理学院自2009年起承担“基础学科拔尖学生培养计划”，具体负责物理试验班的学生培养及管理工作，先后由李福利教授、高宏教授亲自担任试验班项目负责人。自承担“拔尖计划”以来，理学院根据物理学科及试验班学生的特点制定完善培养方案，始终坚持把学生培养成既具有扎实宽广的基础理论，又有较强的实验能力，既能从事物理学研究，也能在交叉学科领域开展科研和探索的科研创新型人才。希望学生具备活跃的科研思想，开阔的国际视野，并逐步成长为国际学术界的领军人物。

在“拔尖计划”的实施过程中，钱学森学院提供了很大支持，不断创新拔尖人才培养模式，持续完善组织保障，积极争取优质资源。近年来，物理试验班先后聘请北京大学钟锡华、吴崇试、丁浩刚、程檀生教授，北京师范大学彭芳麟教授，武汉大学姚端正教授等教学名师为学生讲授专业核心课程。同时，积极开展国际化培养与合作交流，目前已与美国麻省理工学院、加州大学伯克利分校、圣母大学等10余所世界知名高校签署试验班学生联合培养协议，每年派出50余名学生前往这些高校交流，学生在校期间出国交流比例接近100%。

截止目前，物理试验班已招收9届（2009级-2017级）共339名学生，毕业5届（2013届-2017届）共137人，在已经毕业的学生中，62名同学被美国麻省理工学院、哈佛大学、普林斯顿大学、加州大学伯克利、哥伦比亚大学、杜克大学、威斯康星大学麦迪逊分校、明尼苏达双城分校等国际一流大学录取，68名同学选择在北京大学、清华大学、中国科学技术大学、中国科学院等国内知名高校或科研院所攻读硕士/博士学位，超过94%的学生在毕业后选择继续深造。