核專業(yè)實驗課程體系建設(shè)探索

毛璋亮 周建軍 袁顯寶

摘 要：本文就核專業(yè)實驗課程體系建設(shè)的方法和思路進行探索和研究，建議將實驗室課程體系由分散的放射狀結(jié)構(gòu)設(shè)置向有層次的樹狀結(jié)構(gòu)發(fā)展，同一學(xué)科內(nèi)容下的實驗課程按照由易到難的三種實驗方法進行安排，即有條件地開設(shè)認知型實驗，給學(xué)生建立基本的概念和模型；有計劃地安排驗證型實驗，鍛煉學(xué)生的動手能力熟悉基本的實驗操作和方法；有針對性地安排開放性實驗，增強學(xué)科科研的能力和創(chuàng)造性。基于此方法可以循序漸進地培養(yǎng)學(xué)生實驗?zāi)芰Γ_到培養(yǎng)具有一定的創(chuàng)新能力、較強的實踐能力和良好發(fā)展?jié)摿Φ母呒壓斯こ膛c核技術(shù)專門人才的目標。

關(guān)鍵詞：核專業(yè)；實驗教學(xué)；課程體系

一、核專業(yè)實驗課程發(fā)展背景

2007年國家發(fā)改委頒布的關(guān)于我國核電發(fā)展的思想和方針是貫徹“積極推進核電建設(shè)”的電力發(fā)展基本方針，形成批量化建設(shè)中國品牌先進核電站的綜合能力，提高核電所占比重，實現(xiàn)核電技術(shù)的跨越式發(fā)展，迎頭趕上世界核電先進水平[1]。為了響應(yīng)國家號召，三峽大學(xué)投入大量的師資力量積極培養(yǎng)適應(yīng)我國核工業(yè)建設(shè)需要的，具有堅實的數(shù)理基礎(chǔ)，熱能與動力工程及核反應(yīng)堆工程技術(shù)專業(yè)知識，創(chuàng)新能力、實踐能力較強的專門人才。

二、核專業(yè)實驗課程發(fā)展思路

（一）按照學(xué)科內(nèi)容安排的實驗課程

核專業(yè)實驗的分類方法很多，一般是按照學(xué)科內(nèi)容來進行橫向分類，主要分為核工程與核技術(shù)兩大類。目前我校開設(shè)的核電站仿真機實驗與反應(yīng)堆熱工水力實驗是基于核工程專業(yè)課程所設(shè)計和制定的，主要用于反應(yīng)堆熱工水力、核電站系統(tǒng)與設(shè)備以及核電站運行課程的輔助教學(xué)；輻射探測實驗則是基于核技術(shù)專業(yè)課程所設(shè)計的。實驗課程橫向體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。

（二）縱向設(shè)計的實驗課程

將實驗課程按照實驗方法的角度進行歸納，在縱向上又可以分為三類：

第一種是以觀察瀏覽為主的認知型實驗，是基礎(chǔ)性實驗，學(xué)生不需要復(fù)雜的實驗技巧，通過觀測和理解，所見即所得。以本校核專業(yè)下的核電廠模型室為例，學(xué)生通過學(xué)習(xí)核電廠系統(tǒng)與設(shè)備的理論課程以后，再對核電廠模型進行參觀學(xué)習(xí)，既可為初次接觸核專業(yè)的學(xué)生普及核電知識、增加學(xué)習(xí)興趣，又可結(jié)合課本使理論知識更加具象化，起到一個引導(dǎo)和認知的作用，具有相當大的可操作性。

第二種是按部就班的驗證型實驗。即學(xué)生按照實驗講義安排的步驟驗證定律或現(xiàn)象，既可以鍛煉學(xué)生的實際動手操作能力，又將抽象的公式定律或虛擬的工程現(xiàn)象形象地表示出來，加深學(xué)生對于知識點的理解。以我校的核電廠運行仿真實驗為例，引進了中核105所核電站操作員培訓(xùn)所使用的軟件和設(shè)備，以真實核電廠操縱員規(guī)程作為指導(dǎo)，讓學(xué)生逐步完成核電站的啟動和停堆規(guī)程，不但讓學(xué)生體驗了操縱員的工作，更加深了學(xué)生對于核電站系統(tǒng)內(nèi)部關(guān)系的理解。

第三種是以項目為依托的開放性實驗，實驗室按教學(xué)課程或科研課題設(shè)置并隸屬教研室或課題組，教師把自己在實驗室研究的成果部分地引入實驗教學(xué)，開設(shè)與科研結(jié)合的實驗，為學(xué)生提供綜合運用知識和技能訓(xùn)練的機會。但是這種形式僅適合于個別教師的教改活動，在教學(xué)計劃中無法規(guī)定明確的實驗學(xué)時要求，實驗內(nèi)容與要求的隨意性較大，同時對學(xué)生的個人能力要求更高，更適合研究生以上的專業(yè)學(xué)生依托實驗對課題進行深入挖掘和研究。

實驗安排上分步驟地對三種實驗類型進行排列，以循序漸進的方式鍛煉學(xué)生的實驗?zāi)芰Γ柟虒W(xué)生的專業(yè)知識。我校基于核電站模型室和核電站仿真機軟件開設(shè)的核電站仿真實驗縱向設(shè)計的實驗課程體系如圖2所示。其中核電站系統(tǒng)模型參觀實驗依托核電廠系統(tǒng)與設(shè)備的課程進行開展；核電運行及仿真的操作實驗則依托核電站運行和反應(yīng)堆控制等課程進行開展；而核電站事故模擬分析實驗則依托反應(yīng)堆安全分析的課程進行開放性的設(shè)置。這一系列的實驗讓學(xué)生對于整個核電廠的結(jié)構(gòu)概念以及運行原理都有了一定地認識，鍛煉了學(xué)生提出問題，分析問題和解決問題的能力，既突出了實驗教學(xué)根本目的，又加強了學(xué)科間的聯(lián)系。

三、結(jié)論

①當前實驗課程體系還需要從“軟件”到“硬件”各方面的調(diào)整與建設(shè)。實驗課程體系必須與實驗教學(xué)相配合才能起到良好的實驗教學(xué)效果，過分強調(diào)實驗室配置檔次和教師個人能力都是不現(xiàn)實的，如何充分調(diào)配，優(yōu)化資源加強核專業(yè)實驗課程體系的效率還是我們今后要進一步考慮和解決的問題。

②隨著核專業(yè)的發(fā)展和課程體系的不斷完善，未來實驗室建設(shè)應(yīng)該從多學(xué)科多領(lǐng)域的橫向拓展向重點學(xué)科重點項目加強深度難度的縱向拓展發(fā)展，發(fā)揮核心學(xué)科優(yōu)勢，充分利用實驗室現(xiàn)有資源，建議由分散的放射狀結(jié)構(gòu)向有層次的樹狀結(jié)構(gòu)發(fā)展，課程按由易到難安排，即有條件地開設(shè)認知型實驗，有計劃地安排驗證型實驗，有針對性地安排開放性實驗。基于此法可循序漸進地培養(yǎng)學(xué)生實驗?zāi)芰Γ_到我校核專業(yè)的培養(yǎng)目標。

參考文獻：

[1]楊明波.材料科學(xué)與工程專業(yè)實驗課程體系的改革[J].實驗技術(shù)與管理，2007.

（作者單位：三峽大學(xué)機械與動力學(xué)院）