物理學的成才規律,試驗班探索個性化培養、多種學習方式相結合的教學模式以及教學方法,培養學生獨立思考、自主學習、勇于探索和實踐的意識和能力。在2018年教育部拔尖計劃十周年評估中,西安交大物理試驗班并列全國第五。

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科學選拔,動態管理。每年招收50名左右學生,分別從高考生、少年班學生及各專業優秀生中選拔,通過“筆試、面試”兩個階段,和“特色筆試、數理思維、人文素養、創新潛能”四個模塊,考查學生科研興趣、學習天賦、創新潛質等素養。實施動態評估,建立差異化的進出機制。

理工交融,個性化培養。采用學分制管理機制,制定了靈活的課程免修、緩修、及補修制度。制定個性化培養計劃:設置工程基礎課程模塊、交叉學科選修模塊,鼓勵學生跨學科學習;選派學生赴國外一流大學進行短期學習或科研訓練,免修校內有關課程;允許優秀學生提前選修研究生課程;實施暑期小學期制,進行學科競賽、短期國際暑研,國外專家短期授課或講座等。試驗班畢業生中符合保研資格的學生可以全部保研,免試推薦攻讀國內碩士研究生,提前攻讀博士學位。近年來,約有40%畢業生選擇清華、北大,科大和中科院等國內一流學校和研究所讀研,20%選擇留校讀研。

一流師資,國際化培養。借鑒國際名校物理專業的課程體系設計拔尖學生培養計劃,實現與國外大學課程的對接。匯聚名師大家,為學生進行小班授課:長期聘請來自北京大學等國內一流高校的國家教學名師和知名教授擔任試驗班專業主干課程主講;聘請我校領軍人才計劃入選者學者、外籍教授、及國家/省級教學名師等講授核心課程。采用研討式教學方法,啟迪學生思維,增強學生獨立自主學習與思考意識,注意傳授知識與學生能力培養相結合,注重學生綜合素質、分析解決問題能力與創新意識的培養和提高。實行廣泛的國際交流,本科期間可通過選拔,資助出國學習或研究半年到一年。物理試驗班已先后與MIT、UC Berkeley、密歇根州立大學、紐約州立大學石溪分校、德州農工大學、荷蘭萊頓大學等十余所國際知名大學和研究所簽署了聯合培養協議,每年派出30余名本科生出國交流學習。近年來,40%以上的學生畢業后被MIT、Harvard大學、Princeton大學、Columbia大學等國際一流高校錄取攻讀博士學位。

實施雙導師制,助力科研創新。物理實驗班學生管理實行導師制與班級管理相結合,從大二開始,一對二配備指導教師:學業導師指導學生學習規劃和志趣培養;科研導師帶領學生進入前沿課題研究。設置科研訓練模塊,在前兩年物理學主干課程學習之后,學生打好了寬廣扎實的專業基礎,后兩年開始學生可按興趣在量子光學、凝聚態物理和理論物理等領域選修專業課程,并選擇加入一流研究組的學術活動,在專業科研導師帶領下開展科研工作,圍繞學生綜合素質和學術創新能力等核心要素,開展多樣化、多層次的科研訓練。近五年,試驗班學生積極參加國內外學科競賽、大學生數學建模、挑戰杯等課外學術競賽等,累計獲得團隊全國特等獎2項,一等獎5項,30多人/次獲得國際、國內獎項。試驗班學生本科在校期間已發表高水平SCI學術論文30余篇,承擔省級以上“大學生創新訓練項目”30余項。

專業Q&A:

Q:理科物理試驗班是什么樣的一個班級?

A:理科物理試驗班是根據國家“基礎學科拔尖學生培養試驗計劃”(簡稱“珠峰計劃”)而設立的?!盎A學科拔尖學生培養試驗計劃”是國家為回應“錢學森之問”而推出的一項人才培養計劃,是國家教育體制改革試點項目,旨在培養基礎知識扎實、專業知識出眾、科研思想活躍、國際視野開闊、發展潛力明顯,未來成長為相關基礎學科領域的領軍人物,并逐步躋身國際一流科學家隊伍。2009年8月西安交通大學被國家教育部列為首批開展“基礎學科拔尖學生培養試驗計劃”的高校之一。我校于2009年9月在理學院成立了物理試驗班,并于同年開始招生。在2018年教育部拔尖計劃十周年評估中,西安交大物理試驗班并列全國第五。

Q:理科物理試驗班學習什么專業?其核心課程有哪些?

A:主要培養物理及相關基礎研究領域的高水平科學研究學者,學習專業為物理學。專業核心課程有:力學、熱學、電磁學、光學、原子物理學、分析力學、電動力學、量子力學、熱力學與統計物理學、固體物理、實驗物理(普通物理實驗與近代物理實驗)等。從大三開始,可以根據興趣選修凝聚態物理、量子光學和量子信息、廣義相對論、量子場論等多個方向的專業課程。

Q:理科物理試驗班的人才培養模式和特點?

A:培養模式及特點:

1、配備一流的教學條件、聘請一流的教師、選用一流的教材,實行國際化教學模式。

2、強化科研訓練。為每位學生配備學業導師,對學生的學業與科研訓練進行一對一的培養。從三年級開始把學生分至相關方向,除繼續學習有關課程外,參加由導師帶領學術團隊,完成前沿課題研究。

3、加強國際交流。聘請國內著名學者、教授為試驗班學生講授基礎主干課程;聘請國內外著名專家學者為試驗班的學生進行講座和座談。

4、選送優秀學生到國(境)外知名高校學習相關基礎課程和專業課程。學習時間分為暑期研究(一般為6周)、一學期/兩學期課程學習。交大認可在國(境)外高校取得的學分。選送方式為學校安排和學生自己聯系相結合。學校為選送學生提供相應的資助(含交通費用、學費),并負擔部分生活費。

5、試驗班的學生培養實行分流制。主要是針對學無興趣和學習能力不足的學生進行分流。凡在一學年本科必修課程中有不及格者或所修的專業主干課程中有3門次以上(含3門次)的課程成績為70分以下者將會被分流,一年級可分流至原專業或其他物理專業,二年級開始分流至其他物理專業。

6、試驗班的學生本科畢業時,學校對于這些學生保送我校讀研究生的指標予以傾斜。

Q:試驗班師資情況如何?

A:高水平的師資隊伍是培養優秀人才的關鍵。理學院在選派本院最好的教師為試驗班授課的同時,積極聘請國內外優秀教師和知名學者擔任試驗班基礎主干課程的主講教師或兼職教師。已聘請過的國內外知名學者、國家級名師或國家級精品課程負責人包括:蘭州大學錢伯初教授(已故)講授“力學”、“原子物理”和“量子力學”,北京大學鐘錫華教授講授“光學”和“電磁學”,北京大學吳崇試教授講授“復變函數與數理方程”,北京大學丁浩剛教授講授“電動力學”和“廣義相對論”,北京師范大學彭芳麟教授講授“計算物理”,北京大學程檀生教授講授“量子力學”,武漢大學姚端正教授講授“數學物理方法”,北京大學田光善教授講授“電動力學”,加拿大紐布朗大學王鼎益教授講授“電動力學”,德國達姆斯塔特工業大學Dieter H.H. Hoffmann教授講授“電磁學”和“等離子體物理”。理學院還為外聘教師配備了有經驗的輔導教師,在輔助外聘教師工作的同時,培養自己的教學骨干。

表1部分師資情況—核心課程

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Q:理科物理試驗班國際化交流程度如何?

A:國際化視野是未來領軍人才的基本要求。理學院十分重視對理科物理試驗班學生的國際化培養,多次聘請國際知名學者、科學家訪問學校,通過授課、講座、交流座談,培養學生和外籍教師的交流能力,拓寬視野。近年來,理學院共邀請了10余位諾貝爾獎獲得者來校做報告,并組織學生面對面交流,極大地促進了學生的學習和科研熱情。此外,通過多種渠道不斷為學生提供“走出去”的機會。目前,物理試驗班已與美國麻省理工學院、加州大學伯克利分校、德州農工大學、圣母大學、密西根州立大學、佐治亞理工學院、紐約州立大學石溪分校和布法羅分校、英國曼徹斯特大學、格拉斯哥大學、荷蘭萊頓大學等14所國際一流大學簽署了學生聯合培養協議,每年選派優秀學生前往對方高校進行交流學習。學生在國外期間,也會要求進入科研實驗室,開展科學研究。通過這些交流項目,學生可以近距離體驗國際一流大學的學習和科研氛圍,見識和感受國際一流大師的風采,樹立了學術自信心。目前赴外進行過長學期交流的學生約占到試驗班總人數的2/3。我校同時為學生提供學費、旅費、生活費方面的支持。

表2部分物理試驗班(H)國外協議交流學校

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Q:理科物理試驗班如何提高學生科研實踐能力?

A:科研訓練是創新人才成長的重要環節。為給試驗班學生脫穎而出創造條件,理學院開設了科研訓練、高等物理實驗課程,并在學校的大力支持下,建立了涉及材料物理、凝聚態物理、非線性光學和量子光學等前沿課題的創新教學實驗平臺,使學生可以循序漸進地加入到科研團隊的科研活動中,開展具體的課題研究,并將科研訓練拓展至前沿科研探索。此外,為充分利用我校的工科優勢和優良師資資源,在試驗班學生培養過程中,鼓勵拔尖學生加入學校的優秀導師團隊和一流的實驗室,培養具有學科交叉綜合素質的拔尖人才。近年來,物理試驗班學生通過科研訓練,先后在Physical Review Letters、Physical Review A、Physical Review B、Physics Letters B、Scientific Reports等國際知名物理期刊上發表學術論文30余篇。

Q:已畢業學生去向有哪些?

A:已畢業學生92%以上繼續攻讀研究生學位,其中在國內高校讀研人數和出國讀研人數約各占一半。截止2019年,理科物理試驗共有7屆220名學生順利畢業,其中已有96人赴國(境)外一流大學繼續深造學習,107人赴北京大學、清華大學等國內名?;蜓芯吭核プx碩博學位。例如:2015屆郭鐸赴Columbia攻讀博士、霍衛光赴Princeton攻讀博士,2016屆賈怡、2017屆李長昊赴MIT攻讀博士,2017屆郝澤宇赴Harvard攻讀博士。優秀畢業生進入諾獎、國際重大科學計劃團隊,已在專業領域嶄露頭角。2014屆劉松同學在Nature發表論文,被2017年APS March Meeting新聞報道。2016屆賈怡同學師從丁肇中教授,2年獲得博士學位,在阿爾法磁譜儀的奇異物質探測項目做出重要工作,目前擔任Princeton的Dicke Fellow。七屆畢業生已在Nature、Science Advances、PRL等頂級期刊發表論文40余篇。

Q:招生人數和錄取方式如何?

A:理科物理試驗班目前錄取方式有高考統招和校內選拔兩種。從交大少年班選拔10名。高考統招20名。新生開學報道時,通過自愿報名、筆試、面試方式,再選拔20名學生。每屆總共招收50名學生。

Q:進入試驗班需要哪些條件?

A:熱愛物理,愿意從事基礎科學研究的每一個優秀學生都是我們的候選對象。


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