依托“強(qiáng)基計(jì)劃”、立足物理學(xué)科培養(yǎng)新工科人才的探索與實(shí)踐

摘 要 新工科建設(shè)和“強(qiáng)基計(jì)劃”分別是教育部在國(guó)家層面先后部署的培養(yǎng)未來(lái)新技術(shù)人才和基礎(chǔ)學(xué)科拔尖人才的重大戰(zhàn)略舉措。作為教育部確定的首批“強(qiáng)基計(jì)劃”專業(yè)，物理學(xué)是自然科學(xué)的基石，也是新工科發(fā)展的原始動(dòng)力和處女地。能否有效銜接新工科建設(shè)和物理學(xué)專業(yè)“強(qiáng)基計(jì)劃”，構(gòu)建理工融合共享共建平臺(tái)，打造理工貫通本碩博一體化培養(yǎng)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)由理科走向理工融合的人才培養(yǎng)模式？ 本文介紹了在工科優(yōu)勢(shì)綜合性大學(xué)中依托物理學(xué)專業(yè)“強(qiáng)基計(jì)劃”開(kāi)展新工科人才培養(yǎng)的執(zhí)行方案、改革舉措和取得的初步成效，匯報(bào)了西安交通大學(xué)立足物理學(xué)科開(kāi)展新工科人才培養(yǎng)模式機(jī)制改革的探索和實(shí)踐，期望能夠?yàn)槠渌た苾?yōu)勢(shì)大學(xué)的物理學(xué)科開(kāi)展新工科人才培養(yǎng)提供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞 新工科;強(qiáng)基計(jì)劃;物理學(xué)專業(yè);理工融合;培養(yǎng)模式改革

2017年被稱為“新工科”元年，伴隨著新工科建設(shè)“三部曲”復(fù)旦共識(shí)、天大行動(dòng)和北京指南的陸續(xù)形成，宣告新工科建設(shè)正式啟動(dòng)[1-3]。新工科提出的實(shí)質(zhì)是在影響國(guó)家戰(zhàn)略發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)方向，突破傳統(tǒng)工科發(fā)展瓶頸，謀劃未來(lái)發(fā)展藍(lán)圖，培養(yǎng)服務(wù)于國(guó)家重大戰(zhàn)略需求的創(chuàng)新型工程科技人才。

新工科建設(shè)離不開(kāi)物理學(xué)的發(fā)展與突破。目前所提出的新工科，其核心概念主要包括信息、網(wǎng)絡(luò)、功能材料、定向性安全能源等以及它們的綜合性集成。首先，這些核心概念都需要有物理的實(shí)現(xiàn)，即需要從原子甚至更深層次的物質(zhì)構(gòu)成方面考慮物理載體來(lái)實(shí)現(xiàn)。其次，物理學(xué)前沿發(fā)展正在主動(dòng)孕育新興工業(yè)的誕生，如納米科技的發(fā)展給新材料的開(kāi)發(fā)提供了科學(xué)基礎(chǔ)，石墨烯等二維材料的研究給新材料和新能源的開(kāi)發(fā)帶來(lái)了曙光，量子信息和量子計(jì)算的前沿進(jìn)展已經(jīng)開(kāi)始推動(dòng)信息和計(jì)算領(lǐng)域的革命等。這些都說(shuō)明，物理學(xué)不只是傳統(tǒng)工科的統(tǒng)一基礎(chǔ)，也將是新工科發(fā)展的原始動(dòng)力和處女地[4]。

在已有的新工科建設(shè)中，物理學(xué)科所發(fā)揮的作用主要集中在大學(xué)物理類課程建設(shè)和教學(xué)改革領(lǐng)域[5-8]，目的在于為新工科專業(yè)學(xué)生提供更扎實(shí)的物理基礎(chǔ)，所起作用比較受限，且缺乏主動(dòng)作為。如何主動(dòng)作為，立足物理學(xué)科開(kāi)展新工科人才培養(yǎng)，探索新工科建設(shè)的新途徑？ 這是全體物理人需要回答的問(wèn)題。

2020年1月，教育部發(fā)布《關(guān)于在部分高校開(kāi)展基礎(chǔ)學(xué)科招生改革試點(diǎn)工作的意見(jiàn)》①，決定在部分“雙一流”建設(shè)高校開(kāi)展基礎(chǔ)學(xué)科招生改革試點(diǎn)工作，面向國(guó)家重大戰(zhàn)略需求，選拔有志于服務(wù)國(guó)家重大戰(zhàn)略需求且綜合素質(zhì)優(yōu)秀的學(xué)生，稱為“強(qiáng)基計(jì)劃”。第一批“強(qiáng)基計(jì)劃”在36所高校開(kāi)展試點(diǎn)工作，各高校依托自身優(yōu)勢(shì)學(xué)科和辦學(xué)特色，啟動(dòng)“強(qiáng)基計(jì)劃”人才培養(yǎng)體系的探索工作。

國(guó)家先后開(kāi)展的新工科建設(shè)和“強(qiáng)基計(jì)劃”都面向國(guó)家重大戰(zhàn)略需求，旨在培養(yǎng)適應(yīng)時(shí)代要求和高新技術(shù)發(fā)展需要的創(chuàng)新型人才。西安交通大學(xué)作為國(guó)內(nèi)典型的工科優(yōu)勢(shì)綜合性大學(xué)，同時(shí)承擔(dān)了新工科建設(shè)和“強(qiáng)基計(jì)劃”人才培養(yǎng)重任。此外，西安交通大學(xué)具有良好的理工交叉融合的傳統(tǒng)，物理學(xué)科先后支持學(xué)校創(chuàng)建了半導(dǎo)體、電真空技術(shù)、無(wú)線電技術(shù)、原子核物理等專業(yè)，有力支撐了學(xué)校目前優(yōu)勢(shì)工科為主的學(xué)科布局。能否利用工科優(yōu)勢(shì)綜合性大學(xué)天然的理工融合基礎(chǔ)和優(yōu)良傳統(tǒng)，將新工科建設(shè)和“強(qiáng)基計(jì)劃”深度融合，探索一條理工學(xué)科交叉培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的新途徑？

根據(jù)教育部對(duì)“強(qiáng)基計(jì)劃”培養(yǎng)目標(biāo)的要求，考慮到學(xué)校在許多工科方向承擔(dān)著國(guó)家重大科技發(fā)展任務(wù)，這些任務(wù)的突破都不可避免地指向物理學(xué)的基礎(chǔ)問(wèn)題，而且也需要培養(yǎng)具備原創(chuàng)物理思維和綜合科學(xué)素養(yǎng)的人才，西安交通大學(xué)于2020年批準(zhǔn)以物理學(xué)院為主，融合能源與動(dòng)力工程、電氣工程、機(jī)械工程、航空航天和電子科學(xué)與技術(shù)等5個(gè)工程學(xué)院，共同建設(shè)物理學(xué)專業(yè)“強(qiáng)基計(jì)劃”人才培養(yǎng)基地?；亟Y(jié)合學(xué)校優(yōu)勢(shì)工科發(fā)展新需求和物理學(xué)科前沿發(fā)展新趨勢(shì)，聚焦能源物理、智能電氣、微納制造、空天物理技術(shù)、先進(jìn)電子與光子技術(shù)、量子信息等6個(gè)理工專業(yè)方向，打破物理學(xué)專業(yè)原有的人才培養(yǎng)機(jī)制，培養(yǎng)具備扎實(shí)物理基礎(chǔ)、志愿投身科技創(chuàng)新或攻克工程新技術(shù)難關(guān)的高素質(zhì)領(lǐng)軍技術(shù)人才，構(gòu)建一個(gè)從物理學(xué)走向理工融合的新培養(yǎng)體系。圖1展示了物理學(xué)發(fā)展樹(shù)圖以及西安交通大學(xué)物理學(xué)專業(yè)“強(qiáng)基計(jì)劃”與對(duì)應(yīng)的6個(gè)理工專業(yè)方向的關(guān)系。

西安交通大學(xué)物理學(xué)專業(yè)“強(qiáng)基計(jì)劃”從2020年開(kāi)始招生，目前已經(jīng)入學(xué)5屆學(xué)生，培養(yǎng)工作正在按計(jì)劃開(kāi)展、落實(shí)和探索中。下面以2020級(jí)首屆75名學(xué)生的培養(yǎng)為例，介紹立足物理學(xué)科培養(yǎng)新工科人才的實(shí)施方案、改革舉措和取得的初步成效。

1 基于物理學(xué)專業(yè)“強(qiáng)基計(jì)劃”的新工科人才培養(yǎng)實(shí)施方案

西安交通大學(xué)物理學(xué)專業(yè)“強(qiáng)基計(jì)劃”的6個(gè)理工融合人才培養(yǎng)方向面向國(guó)家中長(zhǎng)期科技發(fā)展規(guī)劃，聚焦影響國(guó)家科技發(fā)展的瓶頸問(wèn)題，立足學(xué)校整體學(xué)科布局特點(diǎn)，突出目標(biāo)導(dǎo)向的個(gè)性化培養(yǎng)。各方向具體培養(yǎng)目標(biāo)如下。

（1） 能源物理：面向國(guó)家能源安全領(lǐng)域重大需求，以傳統(tǒng)能源高效潔凈安全轉(zhuǎn)化利用及新能源技術(shù)為牽引，立足物理學(xué)和能源動(dòng)力的交叉，培養(yǎng)具有深厚數(shù)理基礎(chǔ)、能夠提出和解決能源科學(xué)技術(shù)與工程領(lǐng)域關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題的能力，在能源科學(xué)與技術(shù)行業(yè)起引領(lǐng)作用的創(chuàng)新型拔尖人才。

（2） 智能電氣：電力能源是現(xiàn)代社會(huì)的基石，是支撐現(xiàn)代社會(huì)運(yùn)轉(zhuǎn)的核心能源。我國(guó)電力能源在國(guó)際上處于領(lǐng)先地位，在特高壓輸電、新能源電力、智能電網(wǎng)等關(guān)鍵技術(shù)方面引領(lǐng)世界的發(fā)展。該方向致力于培養(yǎng)具有原創(chuàng)能力的科技創(chuàng)新拔尖人才，去突破世界級(jí)“高精尖缺”技術(shù)，保持我國(guó)領(lǐng)跑地位。

（3） 微納制造：微納制造是微傳感器、微結(jié)構(gòu)和功能微納系統(tǒng)制造的重要科學(xué)基礎(chǔ)，微納制造決定著我國(guó)能否攻克芯片等“卡脖子”技術(shù)國(guó)產(chǎn)化、持續(xù)引領(lǐng)世界航天和航空等領(lǐng)域發(fā)展。致力于培養(yǎng)學(xué)生深厚的物理基礎(chǔ)理論，系統(tǒng)的微納制造的專業(yè)知識(shí)，具有家國(guó)情懷、創(chuàng)新能力、溝通交流能力和終身學(xué)習(xí)能力等的科技領(lǐng)軍人才。

（4） 空天物理技術(shù)：立足深厚的物理學(xué)科基礎(chǔ)與力學(xué)和空天工程學(xué)科交叉，培養(yǎng)具有深厚物理基礎(chǔ)，系統(tǒng)掌握力學(xué)知識(shí)、理論、分析方法和專業(yè)技能，具有提出和解決科學(xué)、技術(shù)與工程領(lǐng)域中的挑戰(zhàn)性問(wèn)題的能力，能夠解決空天工程中基礎(chǔ)關(guān)鍵性力學(xué)問(wèn)題的領(lǐng)軍人才。

（5） 先進(jìn)電子與光子技術(shù)：面向國(guó)家經(jīng)濟(jì)或國(guó)防領(lǐng)域中對(duì)高端電子和光子材料與器件的重大需求，培養(yǎng)具有扎實(shí)物理學(xué)基礎(chǔ)、同時(shí)能夠潛心于研究領(lǐng)域關(guān)鍵材料的合成與制備、組成與結(jié)構(gòu)、性能與應(yīng)用以及它們之間的相互關(guān)系，解決其中基礎(chǔ)科學(xué)問(wèn)題和關(guān)鍵技術(shù)，開(kāi)發(fā)先進(jìn)電子或光子器件的科學(xué)人才。

（6） 量子信息：面向國(guó)家在量子通信和量子計(jì)算領(lǐng)域的重大需求，培養(yǎng)致力解決量子通信、量子計(jì)算、量子多體等關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題的創(chuàng)新拔尖人才，為新一代信息與通信技術(shù)的重大突破儲(chǔ)備人才。

圖2展示了西安交通大學(xué)物理學(xué)專業(yè)“強(qiáng)基計(jì)劃”的培養(yǎng)體系。下面針對(duì)培養(yǎng)體系和培養(yǎng)方案展開(kāi)具體討論和說(shuō)明。

1.1 “理科基礎(chǔ)，工程出口”，本碩博一體化培養(yǎng)體系

西安交通大學(xué)物理學(xué)專業(yè)“強(qiáng)基計(jì)劃”實(shí)施本碩博一體化培養(yǎng)，本科階段為物理學(xué)專業(yè)，本科畢業(yè)時(shí)學(xué)生經(jīng)雙向選擇進(jìn)入不同工科方向的碩（博）士研究生階段。學(xué)生在本科階段，除了需要完成物理學(xué)專業(yè)所必須的所有課程和實(shí)驗(yàn)實(shí)踐訓(xùn)練外，在大二結(jié)束時(shí)依據(jù)“志愿優(yōu)先”的原則，根據(jù)個(gè)人興趣和意愿，在物理學(xué)專業(yè)“強(qiáng)基計(jì)劃”的六個(gè)理工專業(yè)方向范圍內(nèi)確定未來(lái)發(fā)展方向，并需修滿各方向的模塊課程及相關(guān)的工程實(shí)踐訓(xùn)練。本科階段結(jié)束后，學(xué)生順選進(jìn)入培養(yǎng)方向所對(duì)應(yīng)的研究生專業(yè)和課題團(tuán)隊(duì)，由此真正實(shí)現(xiàn)由物理走向理工融合的本碩博貫通培養(yǎng)模式。

在貫通體系方面，秉持“本科階段培養(yǎng)基礎(chǔ)素質(zhì)與能力，研究生階段注重培養(yǎng)專業(yè)素質(zhì)、科研能力和創(chuàng)新能力”的方針，學(xué)校統(tǒng)籌規(guī)劃學(xué)生本碩博培養(yǎng)體系，課程體系實(shí)施統(tǒng)一排課選課機(jī)制。本科畢業(yè)設(shè)計(jì)和研究生學(xué)位論文長(zhǎng)線規(guī)劃制定，實(shí)現(xiàn)本碩博研究、創(chuàng)新能力培養(yǎng)的有機(jī)銜接。

在教學(xué)內(nèi)容方面，按照專業(yè)培養(yǎng)方向要求，統(tǒng)籌安排學(xué)生各階段的課程教學(xué)內(nèi)容。構(gòu)建階梯化“融通培養(yǎng)”課程體系，優(yōu)化設(shè)計(jì)通識(shí)基礎(chǔ)、專業(yè)課程、技術(shù)科學(xué)、創(chuàng)新實(shí)踐等模塊的內(nèi)容構(gòu)成。

在管理政策方面，針對(duì)學(xué)生培養(yǎng)需求，鼓勵(lì)學(xué)生參加國(guó)內(nèi)外交流，制定國(guó)內(nèi)外學(xué)分互認(rèn)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)跨年級(jí)、跨專業(yè)、跨領(lǐng)域靈活選課，設(shè)定科學(xué)門(mén)檻條件，制定優(yōu)秀學(xué)生可提前進(jìn)入研究生培養(yǎng)階段的“優(yōu)本計(jì)劃”等相關(guān)政策，助力學(xué)生快速成才。

1.2 實(shí)行“強(qiáng)基計(jì)劃”學(xué)生年度考核和動(dòng)態(tài)管理制度

實(shí)施物理學(xué)專業(yè)“強(qiáng)基計(jì)劃”榮譽(yù)學(xué)生資格管理制度，建立“強(qiáng)基計(jì)劃”內(nèi)流轉(zhuǎn)和退出補(bǔ)選機(jī)制，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，激勵(lì)學(xué)生不斷挑戰(zhàn)自我、“跳起來(lái)摘桃子”。

制定科學(xué)合理的退出補(bǔ)選機(jī)制，每學(xué)年對(duì)強(qiáng)基計(jì)劃學(xué)生學(xué)業(yè)、思想等情況進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，有下列情形之一者，退出“強(qiáng)基計(jì)劃”并轉(zhuǎn)入其它非強(qiáng)基計(jì)劃的相關(guān)專業(yè)：（1）所修全部本科課程中出現(xiàn)成績(jī)不及格;（2）在任意一學(xué)年內(nèi)所修的全部課程中有3門(mén)及以上課程成績(jī)低于70分;（3）在校期間違反校紀(jì)、校規(guī)，受到記過(guò)及以上處分;（4）針對(duì)學(xué)生的思想品德、學(xué)業(yè)成績(jī)、綜合素質(zhì)、創(chuàng)新能力、身體狀況等進(jìn)行綜合考查后，認(rèn)為不適合繼續(xù)培養(yǎng)的學(xué)生。在出現(xiàn)學(xué)生退出“強(qiáng)基計(jì)劃”的情況后，從學(xué)校其他理工專業(yè)選拔相同數(shù)量的優(yōu)秀學(xué)生進(jìn)入“強(qiáng)基計(jì)劃”的相應(yīng)專業(yè)。

1.3 針對(duì)物理學(xué)專業(yè)“強(qiáng)基計(jì)劃”實(shí)施的改革舉措

“強(qiáng)基計(jì)劃”和新工科人才培養(yǎng)都需要扎實(shí)的物理基礎(chǔ)和作為“未來(lái)科技革命者”應(yīng)具備的綜合素養(yǎng)，如樂(lè)于創(chuàng)新、勇于挑戰(zhàn)、敢于批判、堅(jiān)強(qiáng)勇毅等。為了有效銜接“強(qiáng)基計(jì)劃”和新工科人才培養(yǎng)工作，實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)過(guò)程的理工融合，我們實(shí)施了如下改革舉措。

1） 構(gòu)建階梯化“融通培養(yǎng)”課程體系，重視物理基礎(chǔ)課程教育，加強(qiáng)專業(yè)特色課程學(xué)習(xí)

學(xué)校多次召集物理學(xué)院及五個(gè)工程學(xué)院的專家學(xué)者和資深教授，研討適應(yīng)理工融合人才培養(yǎng)的課程體系和培養(yǎng)模式，針對(duì)性地優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)，探索構(gòu)建跨學(xué)科人才培養(yǎng)模式。構(gòu)建階梯化“融通培養(yǎng)”課程體系，加強(qiáng)通識(shí)基礎(chǔ)模塊、技術(shù)科學(xué)模塊、專業(yè)學(xué)科模塊、創(chuàng)新實(shí)踐模塊等課程建設(shè)，打造“強(qiáng)理科、寬基礎(chǔ)、重實(shí)踐、國(guó)際化”的人才培養(yǎng)方案。

物理學(xué)專業(yè)“強(qiáng)基計(jì)劃”學(xué)生在大一和大二階段主要進(jìn)行通識(shí)教育課程、數(shù)學(xué)和基礎(chǔ)科學(xué)課程以及物理大類基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)。在大二結(jié)束選定專業(yè)方向后，除繼續(xù)物理大類課程學(xué)習(xí)外，每位同學(xué)均需開(kāi)展專業(yè)特色課程學(xué)習(xí)。專業(yè)特色課程根據(jù)能源物理、智能電氣、微納制造、空天物理技術(shù)、先進(jìn)電子與光子技術(shù)、量子信息等6個(gè)專業(yè)方向的培養(yǎng)要求和目標(biāo)，制定各專業(yè)方向核心課程和選修課程模塊，包括專業(yè)核心課程12學(xué)分和專業(yè)選修課程10學(xué)分。表1列出了各專業(yè)方向規(guī)定的專業(yè)特色課程。學(xué)生修完專業(yè)特色課程后，能夠較好地掌握所選專業(yè)方向的基礎(chǔ)和專業(yè)知識(shí)，為理工交叉融合奠定基礎(chǔ)。

2） 以學(xué)生為中心，改革課程教學(xué)模式

為了激發(fā)物理學(xué)專業(yè)“強(qiáng)基計(jì)劃”學(xué)生對(duì)物理課程學(xué)習(xí)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)能力和開(kāi)放性思維，物理學(xué)院改革傳統(tǒng)授課模式，以學(xué)生為中心，在熱學(xué)、電磁學(xué)、理論力學(xué)、量子力學(xué)等基礎(chǔ)物理課程中系統(tǒng)開(kāi)展了線上線下混合式教學(xué)、翻轉(zhuǎn)課堂、大班授課小班習(xí)題、以科學(xué)問(wèn)題為導(dǎo)向的小班研討課（下文簡(jiǎn)稱小班研討課）等師生互動(dòng)式多模式教學(xué)改革。

以熱學(xué)小班研討課為例，每個(gè)研討課班級(jí)24人左右，每4人一個(gè)小組，分成6組。每個(gè)小組確定一位組長(zhǎng)，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)組內(nèi)成員的任務(wù)分工。整個(gè)學(xué)期每個(gè)小組選擇1個(gè)研討題目進(jìn)行深入研究，并做4次匯報(bào)（每位組員匯報(bào)1次），包括：選題匯報(bào)、進(jìn)展匯報(bào)1、進(jìn)展匯報(bào)2和總結(jié)匯報(bào)，每次匯報(bào)都要有新進(jìn)展。研討題目主要集中在熱學(xué)課程內(nèi)容的拓展與延伸，涉及知識(shí)面較廣。表2列出了近些年使用的部分研討課題目。通過(guò)小班研討課的開(kāi)展，不僅搭建了從基礎(chǔ)課程到科學(xué)研究的橋梁，學(xué)生提出問(wèn)題、思考問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力也得到了很大提升。

3） 實(shí)行小班管理和“雙導(dǎo)師”制

每屆“強(qiáng)基計(jì)劃”學(xué)生均實(shí)行小班管理，每個(gè)班級(jí)24名學(xué)生左右，班主任通常由具有較高學(xué)術(shù)造詣且學(xué)生管理經(jīng)驗(yàn)豐富的教授擔(dān)任。班主任每月定期召開(kāi)班會(huì)，開(kāi)展談心活動(dòng)，了解學(xué)生的思想動(dòng)向，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)和職業(yè)生涯規(guī)劃;深入班級(jí)，了解班級(jí)學(xué)風(fēng)狀況，對(duì)學(xué)習(xí)狀態(tài)差的學(xué)生及時(shí)進(jìn)行教育和引導(dǎo);走進(jìn)宿舍，關(guān)心學(xué)生的生活，多途徑引導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)和成長(zhǎng)。

此外，物理學(xué)院還為每位強(qiáng)基計(jì)劃學(xué)生配備一名學(xué)業(yè)導(dǎo)師，幫助學(xué)生較快地適應(yīng)大學(xué)生活，給予學(xué)生學(xué)業(yè)規(guī)劃、學(xué)術(shù)研究等指導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)研究能力和創(chuàng)新實(shí)踐能力。在大二結(jié)束選定專業(yè)方向后，專業(yè)方向所在學(xué)院為每位學(xué)生再配備一名專業(yè)訓(xùn)練導(dǎo)師，幫助學(xué)生深入了解所選專業(yè)方向，并指導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展所在專業(yè)方向的科研訓(xùn)練。雙導(dǎo)師全方位指導(dǎo)學(xué)生人生成長(zhǎng)、學(xué)業(yè)發(fā)展和科研訓(xùn)練，助力學(xué)生成長(zhǎng)與科研創(chuàng)新同步發(fā)展。

4） 制度化要求，全面開(kāi)展科研訓(xùn)練

科研訓(xùn)練在本科人才培養(yǎng)中具有重要作用，它不僅可以深化和拓展學(xué)生的專業(yè)知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力、解決實(shí)際問(wèn)題的能力以及團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)，還可以提升學(xué)生的綜合素養(yǎng)，為學(xué)生的未來(lái)發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。為了貫徹落實(shí)科研訓(xùn)練培養(yǎng)環(huán)節(jié)，我們制定了“西安交通大學(xué)物理學(xué)院本科生課外科研實(shí)踐貫通培養(yǎng)方案”，并在物理學(xué)專業(yè)“強(qiáng)基計(jì)劃”學(xué)生的培養(yǎng)方案中設(shè)置科研訓(xùn)練必修學(xué)分，同時(shí)在教師職稱晉升、崗位職責(zé)、年度以及聘期考核任務(wù)中增加指導(dǎo)學(xué)生科研訓(xùn)練的要求，分別從學(xué)生和教師兩端提升科研訓(xùn)練開(kāi)展的積極性。

為了提高科研訓(xùn)練的完成質(zhì)量，學(xué)院設(shè)置了科研訓(xùn)練預(yù)選期，給學(xué)生充分時(shí)間了解指導(dǎo)教師及研究課題，從而選擇更加感興趣的研究方向。大二全年作為學(xué)生科研訓(xùn)練預(yù)選期，在預(yù)選期內(nèi)，學(xué)院通過(guò)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放日、海報(bào)展示、師生交流等方式向?qū)W生推介各科研團(tuán)隊(duì)及指導(dǎo)教師科研情況，向?qū)W生提供科研團(tuán)隊(duì)/指導(dǎo)教師名單、聯(lián)系方式;鼓勵(lì)學(xué)生自行聯(lián)系指導(dǎo)教師;指導(dǎo)教師可與學(xué)生約時(shí)間面談，面對(duì)面了解學(xué)生情況;學(xué)生經(jīng)過(guò)充分了解后，與科研團(tuán)隊(duì)或指導(dǎo)教師雙向選擇，在各科研團(tuán)隊(duì)、指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，開(kāi)展科研訓(xùn)練相關(guān)的實(shí)踐活動(dòng)。預(yù)選期內(nèi)，學(xué)生根據(jù)個(gè)人意愿，可主動(dòng)提出更換科研團(tuán)隊(duì)或指導(dǎo)教師;指導(dǎo)教師評(píng)估學(xué)生表現(xiàn)，可提出終止科研訓(xùn)練指導(dǎo)，學(xué)生根據(jù)個(gè)人意愿選擇是否再次雙向選擇科研團(tuán)隊(duì)或指導(dǎo)教師。

為了督促學(xué)生認(rèn)真開(kāi)展科研訓(xùn)練工作，學(xué)院成立科研訓(xùn)練考核小組，負(fù)責(zé)對(duì)學(xué)生科研訓(xùn)練活動(dòng)進(jìn)行過(guò)程性評(píng)價(jià)考核。在第五學(xué)期，重點(diǎn)考核學(xué)生對(duì)相關(guān)科研領(lǐng)域的研究背景（歷史、現(xiàn)狀、國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)等）的學(xué)習(xí)總結(jié)，并通過(guò)學(xué)生撰寫(xiě)文獻(xiàn)調(diào)研報(bào)告，使其熟悉并掌握科技論文撰寫(xiě)的格式、內(nèi)容等。在第六學(xué)期，重點(diǎn)考核學(xué)生在科研訓(xùn)練過(guò)程中取得的階段性進(jìn)展和成果。學(xué)生提交“科研訓(xùn)練進(jìn)展考核表”，并通過(guò)答辯形式展示其科研訓(xùn)練過(guò)程中取得的進(jìn)展和收獲。

在科研訓(xùn)練導(dǎo)師選擇上，我們強(qiáng)調(diào)開(kāi)放自由和學(xué)科交叉培養(yǎng)，物理學(xué)專業(yè)“強(qiáng)基計(jì)劃”學(xué)生不僅可以選擇物理學(xué)院教師和團(tuán)隊(duì)，也可以在能源與動(dòng)力工程、電氣工程、機(jī)械工程、航空航天和電子科學(xué)與技術(shù)等5個(gè)工程學(xué)院自由選擇。不僅導(dǎo)師選擇自由，同一個(gè)課題也可以由物理學(xué)院和工程學(xué)院導(dǎo)師共同指導(dǎo)?？蒲杏?xùn)練的高質(zhì)量開(kāi)展直接促成學(xué)生積極承擔(dān)大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目，積極參加各類學(xué)科競(jìng)賽并取得優(yōu)異成績(jī)。

5） 匯聚國(guó)內(nèi)外優(yōu)質(zhì)資源，提升學(xué)生的學(xué)術(shù)水平和交流能力

物理學(xué)院通過(guò)學(xué)校先后與美國(guó)麻省理工學(xué)院、加州大學(xué)伯克利分校等10余所世界知名學(xué)府簽訂聯(lián)合培養(yǎng)學(xué)生協(xié)議，為學(xué)生提供更高效、便捷、可靠的培養(yǎng)平臺(tái)，增強(qiáng)學(xué)生參與國(guó)際合作與交流的能力。學(xué)校出臺(tái)針對(duì)物理學(xué)專業(yè)“強(qiáng)基計(jì)劃”學(xué)生的特殊政策、提供經(jīng)費(fèi)支持，選派優(yōu)秀學(xué)生赴國(guó)內(nèi)外頂尖高校和科研院所參加長(zhǎng)期/短期交流。交流期間既參加課程學(xué)習(xí)，也參與國(guó)內(nèi)外導(dǎo)師的實(shí)驗(yàn)室研究，為今后進(jìn)入一流大學(xué)、師從一流導(dǎo)師，搶占國(guó)際學(xué)科前沿奠定基礎(chǔ)。

此外，學(xué)院定期邀請(qǐng)國(guó)內(nèi)外知名院士、外籍千人、學(xué)科領(lǐng)域頂級(jí)科學(xué)家為“強(qiáng)基計(jì)劃”學(xué)生短期授課、講座、合作指導(dǎo)開(kāi)展科研，幫助學(xué)生接觸國(guó)際前沿和學(xué)科前沿。例如，我們邀請(qǐng)了深圳國(guó)際量子研究院俞大鵬院士、奧地利維也納工業(yè)大學(xué)Thomas Pohl教授、北京大學(xué)郭弘教授等專家學(xué)者為學(xué)生講授量子信息與量子計(jì)算領(lǐng)域的研究前沿，邀請(qǐng)了德國(guó)核物理專家及外專千人DieterHoffmann教授、中國(guó)工程物理研究院劉杰教授、中科院物理所李玉同研究員等專家學(xué)者為學(xué)生講授核聚變與強(qiáng)場(chǎng)物理領(lǐng)域前沿。

6） 建立多方協(xié)同育人機(jī)制，培養(yǎng)學(xué)生積極、向上、健康的人格

積極、向上、健康的人格對(duì)于“強(qiáng)基計(jì)劃”學(xué)生的成長(zhǎng)至關(guān)重要，不僅能夠幫助學(xué)生建立良好的人際關(guān)系，增強(qiáng)學(xué)生應(yīng)對(duì)壓力與挫折的能力，預(yù)防心理問(wèn)題的產(chǎn)生，也能夠增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的動(dòng)力，幫助學(xué)生塑造正確的價(jià)值觀。西安交通大學(xué)實(shí)施了多方協(xié)同育人機(jī)制，助力學(xué)生伴隨著積極、健康、向上的人格成長(zhǎng)與成才。

開(kāi)展學(xué)院書(shū)院協(xié)同育人工作。西安交通大學(xué)是國(guó)內(nèi)第一個(gè)全面實(shí)施全員書(shū)院制的高校，在近十五年的摸索和積累當(dāng)中，學(xué)院書(shū)院“雙院制”協(xié)同育人模式取得了積極成效。通過(guò)導(dǎo)師聘任、雙班主任配備、學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)參加書(shū)院院務(wù)委員會(huì)、學(xué)院書(shū)院領(lǐng)導(dǎo)定期互訪、師生下午茶、師生冷餐會(huì)等機(jī)制和活動(dòng)，促進(jìn)學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)和知名教授全面參與書(shū)院的工作部署和日常管理。

落實(shí)德育智育協(xié)同育人，實(shí)施輔導(dǎo)員與學(xué)生面對(duì)面的“知心工程”，教師、輔導(dǎo)員、朋輩幫扶三級(jí)“學(xué)業(yè)輔導(dǎo)”體系，“認(rèn)識(shí)百位老師、閱讀百本經(jīng)典、聽(tīng)取百場(chǎng)報(bào)告、參加百場(chǎng)活動(dòng)”的“四個(gè)一百”育人實(shí)踐引領(lǐng)，實(shí)現(xiàn)德育智育交叉同步發(fā)展。

實(shí)行課內(nèi)課外協(xié)同育人。依托專業(yè)課程開(kāi)展課程實(shí)踐和科研訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生的鉆研精神和責(zé)任意識(shí);建立8個(gè)愛(ài)國(guó)教育基地，依托馬克思主義學(xué)院開(kāi)展思政課實(shí)踐、依托團(tuán)委開(kāi)展社團(tuán)活動(dòng)等，培養(yǎng)學(xué)生社會(huì)責(zé)任感和家國(guó)情懷，實(shí)現(xiàn)第一、第二課堂協(xié)同育人。

2 培養(yǎng)初步成效

2020級(jí)物理學(xué)專業(yè)“強(qiáng)基計(jì)劃”75名學(xué)生已于2024年7月畢業(yè)，學(xué)生整體表現(xiàn)優(yōu)異，培養(yǎng)工作已經(jīng)取得初步成效。

2.1 學(xué)生參加科研訓(xùn)練和學(xué)科競(jìng)賽的熱情高漲，成績(jī)突出

2020級(jí)物理學(xué)專業(yè)“強(qiáng)基計(jì)劃”學(xué)生參加大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目的熱情明顯優(yōu)于同年級(jí)的物理普通班學(xué)生。75名學(xué)生共參加國(guó)家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目8項(xiàng)、陜西省大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目2項(xiàng)，具體項(xiàng)目信息在表3中列出。

20余名物理學(xué)專業(yè)“強(qiáng)基計(jì)劃”學(xué)生參加了包括美國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽、中國(guó)大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競(jìng)賽、全國(guó)大學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽、全國(guó)大學(xué)生光電設(shè)計(jì)競(jìng)賽和“挑戰(zhàn)杯”競(jìng)賽在內(nèi)的學(xué)術(shù)競(jìng)賽，獲得國(guó)際特等獎(jiǎng)提名1項(xiàng)、國(guó)家級(jí)特等獎(jiǎng)1項(xiàng)、一等獎(jiǎng)3項(xiàng)、二等獎(jiǎng)3項(xiàng)以及省級(jí)獎(jiǎng)勵(lì)5項(xiàng)的優(yōu)異成績(jī)。2020級(jí)物理學(xué)專業(yè)“強(qiáng)基計(jì)劃”學(xué)生獲得的部分學(xué)術(shù)競(jìng)賽獎(jiǎng)勵(lì)在表4中列出。這些學(xué)術(shù)競(jìng)賽不僅激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)和研究的熱情，還啟迪了創(chuàng)新意識(shí)，培養(yǎng)了創(chuàng)新能力。

從大學(xué)二年級(jí)或三年級(jí)開(kāi)始，學(xué)生進(jìn)入國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、重大科研項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)或知名教授團(tuán)隊(duì)開(kāi)展科研訓(xùn)練工作。通過(guò)科研訓(xùn)練，學(xué)生不僅實(shí)現(xiàn)了科學(xué)研究基本能力培養(yǎng)，還了解了科學(xué)與工程前沿課題。在科研訓(xùn)練成果的基礎(chǔ)上，部分同學(xué)以第一作者或共同第一作者發(fā)表高水平SCI研究論文7篇（論文相關(guān)信息在表5中列出），增強(qiáng)了開(kāi)展科學(xué)研究的信心，提升了創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力，激勵(lì)了更多同學(xué)深度投入科研工作。

2.2 學(xué)生廣泛開(kāi)展國(guó)內(nèi)外交流，開(kāi)闊視野和眼界

在學(xué)校和學(xué)院的大力支持下，雖然遭受新冠疫情的不利影響，20余名2020級(jí)物理學(xué)專業(yè)“強(qiáng)基計(jì)劃”優(yōu)秀學(xué)生赴國(guó)內(nèi)外大學(xué)和科研機(jī)構(gòu)參加長(zhǎng)期/短期交流。交流期間既參加課程學(xué)習(xí)，也參與國(guó)內(nèi)外導(dǎo)師的實(shí)驗(yàn)室研究。國(guó)內(nèi)外交流為“強(qiáng)基計(jì)劃”學(xué)生今后進(jìn)入一流大學(xué)、師從一流導(dǎo)師，搶占國(guó)際學(xué)科前沿奠定基礎(chǔ)。其中，胡知遙同學(xué)在本期期間先后在香港中文大學(xué)、麻省理工學(xué)院和清華大學(xué)交流學(xué)習(xí)，在清華大學(xué)交流期間，進(jìn)入劉永椿教授課題組開(kāi)展基于耗散的非厄米物理與量子調(diào)控領(lǐng)域的研究工作，并以共同第一作者在物理學(xué)頂級(jí)期刊Physical Review Letters發(fā)表研究論文。

2.3 學(xué)生在工科專業(yè)方向的學(xué)習(xí)和實(shí)踐中嶄露頭角

莊治文同學(xué)在大二結(jié)束后選擇了空天物理技術(shù)方向作為未來(lái)培養(yǎng)方向，在航空航天學(xué)院和物理學(xué)院老師的共同指導(dǎo)下，在大三時(shí)獲得中國(guó)大學(xué)生飛行器設(shè)計(jì)創(chuàng)新大賽一等獎(jiǎng)和中國(guó)飛行器設(shè)計(jì)創(chuàng)新大賽一等獎(jiǎng)。史書(shū)詣同學(xué)在大二結(jié)束后選擇了能源物理方向，在能源與動(dòng)力工程學(xué)院和物理學(xué)院老師的共同指導(dǎo)下獲得全國(guó)大學(xué)生等離子體科技創(chuàng)新大賽二等獎(jiǎng)。

在“強(qiáng)基計(jì)劃”學(xué)生本科畢業(yè)論文階段，40余名同學(xué)在工科學(xué)院教授科研團(tuán)隊(duì)完成畢業(yè)設(shè)計(jì)或畢業(yè)論文工作。畢業(yè)論文整體質(zhì)量?jī)?yōu)秀，展現(xiàn)出明顯的創(chuàng)新性和較高的學(xué)術(shù)水平。

2.4 學(xué)生畢業(yè)深造率高，進(jìn)入工科方向占比突出

圖3展示了已經(jīng)畢業(yè)的2020級(jí)物理學(xué)專業(yè)“強(qiáng)基計(jì)劃”75名學(xué)生的去向，其中78%的畢業(yè)生進(jìn)入碩（博）士研究生階段繼續(xù)深造，明顯高于同年級(jí)物理學(xué)普通班學(xué)生約65%的深造比例。

在轉(zhuǎn)段進(jìn)入研究生階段深造的物理學(xué)專業(yè)“強(qiáng)基計(jì)劃”畢業(yè)生中，73%的學(xué)生進(jìn)入了工程學(xué)院的能源物理、智能電氣、微納制造、空天物理技術(shù)和先進(jìn)電子光子技術(shù)專業(yè)方向，學(xué)生的優(yōu)異表現(xiàn)受到所在工科學(xué)院教授團(tuán)隊(duì)的廣泛好評(píng)。

3 結(jié)語(yǔ)

伴隨著第四次工業(yè)革命的到來(lái)，特別是隨著我國(guó)各項(xiàng)事業(yè)均已快速走向世界舞臺(tái)，國(guó)家越來(lái)越需要更多能夠真正引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展的領(lǐng)軍人才?！皬?qiáng)基計(jì)劃”和新工科建設(shè)都是教育部面向國(guó)家重大戰(zhàn)略需求部署的培養(yǎng)適應(yīng)時(shí)代要求的創(chuàng)新型人才的重大戰(zhàn)略舉措。西安交通大學(xué)物理學(xué)院以工科優(yōu)勢(shì)大學(xué)物理學(xué)專業(yè)“強(qiáng)基計(jì)劃”的實(shí)施為抓手，將“強(qiáng)基計(jì)劃”與新工科建設(shè)深度融合，開(kāi)展了理工交叉的新工科人才培養(yǎng)模式機(jī)制改革的探索和實(shí)踐，培養(yǎng)具備扎實(shí)物理基礎(chǔ)、志愿投身科技創(chuàng)新或攻克工程新技術(shù)難關(guān)的高素質(zhì)領(lǐng)軍技術(shù)人才，已經(jīng)取得初步成效，期望走出一條務(wù)實(shí)高效的創(chuàng)新領(lǐng)軍人才培養(yǎng)道路。

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