阮东
2018年是清华大学基础科学班（简称基科班）创立20周年。回顾基科班的探索与发展的历程，总结基科班的办学理念、指导方针、培养模式，以及一些具体的做法，对于物理系开拓思路，进一步提高教学与人才培养的质量都有重要的意义。
基科班的发展经历了三个主要阶段。
1998—2004年：基础科学班的创立、探索与雏形
为提高当时物理系、数学系的生源质量，并为我校于1997年6月创立的高等研究中心（现高等研究院）输送后备力量，时任理学院常务副院长熊家炯、物理系分管教学的副系主任尚仁成、数学系常务副系主任白峰杉、高等研究中心办公室主任徐湛等4位教授于1997年12月向学校递交了一份报告《关于招收因材施教班的建议要点》，以探索拔尖人才培养的新模式，希望重振清华大学理学院的辉煌。
1997年12月向学校的报告
学校很快就批复了这份报告。王大中校长、分管教学的余寿文副校长、主管“985项目”的杨家庆副校长以及教务长吴敏生、研究生院常务副院长陈皓明都作了批示。经过讨论，定名“基础科学班”（简称基科班），并决定1998年开始招生。随后，在教务处的指导下成立了“基科班领导小组”，任命尚仁成为组长，成员包括白峰杉、熊家炯、徐湛、本科招生办主任李家强，后来增加了物理系业务办主任阮东。领导小组讨论确定了开办基科班的一系列问题，如招生、培养方案、课程设置、专用教室以及奖学金等。
针对基科班的培养目标、培养模式、培养方案等具体问题，物理系与数学系、教务处进行了多次讨论，包括两次研讨会。最终确立了基科班的培养目标和办学指导方针。
培养目标：为物理学、数学等基础学科培养富有创新意识和国际竞争能力的拔尖人才；为对数理基础要求较高的其他学科培养具有良好理科素养的新型人才。
办学指导方针：宽口径、厚基础、强实践。
1999年6月2日，杨振宁先生与首届基科班1998级学生座谈后合影
在基科班的培养方案中，特别强调了两个方面。
1. 打好物理、数学基础。课程设置中包括18门物理和数学主干课，其中9门物理课、9门数学课。数理课程的学分超过了课程总学分要求的1/2，而且将数学和物理放在了同等重要的地位。学生无论是向物理学方向还是向数学方向进一步发展都是可能的，而且有一定的优势和特色；对那些想到其他学科深造的学生，良好的数理基础也会使他们受益匪浅。
2. 开展本科生的科研训练。开设了三个学期的必修课《专题研究课》（简称seminar），即第5、6、7学期，每学期3学分。学生可以根据自己的志趣自由选择研究方向，在校内外选择相应的导师。学生可以在导师指导下自主学习、研究问题，也允许学生调整研究方向和导师。几次不记名问卷调查表明：对“seminar对自己发展有帮助和很大帮助”表示认可的学生占到95％。学生普遍认为能够通过seminar尽早接触科研，接触科学家，了解学习研究的过程，学会了如何在研究中学习，收获很大。通过seminar，学生还能寻找自己感兴趣的方向，以利确定今后的研究方向。学生们对seminar制定的可以根据自身情况调整方向的灵活机制也很满意。
在课程设置方面，基科班在国内高校物理系（院）也开创了先河，例如，把《理论力学》（4学分）改成了《分析力学》（3学分），《量子力学》提前到第4学期。新设置了两门暑期课程《英语强化训练》和《交叉学科前沿专题》，这两门课主要是训练学生的中英文表达能力。改革“两课”的教学，聘请优秀教师专门给基科班上课，减少课堂讲授，增加4～6周的讨论课。
从初创开始，基科班就聘请校内外优秀教师授课。为基科班上课的老师有物理系老一辈名师和杰出的中青年教师，在学生毕业前的问卷调查中，他们都是学生所喜爱的老师，他们的言传身教得到了学生的高度评价。另外，物理系还先后从兄弟院校聘请了最有特色的优秀教师给基科班授课，如北京大学的赵凯华、曾谨言、俞允强、吴崇试、钟锡华、包科达、张承福、李先卉；陈滨；陈惟桓、丘维声等，南京大学的卢德馨，中国科学技术大学的张永德，北京师范大学的裴寿镛、梁灿斌、赵峥、彭芳麟，北京理工大学的梅凤翔，新疆大学的黄惟承，兰州大学的汪志诚，麻省理工的黄克孙等等，他们受到了学生的极大欢迎。2004年秋季学期，杨振宁先生为物理系大一新生140多人上《普通物理》（Ⅰ），每周4学时，安排亲自答疑时间。听大师讲课，学生不但能学到知识，学到思考方法，而且能够在前辈学者的言传身教下树立正确的人生观和世界观。物理系还专门配备了优秀青年教师当名师的助教，力争把这些名师的课程接过来，发扬光大。
2004年秋季学期，杨振宁先生给物理系2004级新生讲授《普通物理》（Ⅰ）。
左图上为上课场景，左下为课后答疑；右图为上课投影手书。
2003年11月，物理系提交了增设本科专业“数理基础科学”（英文名：mathematics and physics）的申请，先后得到清华大学和教育部的批准。在教育部的专业目录里，数理基础科学专业被赋予特色专业的属性。
1999年，教育部理科基地检查评估时，专家组对基科班的培养模式给予了高度的肯定。2004年，“基础科学班办学七年显见成效——拔尖人才培养模式的探索与创新”（尚仁成、阮东、熊家炯、白峰杉）获北京市级高等学校教学成果奖一等奖。
在这个阶段，基科班的培养目标、培养理念、培养模式、培养方案和课程设置基本确立，为之后的发展奠定了基础。
北京市教育教学成果（高等教育）一等奖证书
2005—2010年：基础科学班的推广——数理基础科学班
2002年，学校开始考虑建设本科生的平台教学模式。2003年，理学院的数学、物理、化学、生物等四个系开始实施“理科平台课程”。按平台课程要求，理学院的全体学生（不含基科班）学习相同的数学、物理基础课程，其中物理基础课程包括三学期的普通物理和两学期的基础物理实验。
2004年9月9日，在物理系召开了“基础科学班工作会议”①，研讨基科班培养过程中的若干问题，涉及培养方案、招生、分流、推研，以及拔尖人才培养。会议最终就推广扩大基科班模式达成一致意见。
2005年1月13日在主楼324会议室召开了“大数理基础平台建设”研讨会②。在理学院副院长白峰杉作了“数理基础平台建设研究论证”的报告后，物理系系主任朱邦芬首先发言，提出建设数理平台是按基科班模式，头两年的数理基础课应一样，不要一开始就打下数学专业、物理专业的烙印。分管教学的副校长汪劲松赞同2005年就按大类进行招生；强化数学、物理基础，前两年课程一致，不要太专业化。清华党委书记陈希指出清华在工程应用方面很强，但学术氛围不够。理科应在“培养”方面下大力气——加强学术，崇尚科学！数学和物理应朝着这个方向培养人才，否则就是失败的。数学和物理可以更快地出人才。试点要稳一些，从人才培养方面看，周期可以长一些。清华校长顾秉林总结说：学校积极推进“大类招生与培养”；成立专门的工作组，要把执行中的各种问题考虑到，要周全、稳妥；培养应以“基科班”模式稳步推进，头两年课程要一致；政治思想工作要到位，分流要灵活，例如，学生可在大三分流时去信息院，也可以读研时去信息院。此次会议决定了2005年清华将以数理基础科学专业进行招生。
之后，理学院副院长白峰杉、物理系副系主任吴念乐、物理系业务办主任兼基科班负责人阮东、数学系副系主任李津，以及信息学院副院长汪慧、电子系副系主任黄翊东组成工作小组，开始具体讨论实施方案。经过几轮讨论，形成如下共识。
（1） 自2005年开始，数学系3个班、物理专业2个班、基科班2个班、电子系1个班，共8个班统一按照数理基础科学专业进行招生。入学后，学生和课程管理由理学院负责，班主任和辅导员分别由数学系、物理系和电子系选派，其中数学系的班主任管前3个班，物理系管后4个班，电子系管1个班，辅导员则交叉配置，形成来自不同系的班主任和辅导员的搭配。
（2） 前两年学生学习共同的基础课程，强化数理基础和科学素养教育。
（3） 第四学期，学生根据“规模控制，双向选择”的原则确定专业方向。专业方向包括：基科（数学）、基科（物理）、基科（应用），以电子系为主的信息学院等。
物理系安排普通物理和普通物理实验课程，与基科班之前的课程设置一致。原来基科班的高等微积分采用的教材是萧树铁的《微积分》，数学系则把它换成了俄罗斯数学家佐里奇的《数学分析》；高等代数与几何的教材换成了张贤科的《高等代数学》。这两门数学基础课程的深度就大大超过了原基科班对数学基础的要求。
2005年8月第一届数理基科班220名学生入学。在办学过程中，发现了一些问题。物理系本科生团委对5字班做了两次不记名问卷调查，调研组提供的数据显示：
（1） 课业负担太重，限制了其他方面的发展（占36%）；
（2） 竞争太过激烈，影响了心理状态和感情交流（占23%）；
（3） 课程设置太深、太难，不适合大多数人的情况和需要（占22%）。
针对学生的问题，物理系与数学系举行了多次讨论，作了一些调整，但双方在是否所有学生都要学《数学分析》，学生是否在本科阶段要进行科研训练等理念上依然存在差异。
2005年8月17日 首届数理基础科学班2005级迎新典礼
考虑到大类中的学生在数学、物理基础方面的差异，以及第二年学生分流所选学科方向对数理基础要求的不同，鉴于数学系和物理系在教学理念上的一些差异，2007年物理系系主任、理学院院长朱邦芬院士提出因材施教，分层次建设普通物理，即开设四个系列的普通物理供学生自由选择：(1)普通物理学；(2)基础物理学(英文)；(3)基础物理学原理与实验；(4)费曼物理学。其中普通物理学和基础物理学(英文)都属于传统类型，前者采用国内优秀教材为主，后者是全英文授课。新开设的基础物理原理与实验和费曼物理学在国内则是一项创举。前者是将普通物理和普通物理实验结合在一个框架内，理论教学和实验教学有机融合，由做实验研究的老师主讲，并负责安排配套的实验。费曼物理学选用著名的三卷本《费曼物理学讲义》为教材。众所周知，该讲义是物理学界公认的难度最大、水平最高的普通物理教材，费曼本人也认为它不适合大学新生，更适合有一定物理知识积累和经验的人，比如研究生和教师。起初也有一些教授并不认同开设费曼物理学课程，但为了解决一些优秀学生感到学习普通物理“吃不饱”的问题，尤其是参加过全国物理奥赛的学生，物理系做了一次大胆的尝试。经过一年多的准备，2008年正式开设基础物理学原理与实验和费曼物理学。这两门课都是三个学期、小班授课。2018年，在费曼诞辰百年之际，我们对已开了十年的费曼课进行了研讨和分享。
2009年1月7日，理学院院长朱邦芬，副院长肖杰、吴念乐等就数理基科班运行中的一些问题向副校长袁驷作了汇报，并与教务处、招办有关负责人进行了讨论，形成了如下三点结论。
（1） 新生入学后将按数学、物理两种意向编班。编班时既要做到尽可能满足学生意愿。基科91-94由数学系负责管理，基科95-98由物理系负责管理。
（2） 数学系负责制定数学方向和（偏数学的）应用方向的两个培养方案；物理系负责制定物理方向和（偏物理的）应用方向的两个培养方案。由两系协商协调应用方向的两个培养方案。培养方案总的原则是从目前的状况下减少必修限选课程门数，降低课程难度。对一年级新生每学期选课限定在25学分以下。
（3） 学生在前两年每学期可根据自己兴趣在四种培养模式之间转换，不设门槛；第四学期实行分流。
在之后的执行中，物理系和数学系在教学与培养方面上的一些理念差异始终无法调和，2010年5月21日，在袁副校长的主持下，就数理基科班的招生培养模式召开了物理系和数学系协调会，最终同意从2011年开始，数理基科班回到原基科班的模式，由物理系负责管理。这种新的招生培养模式有利于物理系和数学系发挥主观能动性，建立起符合基础拔尖人才培养规律的课程体系和科研实践训练体系，营造出有利于学生发展的环境和氛围，培养出有很好发展潜质的本科生。
在此阶段期间，2008年学校开始考虑实施“清华学堂人才培养计划”。物理学科首批入选学堂计划，朱邦芬为学堂物理班的首席教授，李师群为项目主任。学堂物理班旨在培养具有国际一流水平的物理学家，并带动全校基础科学人才以及其他拔尖创新人才培养质量的进一步提高。学堂物理班提倡“独立之精神，自由之思想”的学术精神，激励学生潜心物理学学习和研究，成长为国际一流物理学家。2009年9月，物理系2008级17名学生成为清华学堂物理班的首批学生。2010年4月，清华学堂物理班举行了隆重的开班典礼，杨振宁先生、13位中科院院士及校系领导出席。随后，“清华学堂人才培养计划”纳入中组部与教育部的《基础学科拔尖学生培养试验计划》。
2010年4月，清华学堂物理班开班典礼
开展基础课程分层次教学、开办学堂物理班是这个阶段的两个重大举措，对提高物理系的教学质量和物理学科拔尖人才培养的质量有着深远的意义。
2011年至今：回归基础科学班
从2011年开始，物理系恢复每年招4个班，其中2个物理班、2个基科班。虽然班号分成了物理和基科，但培养模式依然传承了原基科班的模式：打好数学、物理基础，科研训练。物理和基科头两年的课程基本上一样，到第四学期，学生最终确定专业，即根据自己的志趣自由选择物理学专业（基科物理）或数理基础科学专业（基科应用），并完成后续的培养方案。学生的宿舍不调整。
2017年，清华首次按16个大类进行招生，实施“大类招生与通专融合”的新模式，即大类进行为期一年的大类培养，其培养方案实际上就是继承了基科班的培养方案，特别是物理、数学基础课程；第二学期学生进行专业确认，完成后续专业培养方案。数理大类涉及数学系、物理系、工物系、材料院、航院等5个院系，大类首席教授为朱邦芬院士，大类联络人为物理系副系主任阮东，以统筹协调大类中五个院系的培养工作。物理系的物理学专业和基础科学班都属于该大类。
数理大类秉承清华大学“价值塑造、能力培养、知识传授”三位一体的育人理念，通过“通专融合”“厚数理基础、宽学科平台”的教学，不仅为数学、物理学等基础学科世界一流学术研究人才打下扎实的数理基础，同时也为以数学、物理为主要基础的其他应用学科培养具有优秀科学素养和富有创新意识的复合型人才。在强调数理基础的同时，还注重全面人格培养，人文和科学精神的熏陶，从而帮助学生奠定未来成功的基础。实际上，数理大类就是传承了基科班的培养理念。
2017年8月24日 首届数理大类2017级迎新典礼
【附录】
1. 基科班的招生
（1） 1998年—2004年期间：1998年基科班招收第一届学生比较特殊。学校当年的招生计划已经上报教育部，基科班没有赶上报计划。后与教务处、本科招生办协商，主要采用在入学新生中通过双向选择和择优录取的方式招生（后来叫做“校内二次招生”，简称“二招”）。实际上，第一届学生中有十多人是招办从高考招生中“调剂”过来的，这样通过二招就录取了40多人，其中包括从清华附中的全国理科实验班（简称全理班）挑选的几位学生，他们当时是高三的学生，按照教育部的政策，这些全理班的学生可以不参加高考，通过大学的面试考核后直接进入大学学习。
1998年8月下旬，新生入学后便开始了第一次二招。首先是要让新生知道基科班有二招活动。当时新生正在军训，本想通过学校的新生工作组发通知，但他们认为会引起不便，没有答应。我们只好自己做，复印了上百份的“选拔录取基础科学班的通知”，我到新生宿舍楼每个房间挨个发放。其次就是组织宣讲。在三教的大教室，来听宣讲的学生超过我们的预计。答疑时，还分成了两个教室。第三就是组织面试，工作组决定每组面试老师都由来自物理系与数学系的老师搭配组成，选拔学生的原则是“数学物理基础好，对基础学科确有兴趣、爱好或有专长”。我们不仅看高考成绩，而且要看学生的综合素质，特别是他们对数学、物理专业的兴趣爱好。
通过这次二招，我们发现二招是一个遴选学生很有效的方式，有利于对学生进行全面的考察，就保留下来，一直持续到现在。二招已被学校推广到了其他特殊班的招生中。
有了第一届基科班学生的招生经验，后续几年的招生途径就比较固定了：
一是从全国4个全理班选拔。这个途径持续到2004年，因为2003年教育部终止了全理班项目；
二是校内二次招生；
三是从全国各省保送生中选拔。2000年开始，从全国中学生数学竞赛与全国中学生物理竞赛的决赛现场选拔有数学、物理特长的优秀学生。
2004年，此时基科班在社会上已有了一定的影响，招办在征得基科班领导小组的同意后，首次直接在高考招生中投放了10多个招生计划。
（2） 2005年—2010年期间：2005年，清华大学开始以数理基础科学专业进行招生。此阶段，每届8个班规模的招生主要采用高考录取的方式。同时，继续保留了校内二次招生（20人的规模）和数学物理竞赛保送生中选拔的方式。
（3） 2011年—2017年期间：2011年开始，数理基础科学班回到了原基科的培养模式，但沿用了之前的招生模式，即以高考招生和学科竞赛选拔为主，以二招为辅。
2017年清华开启了大类培养与通专融合的新模式。高考目录上只出现大类名称。新生进校后由数理大类的5个院系代管，第二学期采用“申请审核”方式，通过双向选择，学生进入相应院系的专业进行后续学习。物理系依然包括物理学与基础科学班。
2. 基科班的班名
在基科班的历史上，有过不同的编班方式。
1998年，基科班第一届学生入学，班名叫基科8，就一个班。因为之前基科班没赶上纳入学校的招生计划，也不知道最终招生人数，所以就只预设了一个班。但第一届最终录取了60多人，这或许是清华历史上规模最大的一个班。
1999年，基科班已步入正轨，按学校的惯例，学生入学后编成了两个班。但开学后我们才发现这届的班名叫理9。当时我们并不知道为什么改成了这个名字，尚仁成老师派我到教务处了解情况，时任教务处副处长的陈刚老师解释说学校今年招了文科实验班，为了对应起来，教务处就自作主张地把基科班该成理科班了。这当然与基科班的培养理念与历史发展不相符，后经沟通，教务处同意从下一年开始改回基科班编班。这个编班方式一直持续到2004年。
2005年开始，清华大学以数理基础科学专业进行招生，8个班全部按基科班编班，全称叫数理基础科学班，简称数理基科班。第四学期，按数学、物理、基科班及以电子为主的信息学院进行分流，学生完全根据自己的志趣进行选择。分流到物理系的学生分为两个方向：基科物理、基科应用，相应地编成物理两个班、基科两个班。这个编班方式一直持续到2010年。
2011—2016年，数理基科班回到原来基科班的模式，由物理系负责管理和培养。学生入学时即分为物理两个班和基科两个班。实际上，这四个班只是班名上的差异，它们头两年所学的课程基本上是一样的，都是数学、物理基础课和公共课程。到了第四学期，学生根据自己的志趣自由选择物理学专业或数理基础科学专业，以完成后续的培养方案。实际上，2010年，物理系给教务处打报告，最初的想法是把物理系的四个班都按基科班进行编班，后被告知，基科13已被化学生物基科班给占了。因为化学生物基科班自2003年创立之时，它的编班就一直跟在基科班的后面，例如，它的第一个班的班名是基科33。为了避免班号断开，物理系决定编成物理两个班、基科两个班。
2017年开始按数理大类进行招生和管理。新生入学时，按他们的意愿由招办随机分配到数理大类的各个院系，这些学生不属于各院系，只是代管。为与专业确认时的班号一致，物理系代管的新生入学时分到物理两个班、基科两个班。待专业确认后，物理两个班、基科两个班里的学生才算正式确定。这四个班也只是班名上的差异，到了第四学期，学生再根据自己的志趣自由选择物理学专业或数理基础科学专业，以完成后续的培养方案。
① 与会单位与人员包括：教务处陈永灿、汪惠、顾佩、张佐、郭大勇，研究生院陈皓明；招办宗峻峰；高等研究中心聂华桐；理学院白峰杉、物理系朱邦芬、王青、吴念乐、尚仁成、熊家炯、徐湛、阮东，数学系文志英、李津、杨利军、郑建华、龚光鲁。
② 与会单位与人员包括：校领导顾秉林、陈希、庄丽君、杨振斌、汪劲松，教务处陈永灿、宗俊峰、张佐、郭大勇、段远源、张文雪等，物理系朱邦芬、阮东，数学系李津、白峰杉，信息学院邓丽曼，电子系冯正和、陈旭、王希勤，自动化系管晓宏、张毅、王雄。
作者简介: 阮东，清华大学物理系教授，dongruan@mail.tsinghua.edu.cn。
引文格式: 阮东. 清华大学基础科学班20年发展概略[J]. 物理与工程，2020，30（1）：3-9.
（转自《物理与工程》微信公众号）