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武汉大学强基计划培养方案(物理学专业)

发布时间:2020-05-05 18:05:56  点击数:

根据《教育部关于在部分高校开展基础学科招生改革试点工作的意见》(教学〔20201号)等文件要求,加强强基计划招生和培养的有效衔接,特制定培养方案如下。


一、基本情况

1.1专业简介

1.1.1 办学历史

武汉大学物理科学与技术学院是在1928年成立的原国立武汉大学物理系的基础上发展、演变而来,其历史可追溯到1893年自强学堂的格致门。抗日战争时期西迁乐山,以桂质廷、梁百先等为代表的优秀学者,在最艰难的环境里创建了中国第一个电离层实验室,发表了武汉大学第一篇Nature论文,为中国培养了一批优秀的栋梁之才。

新中国成立之后,百业待兴,为了发展我国的科学技术,培养金属物理方面的专门人材,以周如松为代表武汉大学物理人率先倡导开展科研工作。1954年经高教部批准,成立了金属物理专门化及相应的教研室,成长为现在的国家级重点学科凝聚态物理。物理系的师生从白手起家,为节省经费自制许多科研仪器,搭建了金属物理的科研平台。物理系为新中国培养了一批优秀人才,其中优秀的代表有:李方华院士(1950年考入武汉大学物理系,1951年保送苏联),张焕乔院士(1952年考入武汉大学物理系,1955年调选入北京大学),李钧院士(1955年毕业于武汉大学物理系),张家铝院士(1959年毕业于武汉大学物理系),程亦凡(1982年本科毕业于武汉大学物理系,2019年当选为美国艺术与科学院院士)

二十一世纪之初,在原有物理系基础之上,成立物理科学与技术学院,自1928年国立武汉大学物理系成立至今,经过八十多年、几代人的努力,学院现已发展成为涵盖物理学、材料科学与工程、微电子科学与工程等多个具有突出特色的学科研究方向,是我国最有影响的物理院系之一。学院下设物理学、材料科学与工程、微电子科学与工程等三个一级学科,物理学、材料科学以及工程类均进入ESI全球排名前1%0.1%

1.1.2 专业方向

学院现设有物理学系、材料物理系、微电子系、基础物理教学与实验中心。拥有物理学、材料科学与工程、电子科学与技术一级学科博士学位授权点,物理学、材料科学与工程、电子科学与技术博士后科研流动站。设置的三个本科专业:物理学专业依托国家基础学科人才培养基地,下含中法理学、工学本硕连读试验班,彭桓武班,天眷班,启斌天文英才班;材料科学与技术专业;微电子科学与工程专业是湖北省战略新兴(支柱)产业人才培养试验班。

1.1.3特点与评估情况

武汉大学物理学科基础厚重,实力强劲,在全国第四轮学科评估中获评A-,并列全国第七名。物理学专业于2007年获批“国家高等学校特色专业建设点”,于2008年获批“国家理科基础学科研究和教学人才培养基地”,于2016年在全国率先通过了“本科专业认证(第三级)”;于2019年获批首批“双万计划”国家级一流本科专业建设点。

物理学院办学主要特色是多年来坚持多渠道合作办学。与法国里昂一大联合办学的中法班已延续15年,与中国科学院理论物理研究所合办“彭桓武”班,与中科院武汉物理与数学研究所合办“天眷班”,与国家天文台合办“启斌天文英才班”。这些特色班级充分利用了中科院优质的师资,为高校与科学院联合办学探索了一条行之有效的办法。

1.2师资队伍

学院有一支以院士、国家杰青等高层次人才为核心,学术视野开阔、创新思维活跃的教师队伍。现有专职教师100人,有1位中国科学院院士, 6位国家杰出青年基金获得者;以中青年骨干教师为主体,人员年龄、职称和知识结构合理。现有职教师中90%以上有在国外与境外学习、工作的经历,95%以上具有博士学位。

1.3教学及科研条件资源平台

武汉大学电子显微镜中心、武汉大学纳米科学与技术研究中心挂靠在本院。凝聚态物理是国家重点学科,物理学、材料科学与工程、微电子学与固体电子学是湖北省重点学科。物理实验教学示范中心是国家级示范中心,物理学是国家基础学科人才培养基地和高等学校特色专业建设点。学院拥有人工微结构教育部重点实验室、核固体物理湖北省重点实验室。

学院加强顶层设计,优化科研布局,将提升学生创新能力、作为调配资源和凝练方向的重要考量依据,为学生科研能力培养提供有力保障。学院现以7个研究方向和1个协同创新中心为重要的科研育人平台,调配一流的创新要素和资源,聚集一流的科研导师,致力于一流人才培养。

量子物质能量转换协同创新中心是学院开展科研育人的重要载体平台。中心于20171月成立,联合中国科学院武汉物理与数学研究所、华中科技大学、中国科学技术大学、武汉工程大学等相关优势科研院所、高校组建,致力于进一步巩固和提升物理学科整体水平和核心竞争力,以量子物质能量转换前沿物理研究为基础,打造国际一流的创新科研平台,助力一流人才培养。


二、培养目标及培养要求

物理学强基实验班以有志向、有兴趣、有天赋的学生为培养对象,旨在培育具有扎实专业基础、宽广科学知识、强烈创新意识、深厚文化底蕴、善良人格品质和鲜明个性风格的基础学科创新型领军人才。

通过本--博衔接培养和学习-科研有机结合,要求学生掌握扎实的基本理论与方法,获得基础研究的良好训练,了解国际上学科发展动态和研究前沿,具有熟练实践、实验技能、良好的人文底蕴和科学素养,较强的知识更新能力和较广泛的科学适应能力,富有的探索精神和创新意识,强烈的责任感与使命感,广阔的学术视野。为成为基础学科研究领域的领军人才打下坚实的基础。

2.1 阶段性考核及动态进出办法

对强基实验班的学生进行两次阶段性考核。

2.1.1 第一次考核:考核时间为第四学期末,重点考察学生是否具备了扎实的基础知识,学习能力和学业成绩是否适合继续强基计划培养模式。

2.1.2 第二次考核:考核时间为第六学期末,进行第二次阶段性考核,重点考察学生是否展现出较好的科研潜质,是否可进入到硕博阶段的衔接培养。

2.1.3 前两次阶段性考核不过关的学生,转入本院普通专业学习,专业范围为:物理学、微电子科学与工程、材料物理,按转入专业的培养方案继续培养。

2.1.4 因考核淘汰退出强基计划空出来的名额,由同年级优秀本科生报名,学院组织专家考核,择优录取补入强基计划实验班。可以报名专业范围为:物理学、微电子科学与工程、材料物理。

2.1.5 通过第二次阶段性考察的学生,少部分优秀学生以直博生的身份继续学习,其他学生进入一般衔接培养模式,开始学习部分研究生课程。第六学期考察完毕,学生可以选择研究生阶段的专业方向,选择范围为武汉大学相关理工类基础学科专业。衔接培养阶段,按研究生阶段的考核办法进行考察,只淘汰不再补充。


2.2 本硕博衔接办法

2.2.1 学制衔接:本硕博衔接培养九年,第一次考核即第四学期考核通过的学生,从第五学期开始于研究生阶段衔接的科研训练,从第七学期开始与研究生阶段衔接的课程学习。学生在第四学年仍需完成本科毕业论文,发放本科毕业证书和学士学位论文。然后进入研究生阶段培养,研究生阶段共计五年,由进入研究生阶段的考核结果确定。

2.2.2 课程衔接:从第七学期开始,开始学习研究生课程,根据学术导师的指导学习研究生课程。培养方案按相关研究生培养方案执行。

2.2.3 科研训练衔接:第一次考核即第四学期考核通过的学生,开始自由选择研究方向和导师,经过一年的双向选择与磨合,在第六学期末确定研究方向和学术导师,进行相关科研训练,为研究生阶段的培养打好基础。


三、毕业要求及授予学位

本科毕业生应获得以下几方面的知识与素养:

1、系统地学习物理学基本理论、具有扎实的理论基础;

2、系统地学习物理学基本实验方法和技能,具有熟练的实验技

能;

3、掌握系统的数学、计算机等方面的基本原理、基本知识;

4、较熟练地掌握一门外国语,能够阅读本专业的外文书刊;

5、了解相近某一个专业如材料、微电子或信息科学及相关应用

领域的一般原理和知识;

6、了解物理学的理论前沿、应用前景和最新发展动态以及相关

高新技术的发展状况;

7、掌握资料查询、文献检索及运用现代信息技术获得最新信息

的基本方法;

8、具有归纳整理实验数据、分析实验结果、撰写论文、参与学

术交流的能力;

9、需要进行物理学科某一领域科研工作全过程的初步训练,并

在分组训练中培养团队协作精神;

10、了解我国科学技术、知识产权等方面的方针、政策和法规;

11、学习不少于十学分的人文社科课程,具有一定的人文素养;

12、经过系统地思想教育,具有社会责任感和民族自豪感。

达到上述毕业要求,修完所有必修课程且总学分达到140,可授予理学学士学位。强基计划实验班学生,经第二次考核合格一律进入衔接培养模式,按相关博士研究生培养方案的要求授予博士学位。


四、培养方式

4.1 团队指导

首席责任教授:徐红星院士

责任教授团队:徐红星教授(院士),何军教授(杰青),刘正猷教授(杰青),晏宁教授

学术导师团队:由学院内所有博士生导师组成

4.2 小班教学

采取小班培养的模式。强基实验班学生单独编班(19),专门培养,配备一流的师资,提供一流的学习条件,创造一流的学术环境与氛围。采用师生互动的启发式、讨论式、探究式等研究性教学方法,促进学生探究性学习,逐渐使学生在探究型学习过程中,逐渐实现对知识的知其然,到知其所以然,再到知其所未然的升华。

4.3 导师制

采取导师制的培养模式。为强基实验班聘请学术造诣深厚、教学经验丰富、具有国际视野的专家学者担任班级责任教授,负责培养方案制定和培养过程的指导;聘请高水平专家、教授担任学术导师,在科学研究、学术生涯规划等方面对学生进行指导;聘请责任感强、有爱心的优秀教师担任班级学业导师,负责学生课程学习、日常生活等方面的指导。从第四学期开始,经过双向选择,在第六学期相对固定,保证每一位学生有专任学术导师,导师在学院内具有博士招生资格的教师中由学生挑选,学院积极引导学生选择学术水平高的老师。

4.4 科教协同

采取学习和研究有机结合的培养模式。要求强基实验班的学生在本科阶段进入专家学者的实验室,参与到专业科研活动之中,并延伸到研究生阶段。使其拥有充裕的科学研究时间,打牢基础知识,培育创新能力,获取原创性成果。在课程设置方面,将传统的专业选修课用科研训练代替,学生根据自身发展需要,由学术导师指导选修专业课程或者自学,相关学分统一计为科研训练学分。做到以科研引领课程学习,课程学习目标直接以科研需要为导向,让学生带着问题学习,提高学习效率和积极性。

4.5 国际化

采取国际化的培养模式。一方面聘请国际知名大学教师来校讲课、担任学术导师;另一方面通过联合培养、暑期学校、短期考察、游学等方式,进行境外教学交流合作。为学生到国外优秀实验室和科研组学习创造条件,提供融入国际一流研究群体的机会。在本科培养期间,保证每位学生至少有1个月的出国出境学习经历。

4.6 分流机制

对强基实验班的学生进行两次分流,以两次阶段性考核作为分流的依据。第一次分流将学业成绩不符合要求的学生分流出去;第二次分流将创新潜质不强的学生分流出去。同时,根据学生意愿,将普通班级学生中有天赋有志于从事基础学科研究的学生,经考核补入强基实验班,补入以后班级人数不超过计划人数。

4.7 项目引导

学生培养过程中,必须参与重要项目研究,科研训练和本科毕业论文必须依托科研项目选题,并纳入考核范围。以国家重点战略需求的项目为引导,强化学生的历史使命感。

4.8 不断探索教与学的新模式

培养过程中,不断探索新的教学模式。教学注重大师引领,邀请国内外知名专家做报告和短期授课;注重问题导向,以解决问题为学习的目的,推进翻转课堂教学模式;引导学生选修其它学科课程,拓展视野强化基础,促进学科交叉。建立毕业生跟踪调查与社会反馈机制,根据社会反馈持续改进,坚持不断探索,不断创新基础学科人才培养模式。

五、课程设置


课程类别

课程代码

课程名称

学分数

备注

总学分

理论课学分

实践课学分

公共基础课程

必修


毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系概论

5

4

1

本栏学分总数:45


马克思主义基本原理概论

3

3

0


思想道德修养与法律基础

3

3

0


中国近现代史纲要

3

2

1


形势与政策

2




体育

4




军事理论与训练

2

2

0


大学英语

6




微积分(上)

6

6

0


线性代数B

3

3

0


微积分(下)

6

6

0


常微分方程

2

2

0

通识教育课

基础通识课程

必修


人文社科经典导引

2

2

0

本栏基础通识学分4,核心通识6,总学分12分及以上。


自然科学经典导引

2

2

0

核心通识课程

选修


中华文化与世界文明模块

2




艺术体验与审美模块

2




社会科学与现代社会模块

2



一般通识课程

选修


任意选择课程与修读学期




专业教育课程


普通物理一

3

3

0

本栏学分总数:72



普通物理二

3

3

0


普通物理三

2

2

0


普通物理四

3

3

0


数学物理方法

4

4

0


电动力学

4

4

0


量子力学

4

4

0


热力学与统计物理学

3

3

0


普通物理实验一

2

0

2


固体物理(I)

3

3

0


理论力学

3

3

0


原子物理

3

3

0


普通物理实验二

2

0

2


普通物理实验三

2

0

2


近代物理实验

4

0

4


模拟电子线路

3

3

0


数字逻辑电路

3

3

0


固体结构分析

4

4

0


半导体物理

2

2

0


材料科学基础

4

4

0


物理学导论

1

1

0


物理前沿科技创

3

0

3


综合实验

1

0

1


毕业论文

6

0

6

专业选修课


科研训练一

3

0

3

专业选修学分本科阶段修读总数:11

自由选择方向与学术导师


科研训练二

4

0

4


科研训练三

4

0

4

本-硕-博衔接课


高等量子力学

3

3

0

学分计入研究生阶段


群论

3

3

0


凝聚态物理

3

3

0

专业教育课程


模拟逻辑电路实验

1.5

0

1.5

学分不计入本科毕业要求


鼓励在学术导师的指导下选择修读


数字逻辑电路实验

1.5

0

1.5


电路分析

3

3

0


原子分子物理导论

1

1

0


半导体器件物理

3

3

0


C语言程序设计

3

2

1


基础化学D

2

2

0


基础化学实验D

1

0

1


大学生物学

2

2

0


粒子物理

3

3

0


信息光学

3

3

0


非线性光学

3

3

0


纳米光学

1

1

0


激光原理与技术

3

0

3


计算物理

3

0

3


核技术与核工程

3

3

0


辐射物理与防护

3

0

3


离子束与固体相互作用

3

3

0


核电子学与探测器

3

0

3


固体物理(II)

3

3

0


微电子工艺原理与实践

2

0

2


近代电子材料

3

3

0


集成电路设计方法学

2

2

0


模拟集成电路设计

3

0

3


数字集成电路设计

3

0

3


工程随机数学

3

3

0


微机原理与接口技术

4

4

0


数字信号处理

3

2.5

0.5


光电子技术

3

2.5

0.5


材料制备技术

2

0

2


工程材料学

2

0

2


计算材料学

2

0

2


材料科学进展

2

0

2


Matlab电子技术应用

2

0

2


电子设计自动化

2

1

1


电子设计自动化实验

1

0

1


通信原理

3

3

0


高频电子线路

3

3

0


射频集成电路设计

3

0

3


红外技术

2

2

0


传感器原理及应用

3

0

3


电子线路

4

4

0


电子线路实验

2

0

2


概率论与数理统计B

3

3

0


量子场论

3

3

0


生物物理学

2

2

0


量子统计

3

3

0


广义相对论

2

2

0


量子信息

3

3

0


普通天文学

3

3

0


天体物理

2

2

0


现代光学

3

3

0


原子物理实验

2

0

2


材料腐蚀与防护

2

0

2


生物材料学

2

0

2


磁性与磁性材料

2

0

2


纳米科学与技术

2

0

2


物理科技论文

2

0

2


其它短课程

根据需要在短学期开设

附注

一、本科毕业应取得总学分不少于140分。

二、鼓励学生在学术导师的指导下自行修读科研所需要的院内外其他专业课程。

三、本-硕-博衔接课程的学分不计入本科阶段,计入研究生阶段。

四、对于分流的同学,所取得所有学分对应转化为分流到所在专业的必修、选修学分。

五、短学期课程要求按照学校政策执行。

备注:带创字的课程为创业学院立项或认定的创新创业类课程。


六、配套保障

6.1 组织保障

以徐红星院士为首席责任教授,以相关学科国字号人才组成责任教授团队,以学术较为活跃的高水平博士生导师为学术导师团队。配备专门的班级辅导员和班级导师,从人员配置和组织上保障物理学科人才培养强基计划的顺利实施。

6.2 经费保障

在办学经费上向强基实验班倾斜。通过“双一流”建设经费、实验室建设(修购计划)经费、本科生基本培养费、本科生实习实训费以及国家和学校对强基实验班的支持等多途径,并结合学术导师的科研经费,确保强基实验班充足的建设经费。

6.3 师资保障

学院有优质的师资队伍,强基计划实验班单独编班,小班授课。所有课程授课教师,优先选拔课堂教学效果好的老师配置到强基计划实验班。强制性要求学院所有国字号人才加入强基计划实验班的学术导师团队,确保尽学院所能保障最好的师资投入到强基计划的人才培养中。

6.4 政策保障

6.4.1 强基计划实验班学生通过第二次考核以后,学院将单列强基计划实验班学生的推免研究生指标。

6.4.2强基计划实验班学生通过第三次阶段性考核以后,学院将单列强基计划实验班的推免研究生和直博生指标。

6.4.3 激励措施:强基计划学生享受强基计划奖学金,提供出国出境交流学习补贴,及其它国家和学校规定的激励。