2021年上海交通大学物理学(强基计划)专业培养方案
一、基本情况
1.专业简介
上海交通大学于1906年创办物理实验室，1928年建立物理系，1978年恢复应用物理系，2001年改名为物理系，2013年更名为物理与天文系，2017年成立物理与天文学院。物理学科自创办以来，名师荟萃，秉承“格物致知、求真务实”的传统，培养了一批杰出人才和社会精英。
物理与天文学院科研和教学实力雄厚。学院从事的研究方向覆盖物理学、天文学、光学工程和核科学与技术等四个一级学科，是国内高校物理学科专业门类最齐全的院系之一，也是全国高校拥有国家级协同创新研究中心的四个物理院系之一。近年来，学院在Nature、Science等一流期刊上发表了一批有国际影响的重要研究成果，荣获国家自然科学二等奖，主导“极深地下暗物质探测PandaX”等国际合作大型科学实验项目。在世界重要学科排行榜中，物理学科QS排名全球第43名，US News排名全球第45名。在2017年教育部第四轮学科评估中，上海交通大学物理学一级学科被评为A类学科。2019年物理学本科专业入选国家一流本科专业建设点。
2.师资队伍
物理与天文学院致力于建设可持续发展的高水平师资队伍。学院现有专职教师150人，有院士5名、国家级人才计划30人，国家级青年人才计划50人。这些高层次人才大都直接参与本科生课堂教学并指导本科生科研实践，在师资的质和量两方面保证了物理学“强基计划”人才培养的需求。
上海交通大学在理科拔尖人才培养方面进行了长期的实践，积累了丰富的经验。张杰院士领衔的“基础学科拔尖创新人才培养的‘致远’模式的探索与实践”成果获2014年国家级教学成果奖一等奖。另外，物理与天文学院承担面向全校各专业的大学物理和大学物理实验课程，《大学物理》和《大学物理实验》课程被评为国家级精品课程，物理实验中心被评为国家级实验教学示范中心、国家工科基础课程物理教学基地团队被评为国家级教学团队。
3.教学及科研条件资源平台
物理与天文学院拥有一个国家协同创新中心、一个国家级实验教学示范中心、一个国家工科基础课程物理教学基地、四个省部级重点实验室、三个国家自然科学基金委创新群体、三个科技部创新团队以及三个教育部创新团队。这些科研和教学平台为物理学“强基计划”专业人才的培养起到强有力的支撑作用。
物理与天文学院对本科生开放的科研实践基地包括“IFSA协同创新研究中心”、“人工结构及量子调控教育部重点实验室”、“上海市粒子物理和宇宙学重点实验室”、以及正在建设中的“李政道研究所”科研平台。学院在交叉科学研究所、粒子与核物理研究所、凝聚态物理研究所、激光等离子体研究所、光科学与技术研究所和天文系等单位的科研工作有相当一部分直接服务于国家重大战略需求。
物理学是一门实践性很强并与理工农医文各学科交叉性很强的学科，上海交通大学享誉海内外的声誉和先进的教育理念，以及理工农医文齐全的学科背景，特别是强大的工科背景，对于培养矢志于从事物理学研究且具备服务国家重大战略需求能力的高端人才提供了强有力的支撑。上海交通大学“区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室”等国家级科研平台与物理学科关系密切，将成为物理学（强基计划）专业学生的重要科研实践平台。
物理与天文学院负责全校基础物理学教学，建立了优质的教学基地：教育部首批工科基础课程教学基地和首批国家级实验教学示范中心。这些教学基地促进了理工融合和新工科建设，为物理学（强基计划）专业培养提供了支撑。
二、培养目标及培养要求
改革开放以来，我国在自然科学和工程技术科学各领域都取得了令人瞩目的成就，但在一些关键领域，重大原创性科学研究成果、顶尖人才和团队仍显不足。物理学作为基础学科，不仅是人类认识自然的重要工具，而且在人类改造自然、促进社会进步方面发挥了重要作用，当下，物理学也将在服务国家重大战略需求方面，尤其是在高端芯片与软件、智能科技、新材料、先进制造和国家安全等关键领域起到重要的先导和支撑作用。
1.培养目标
物理学（强基计划）专业选拔综合素质优秀、热爱物理且物理成绩优异的学生。培养过程中突出物理学科的支撑引领作用，夯实学生数理基础，培训学生的物理学直觉与归纳演绎能力、严密的抽象思维能力与敏锐的交叉科学研究能力，使他们志存高远、追求卓越，成为从事物理学学术研究或服务国家重大战略需求的创新型人才。专业培养目标具体体现在：
（1）能从物理学的角度认识和理解自然，能用语言、图形和数学方法构建模型，分析问题并提出可行性解决问题的方案；
（2）具有扎实的数理基础以及很强的逻辑和形象思维能力，能对问题进行总体把握和归纳，同时具备较强的实验动手和设计能力；
（3）对物理学科前沿和热点问题有一定了解，对高技术领域特别是国家重大战略需求涉及到的基本问题、难点问题和发展趋势有一定的了解；
（4）具有创新意识和团队合作及沟通能力；
（5）具有国际化视野和国际竞争力以及终身学习能力；
（6）具有良好的综合素养、职业道德和社会责任感。
2.阶段性考核和动态进出办法
详见学校强基计划招生方案中培养方案部分。
3.本博衔接的办法
对于物理学（强基计划）的优秀学生，在免试推荐研究生等方面将按规定优先安排。在本科阶段着重培养物理学科基础知识和能力的基础上，采用本博衔接的培养模式。根据自身特点和兴趣，本科生毕业后可继续在物理学科深造，也鼓励学生博士生阶段进入与国家重大战略需求相关的高端芯片与软件、智能科技、新材料、先进制造和国家安全等关键学科领域。实行学分制管理，学生可提前修读不同层次研究生课程，符合研究生培养要求的课程学分可记入研究生阶段学习成绩。
三、毕业要求及授予学位
本专业致力于培养志存高远、追求卓越、数理基础扎实、具备从事物理学研究或服务国家重大战略需求能力的创新型人才。本专业培养的毕业生应具备健全的人格、开阔的学术视野和优秀的综合素质，在相关科学或技术领域中有较强的交流能力和竞争力。培养学生树立以科学研究和服务于国家重大战略需求为职业生涯的理想。
本专业学生修满学分，完成毕业设计或论文，成绩合格，将准予毕业并授予物理学学士学位。鼓励学生选修与国家重大战略需求相对应的高端芯片与软件、智能科技、新材料、先进制造和国家安全等关键领域相关的专业类课程。修满相应学分，按照《上海交通大学本科生辅修专业修读管理办法》的规定，可在授予物理学学士学位的同时，授予相应的辅修工学学位。
经选拔通过的学生可进入博士研究生阶段学习。学生在完成博士阶段的学业，修满博士阶段专业培养计划规定的学分，并完成博士学位论文答辩，授予博士学位。
四、培养方式
本专业采用“4+4”或“4+5”本博培养模式：完成4年本科生学业后，经选拔通过可直博就读4年或5年博士生，在4年本科阶段依托物理与天文学院强大的科研和教学平台，夯实学生基础，为博士阶段的学习和研究打下坚实的基础。物理学（强基计划）专业培养特色包括：
（1）学分制
专业培养全程实行学分制，修满规定学分，成绩合格即可毕业并授予学士学位。
（2）小班化教学
对于专业培养计划内的主要基础课和专业课，特别是跨专业选修与国家重大战略需求相对应的高端芯片与软件、智能科技、新材料、先进制造和国家安全等关键领域相关的课程，实行小班化教学。
（3）导师制
专业培养实施多层次、全方位的导师制。构建高水平的学业导师和科研导师队伍，让参与或从事与国家重大战略需求相关科研工作的教师加入导师队伍。通过师生间“一对一”的交流互动，引导学生个性化发展，培养学生的科研兴趣和能力，构建“交叉、融合、开放、创新”的师生学习共同体。
（4）科教协同培养
依托学院雄厚的科研和教学实力以及齐全的物理学科专业门类，通过本科四年循序渐进式的研讨实践课程，引导学生自主学习和探究，激发学生科研兴趣和学术自信，让学生逐步主动地发现自己的科学研究兴趣；鼓励学生进入上海交通大学“IFSA协同创新研究中心”和“区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室”等与物理学紧密相关的国家级科研平台，培养学生从事科学研究和服务于国家重大战略需求的能力。
（5）学术交流与国际合作
本专业注重培养学生的交流表达能力和国际化视野。为了促使学生主动表达科学思想，参与科学问题讨论，提高学生在科学技术前沿开展交流的能力，鼓励学生到服务于国家重大战略需求的高水平科教单位进行科研实习和毕业设计，资助学生参加高水平国际学术会议与学术竞赛、短期出国访问等活动。
（6）参与重大科研攻关项目
探索建立结合重大科研任务进行人才培养的机制。学院各研究单位从事的科研工作很多与国防重大攻关项目和国家重大战略需求相关，鼓励学生进入这些科研团队进行科研实践，有利于同学们结合实际学习科学知识，迅速提高自身的科学素质和能力。
（7）选拔进入李政道物理班
李政道物理班是集物理与天文学院、李政道研究所、致远学院优质师资倾力打造的培养物理学研究高端创新型人才的特色试点班，该班安排优秀师资任课，课程设置体现了物理学专业的广度和深度，畅通师生间沟通渠道，促进李政道物理班学生的全面发展。物理学（强基计划）专业中矢志于从事物理学研究的学生，可通过选拔，进入李政道物理班学习。
（8）其他激励机制
为了进一步激励入选强基计划的学生夯实基础学科素养，提升综合素质能力，学院在国家、上海市以及学校的各类奖助学金基础上，构建了完备的院级奖助学金激励体系，设立了包括蔡建华奖学金、飞跃奖学金、科技创新奖学金等多项奖助学金计划，奖励学习成绩优秀、综合素质突出、发表学术论文或在各类科技竞赛中取得出色成绩的本科生。学院还提供充足的经费支持本科生参加国内外学术交流活动，鼓励学生积极参加学术会议、赴海内外一流高校或研究机构参加游学研学、科研实践等。
五、课程设置
根据物理学科的教学和认知规律，物理学（强基计划）专业的全部课程包括通识教育课程、专业基础课程、专业核心课程、专业选修课程或跨专业选修课程、毕业设计或论文以及任选课程。课程按照教学形式分为理论课程、实验课程以及各类实践和研究体验式课程。
本专业的专业必修课程包括基础课程和专业核心课程：基础课程有数学基础课程（数学分析、线性代数及数值计算与程序设计等）、普通物理系列课程（含实验）、科学研究导论等；专业核心课程主要是分析力学、电动力学、量子力学、热力学与统计物理、专业物理实验、计算物理、数学物理方程、复变函数、概率统计、固体物理和科学研究实践等。
完成上述专业类必修课程后，物理学（强基计划）专业学生可以选择物理学类专业课程，课程设置6个方向的模块化课程：核物理与粒子物理方向、激光等离子体物理方向、凝聚态物理方向、原子分子光科学方向、天体物理方向和应用物理学方向（其中部分课程为本硕博衔接课程）。
学生也可跨专业选修与国家重大战略需求的高端芯片与软件、智能科技、新材料、先进制造和国家安全等关键领域相关的专业类课程。学生作为专业类课程在一个领域修满20学分，满足《上海交通大学本科生辅修专业修读管理办法》的要求，在授予物理学学士学位的同时，可授予相应的辅修工学学位。
学生跨专业选修的领域和课程包括：
（1）集成芯片领域：信号与系统、数字信号处理、电磁场、数字集成电路、半导体物理；
（2）智能科技领域：信号与系统、模式识别、嵌入式系统、自动控制原理、机器学习；
（3）新材料领域：材料科学基础、材料热力学、材料物理、材料力学、材料加工原理。
（4）先进制造领域：工程力学、工程热力学、工程流体力学、设计与制造；
（5）信息安全领域：信号与系统、数字系统设计、计算机网络、信息论、网络信息安全。
六、本培养方案解释权属上海交通大学物理与天文学院。
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