清華學堂物理班10年成長路

李師群 朱邦芬

(清華大學物理系,北京 100084)

2009年9月清華大學物理系的清華學堂物理班開辦了，這時正值改革開放30年，國家經濟、科技、教育各業顯示騰飛之時，時代呼喚拔尖創新人才迅速涌現。

清華學堂物理班開班典禮

實際在這年的春天，學校已在醞釀拔尖學生的培養計劃，作為重要的基礎學科，物理系自然是首當其沖。秋季學期一開始，系里即擬定好 “清華學堂物理班實施方案”，組成以朱邦芬院士為首的領導小組，9月面試招收了08級18名優秀學生；12月又面試招收了09級12名優秀學生，清華學堂物理班邁出了第一步。2010年4月，清華學堂物理班舉行了隆重的開班典禮，楊振寧先生、12位中科院院士及校系領導出席，昭示學堂物理班揚帆起航。

“清華學堂物理班實施方案”中明確指出，設立學堂物理班“旨在培養具有國際一流水平的物理學家，并帶動全校基礎科學人才以及其他拔尖創新人才培養質量的進一步提高。” 學堂物理班鼓勵學生潛心物理學學習和研究、成長為國際一流物理學家。

清華學堂物理班提倡“獨立之精神，自由之思想”的學術精神。

清華學堂物理班著力營造一流人才成長的良好環境。

清華學堂物理班鼓勵學生充分發揮主動性：主動按照自己的情況制定成長規劃，主動學習，主動與其他同學討論，主動與老師交流，并主動就自己感興趣的問題開展研究。

清華學堂物理班重視學生國際化視野的養成，鼓勵學生主動進行國際交流。

清華學堂物理班的設立，為一批有志于攀登世界科學高峰、清華最優秀的一批本科生提供一流的學習條件，創造一流的學術環境與氛圍，配備一流的師資，通過個性化的培養計劃，因材施教，關心、鼓勵和愛護每一個學生，促使他們不拘一格地成才，努力使他們成長為國際一流的物理學家或其他學科領域的領軍人物。

10年里，清華學堂物理班茁壯成長。已有7屆154位同學畢業，從學堂物理班走向國內外一流大學繼續深造，學堂班培養了一批具有國際視野、有志于從事基礎研究的優秀學生，有些在畢業時已在國際學術舞臺上初露頭角。目前，在班的有3個年級(15、16、17級)共106位同學，學堂物理班生機蓬勃。

學堂物理班形成全系學生學習、研究物理學的“第一軍團”，起到學術“領跑者”的作用。這不只體現在學習成績上，最主要的是體現在對科學的熱愛、“學物理”“做物理”的執著上。已畢業的7屆154位同學，畢業前發表包括Nature、PRL、PRA等期刊的學術論文45篇，有5位同學在美國物理學會的APS March Meeting上作報告。最近兩年，學堂物理班已產生三位全校本科生的特等獎學金獲得者(12級沈匯濤，14級胡耀文，15級姚順宇)。

1 清華學堂物理班的目標定位

清華學堂物理班旨在培育具有國際一流水平的物理學家，并帶動全校基礎科學人才以及其他拔尖創新人才培養質量的進一步提高。

清華學堂物理班工作的基本思路是：遴選一批最優秀的本科生，提供一流的學習條件，創造一流的學術環境與氛圍，配備一流的師資，通過制定個性化的培養計劃，因材施教，關心、鼓勵和愛護每一個學生，促使他們不拘一格地成才。

這樣的目標定位在現階段是必要的，其實現是可行的。主要原因是大的形勢提供了社會推動力，中國的發展已到了呼喚高端人才出現的階段。

雖然這樣的目標定位的最終實現需要長的時間才能顯示，但10年的實踐給出的肯定因素已越來越多。

2 清華學堂物理班的辦班理念

清華學堂物理班2009年開班時即已明確幾個認識：

1) 一流頂尖人才主要地不是在課堂上教出來的，關鍵要為這些人的脫穎而出提供充分的發展空間和非常好的環境，營造很好的氛圍，使得一流人才“冒出來”。

2) 在目前急功近利的大環境下，我們只能努力營造一個局部的良好環境，即：

(1) 優秀學生薈萃；

(2) 追求真理和獻身科學的學術氛圍，師生對所研究的學術問題有強烈興趣；

(3) 良師指導下的個性化教學以至一對一的培養模式；

(4) 學生擁有自主學習知識和創造知識的空間，有充足的時間；

(5) 國際化的視野；

(6) 學生安心學習研究和教師安心教學、研究的軟硬件條件。

3) 對一流拔尖學生不要“圈養”，應該“放養”。

4) 學堂物理班竭力營造一個良好環境，讓學生充分發揮自己的主動性，主動按照自己的情況制定成長規劃，主動學習，主動與其他同學討論，主動與老師交流。這是學堂班與通常“尖子班”要求學生學得早、學得多、學得深的做法的根本區別。

清華學堂物理班的10年成長路更堅定了這樣的辦班理念。

3 清華學堂物理班的學生遴選

學堂班是否成功的關鍵，一是遴選一批最優秀的學生，二是營造一個好的環境。在學生遴選、教師配備、氛圍營造、培養模式 條件支持、制度創新、國際合作諸因素中，最重要的是人的因素，這里的“人”主要是指學生，還有學生成長中的導師。

學堂班在學生遴選問題上實行動態進出機制和自由選擇機制。遴選學生采取面試、老師推薦、談話考查等形式，主要是面試。面試時學生陳述5分鐘，提問15分鐘。老師在閱讀學生書面申請材料的基礎上，考查學生的科學追求、物理認識、思維邏輯、意志心理等，占總評分的50%，學生的學習成績和得獎占50%，因此遴選中學習成績所占比重有限。最近幾年，遴選學生時更看重學生的科學追求和志向。

清華學堂物理班面試遴選學生

2012年前，清華學堂物理班正式招生是從二年級開始的。3年的實踐我們認識到，一年級是開始形成學術氛圍的關鍵時期，鑒于目前高考制度對于有創造性的學生的區分度不高，2012年起我們開始在新生中試行預備生制度，吸引有志的優秀學生進入學堂班這個集體，參加活動，給予一定關注和待遇，一年后再通過面試遴選成為正式成員。學生正式進入學堂班，在學堂班大會上有隆重儀式表達歡迎。

6年的實踐證實預備生制度是比較成功的，保證了在新生中吸引、遴選大多數最優秀的學生進入物理科學的學習研究，又符合科學靈活的動態培養機制。6年來的情況如表1所示。

表1 2012—2017清華學堂物理班學生錄取情況

學堂班實行動態進出機制，志趣改變的學生可以選擇退出，不適合的學生也會勸退；每學年都會有新成員進入。

10年來，盡管遴選學生時并不簡單地看學分績，但由于學堂班有良好的學習氛圍，學生刻苦努力，畢業時仍然以很大的比例占據全年級的最前列。統計情況如下：(全年級每年大約100人)

08級(18人)： 5人/前5名, 7人/前10名, 13人/前20名；

09級(12人)： 5人/前5名, 8人/前10名；

10級(18人)： 5人/前5名, 6人/前10名, 14人/前20名；

11級(24人)： 5人/前5名, 8人/前10名, 15人/前20名；

12級(21人)： 3人/前5名, 8人/前10名, 9人/前20名；

13級(29人)： 3人/前5名, 7人/前10名, 12人/前20名；

14級(33人)： 3人/前5名, 6人/前10名, 13人/前20名。

4 清華學堂物理班的導師制

清華學堂物理班實行 “學業導師+seminar導師”的全面的導師制，邀請知名學者、優秀教師和社會杰出人士擔任學生的導師。其中開始階段(一、二年級)由首席教授根據情況為每一個同學安排指定一位學業導師，對學生的成才規劃、基礎知識學習、綜合能力培養等提供指導。從2014年起組成學業導師組(16人)，研究指導學生在各方面的成長。這些老師中有院士1名，前系主任3名，前(現)系黨委書記3名，前(現)系主管教學的副主任3名，前(現)973首席科學家3名，長江特聘教授和杰青1名、國外名校歸來資深教授2名，杰出青年教師1名，指導陣容強大。學業導師關心自己的學生，經常與他們談話，鼓勵他們上進，獻身科學，即勵志、勵學。如果他們有什么困惑，幫助紓解。

學業導師與學堂班同學見面會

學堂班學生在后一階段(三、四年級)的seminar導師由他們根據自己的學術興趣去拜師求教。學堂班邀請國內外著名科學家、高水平專家、知名學者參與計劃，做學生的seminar導師。除物理系的老師外，還有清華高等研究院、工程物理系、交叉科學院、數學中心、北京大學的老師。他們指導這些同學如何做研究，引導同學們進入科學研究的道路。這些導師大多在國家重點實驗室工作，因此學堂班同學自然而然地進入了這些實驗室進行科研訓練。一些同學還主動爭取到好幾位國際一流學者，例如在Stanford 張守晟教授、MIT文小剛教授指導下進行seminar訓練，得到迅速成長。

10年間參與學堂物理班工作或作為導師的有包括6位院士、5位千人計劃教授及一批長江學者、杰青等在內的60多位教授。不論是學業導師或seminar導師，都遵循因材施教、個性化培養的原則，一對一地在學生成長的每一階段給予關心、幫助、指導。每個學期學堂班都會組織一次人才培養研討會，總結經驗，探討拔尖人才的成長規律。

很多學生回憶在學堂班的時光時，對老師們的關愛、幫助充滿感激之情。

5 清華學堂物理班的特設課程

“費曼物理學”課堂

基于學堂班大部分學生是經過各級中學物理競賽進入清華的，已有相當的物理基礎，學堂物理班鼓勵他們選修專為他們設置的“費曼物理學”課程。課程由學術水平高、教學經驗豐富的年輕教授講授，小班教學，采用研究型、討論式教學方式，深受學堂班學生的歡迎，而且越是優秀的學生越是歡迎。10年來，該課程已發展成為物理系的榮譽課程。

學堂物理班還邀請多名國際著名學者講授高水平的物理課程，例如UCSB 的A.Zee(徐一鴻)教授的“量子場論”課程、MIT的文小剛教授的“多體系統的量子糾纏和拓撲序”、Utah大學的吳詠時教授的“凝聚態體系量子場論”課程等。

徐一鴻教授“量子場論”課堂

文小剛教授“量子糾纏和拓撲序”課堂

學堂班從2014年開始由丘成桐、朱邦芬、張希、施一公、姚期智、鄭泉水6位首席教授開設“學術之道”專修課程，首席教授們通過講授自身學術成長歷程、生活和科研工作感悟等，激發學生的責任感、使命感和追求科學、追求真理的志趣和理想。朱邦芬院士以“科研誠信——學術之道的基石”為題開始授課，至今已歷時5屆，學堂物理班同學反映極好。

朱邦芬院士“學術之道”課堂

鑒于物理學以實驗為基礎，清華大學過去已培養出一批實驗方面很有造詣的學者，在國內外前沿研究實驗中表現出極強的工作能力，得到很高的評價。清華學堂物理班以建成的“清華學堂物理班科研實踐基地”為平臺，從2015年起開設“研究性實驗選題”實驗課程，至今已歷5屆，大大提高了學堂班同學從事前沿實驗物理研究的眼界和能力。

“研究性實驗選題”實驗課堂

此外，學堂物理班重視學生的人文素質的提升，鼓勵同學們跨系選修優質的人文課程，并取得經管學院的大力支持，很多同學得到特許選修了該院的《中國文明》《西方文明》等課程，很受裨益。

6 清華學堂物理班的科研實踐基地

“清華學堂物理班科研實踐基地”從2012年8月起開始建設，2013年底初步建成，2014年基地開始實際運轉。建立科研實踐基地有三重意義，即為同學們提供自主開展科學實驗的園地；為有興趣參加各項實驗競賽的同學提供練習場所；為本科生學習進一步的基礎實驗技術提供平臺。

清華學堂物理班科研實踐基地掛牌

學堂班學生在科研實踐基地

學堂班為報名參加基地活動的同學舉行實驗技術講座， 涵蓋電子、光學、納米技術等方面；在每年的秋季學期進一步對學生進行了上述3個領域的技術訓練實驗課程。基地的這些舉措，十分有利于消除原來教學實驗訓練與科研實驗室的要求之間的差距，對物理系的教學改革起到了實實在在的推動作用。

另外，基地還與物理系的低維量子物理國家重點實驗室加強了合作，在重點實驗室中增設了清華學堂物理班科研實踐站點。學堂班支持并協助重點實驗室建立可用于學生科研實踐的研究設備，形成相應的科研實踐站點；重點實驗室支持并指導學堂班學生在該站點進行科研實踐。目前已建冷原子物理、量子輸運、量子計算、功能薄膜、角分辨光電子譜、電子動量譜、天體物理等共7個“清華學堂物理班科研實踐基地”站點。學生在這些站點的科研實踐取得了可喜的效果。學堂班的學生深入地參與了該實驗室的科研工作。這些本科生在實驗室里學到了獨立自主、能夠尋找問題同時解決問題的科研能力，也實實在在為實驗室的發展作了貢獻。

7 清華學堂物理班的“葉企孫學術沙龍”

自從08級學堂班學生2010年建立起 “葉企孫學術沙龍”，自主開展學術交流活動以來，一屆一屆學生接力，持續進行著這一活動。通常組織沙龍活動的是高年級的學堂班學生，在即將畢業時這些組織者會主動交接到下一年級的同學。2012年起沙龍組織者進一步與物理系學生科協合作，共同開展學術活動，組織科學問題研討會、學科研究介紹會等。學堂物理班一貫鼓勵學生自主的學術活動，持續支持學生葉企孫學術沙龍活動的進行。在沙龍學術交流氛圍的熏陶下，一些低年級的學堂班同學常會自發組織課程學習討論會、讀書會等形式學習研討活動。

清華學堂物理班學生“葉企孫學術沙龍”

這些由學生自己發起、組織和參與的學術活動對于培養學生對物理的興趣、主動學習探討，開展自主科研，起到了積極的作用。

8 清華學堂物理班的seminar科研訓練

清華學堂物理班同學參加seminar研究訓練

清華物理系一直以來有這樣的傳統，即充分利用學科研究成果為培養人才服務，積極鼓勵學生本科期間參加科研活動。這樣培養出來的學生，普遍顯示出較強的研究創新能力。1998年設立的“基礎科學班”強調同時強化數學和物理基礎，讓學生較早參加科研實踐訓練，從三年級開始，開設連續三學期的科研實踐(seminar)課，聘請富有研究經驗的教授、院士擔任導師，提出研究題目。學生可根據自己的興趣和意愿，選擇導師和研究題目，進入導師的課題組進行科研實踐訓練。seminar科研訓練從此列入教學培養計劃，成為制度。

“清華學堂物理班” 繼承和發揚了“基礎科學班”的seminar制度，認為seminar科研訓練能幫助學生學會在科研中滲透式學習，培養其創新能力,也幫助學生找到適合自己的研究方向。學堂班要求三、四年級學生自主選擇導師，在導師指導下進行seminar研究活動。導師分布在物理系、高等研究院、工物系、交叉信息學院、中科院、北大……。

seminar研究主要在導師指導下與研究組的研究生、本科生配合著進行，同時有相對獨立的任務，由導師督促檢查進度。一般在三年級后的暑假小學期結束后在年級有一次集中的匯報和考核。利用暑假在國外實驗室完成的seminar研究，回國后也要匯報和考核。

學堂班的同學一般對seminar研究有很高的熱情，向老師請教，查閱資料，相互研討，在實驗室勤奮工作，取得的成績很令人鼓舞。

9 清華學堂物理班的出國研修

清華學堂物理班鼓勵、協助、資助學堂班學生參加國內外的各種學術交流活動，以及高年級學堂班學生自主進行國際交流、參加國際會議、出國研修(主要在寒暑假)。每年度會有超過20人次出國研修或參加國際會議。同學們選擇的研修單位都是國際一流的學校或研究所，如Harvard、MIT、Berkeley、Stanford、Caltech 等。出國研修需要學生自愿申請，提出研修計劃，獨立聯系，辦理手續，學堂班全額資助、學生出國前簡單培訓，出國研修期間按時匯報，回國后總結報告。

學堂班主張出國研修要到國際一流的學校或實驗室，并且主張“不只學習科學主題，也要學習其品味、風格、素質、傳統。就象看歌劇，不只是要知道歌詞，更要欣賞其主旋律和精神”(諾貝爾物理獎獲得者I.Rabi語)。從研修的效果看，對同學們走進國際學術界起到了很好的作用。

從2010年08級學堂物理班同學開始出國研修以來，已有7屆同學共117人到歐美著名大學進行研修，占這幾屆同學總數的76%；其中到最頂尖的幾所大學的同學數如下：

Stanford 15人， Berkeley 11人， Caltech 6人；

Harvard 10人， MIT 9人， Princeton 1人， Yale 3人；

Oxford 2人。

總共57人，約占出國研修人數的一半。

每一屆出國研修歸來同學的匯報交流會，對下面年級的同學都是一次開闊學術視野和國際認知、共享研究體會的盛會，也鍛煉了報告同學的科學表達能力。

10 清華學堂物理班與“尋夢西南聯大物理營”

在注重國際化培養的同時，清華學堂物里班也鼓勵學堂班同學參加“拔尖計劃”學校舉辦的學術交流活動。清華學堂物理班的同學在這些活動中表現出色，遵守舉辦方的紀律，同時學術方面也取得了很大的進步，并建立和加深了和兄弟“拔尖計劃”院校同學的友誼。參加活動的同學回來后都進行了總結。

清華學堂物理班同學在國外實驗室研修

學堂物理班出國研修歸來同學匯報交流

“尋夢西南聯大”2017物理營

清華學堂物理班還與北大、南開三校“拔尖計劃”實施院系一起在2014、2017年舉辦了兩次“尋夢西南聯大物理營”。該活動旨在推進“拔尖計劃”的持續深入實施，弘揚西南聯大精神和優良學風，促進三校不斷提高拔尖學生培養水平。每一次物理營都首先帶領學生參觀西南聯大舊址和紀念館，激勵師生秉承西南聯大的傳統，發揚其精神，繼承其文化遺產；物理營還邀請多名院士作前沿學術報告，一些專家在報告中還結合實際介紹了自己的科研歷程，對青年學生產生了巨大的激勵作用。三校參加的同學普遍反映“這樣的尋根之旅不虛此行，不僅學術上收獲很大，而且找到了自己的精神家園”。

11 清華學堂物理班的科學參觀

清華學堂物理班重視通過實際的科學參觀體驗來激勵同學們的科學熱情，擴大眼界，增長科學知識，加強投身科學事業的情懷。參觀中國科學院的大科學裝置就具有這樣的作用。學堂班前后組織參觀了中科院國家天文臺、物理所、中科院“上海光源”、中科院上海天文臺、中科院上海“神光”裝置、中科院合肥強磁場裝置、中科院合肥托卡馬克裝置、中科大合肥微尺度物質科學國家實驗室等。這些科學之旅很受同學們的歡迎，使大家對大科學團隊研究有所了解，還增加了同學們相互交流的機會，增進了友誼。

清華學堂物理班師生參觀“上海光源”大科學裝置

參觀上海天文臺65m射電望遠鏡

參觀合肥托卡馬克裝置

12 清華學堂物理班2012—2017屆(08—13級)畢業生

從2009年9月學堂物理班開辦至2018年7月，已畢業7屆154位同學。他們全部在國內外一流大學繼續深造(個別畢業前出國申請無果，第二年繼續申請成功)。其中在國際頂尖大學的占很大比例。畢業時情況如下：

畢業當年出國讀研78人，占51% ；國內讀研69人，占45% 。(7人畢業時待定)。

出國讀研的學校分布情況如下：

Stanford 10人，Harvard 8人，MIT 7人，Berkeley 6人， Princeton 7人；

(共38人，占出國讀研人數的49%)

PITP 3人，Maryland 4人，Columbia 2人，Washington 2人，Michigan 2人，UCSC 2人，Rice 2人，Britich 2人，Colorado 2人，Tokyo 2人(共23人)；

Yale、J Hopkins、Cornell、Wisconsin、UCLA、UCSD、Brown等17個學校均為1人。

國內讀研的學校分布如下： 清華64人，北大1人，中科大2人，高能所1人，上交大1人。

歷屆讀研學科分布：

12屆(08級) 物理17人，(1人待定)；

13屆(09級) 物理11人，1人工業工程；

14屆(10級) 物理16人，1人EE，(1人待定)；

15屆(11級) 物理18人，2人EE，1人生物，1人化學，1人工業工程，(1人待定)；

16屆(12級) 物理15人，2人EE，1人統計，1人熱能，(2人待定)；

17屆(13級) 物理23人，3人EE，1人數學，(1人待定)；

18屆(14級) 物理29人，2人EE，1人材料，(1人待定)。

畢業時留在物理領域的比例是84%，留在基礎學科的比例86% 。

拔尖創新人才的培養具有探索性、自主性、艱巨性和長期性，要有長遠的眼光、寬容的心態和執著的努力。清華學堂物里班認識到，雖然“清華學堂人才培養計劃”是本科生階段的計劃，但我們有責任關心這些學生的后續成長，跟蹤他們的發展。

當年人數/人國外讀研人數/人國內讀研人數/人物理學科人數/人2012屆(08級)18125172013屆(19級)1265112014屆(10級)18117162015屆(11級)241211182016屆(12級)21109152017屆(13級)281512232018屆(14級)33122029共計1547869129

2018屆(14級) 從左起前排：周佐平，龍宣宇,鄒念龍, 惠高搏, 秦浩然，謝天佑，葉文昊,張子萌，彭剛，楊斌，朱邦芬，李師群，于果,程卓,呂英杰,周景松，胡耀文,袁子,石經天,陳志豪； 后排：譚鑒容，陳一鳴, 成昕倫, 戴為, 紀錫涵, 郭宇栒，董晉旋，程子嘉, 張廣琦,黃冠豪,儲岸均, 徐集思, 李昀浩, 周昶興，宋志堅,張啟航

“清華學堂人才培養計劃”2018屆學生榮譽證書頒發儀式

13 結語

“基礎學科拔尖學生培養試驗計劃”是一個人才培養的計劃，評價計劃是否成功當然主要不是看學生近期的表現，應關注學生畢業后15～20年，甚至更長時間的表現，才是重要的。近期如何初步評估“拔尖計劃”的實施效果，首先應該看學堂班的同學是否起到了“領跑者”的作用，從學風和學術氛圍、學習成績、研究表現、突出的獎項多方面考察；其次看學生畢業時，是否仍對基礎學科充滿感情，以較高比例留在基礎學科領域深造；當然，也要看是否有特別優秀的同學已在學術界嶄露頭角。

在學校、物理系領導下，學堂物理班在10年成長路上成績可圈可點。物理班的同學已形成了全系學生學習、研究物理學的“第一軍團”，起到了“領跑者”的作用。這主要體現在對科學的熱愛、學物理、“做物理”的執著上。學堂班鼓勵同學自主學習，采用因才施教、個性化、國際化的培養模式,促進了一批素質好、學習優異、研究出色的同學的成長, 冒出了一批有潛力的科技英才的苗子。

拔尖創新人才的培養工作還應該是一個長期的綜合工程，需要各方面持續的共同的努力。在有關部門的持續支持下，在各級領導和師生的持續努力下，清華學堂物理班將迎來更輝煌的新征程。