新能源變革背景下核電控制課程的校企協同教學實踐

劉代飛+陳前軍+付強

摘要：我國核電產業要實現可持續發展，必須大力抓好核電人才培養并積極推進核電人才儲備工作。針對傳統核電自動控制課程教學的不足，將校企聯合模式引入核電課程體系的設計；結合核電自動化人才成長規律，整合校企教育資源，優化課程體系和完善培養環節；根據學生對待核電的心理和學習特點，積極開展核電自動控制的教學實踐。

關鍵詞：核電自動控制；校企協同；人才培養；教學實踐

中圖分類號：G646 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）20-0148-03

一、前言

隨著我國經濟的快速全面深化發展，能源在供給和使用方面更加強調結構合理和環境保護友好性。因石油、煤電等傳統能源存在發展的局限性，新興能源和可再生能源日益受重視。在確保安全的前提下，清潔高效經濟的核能是解決全球能源危機的一種有效途徑[1]。我國核電由“適度發展”經“積極發展”到“大力發展”后，在“戰略必爭、確保安全、穩步高效”方針的指導下，核電產業進入了快速發展的新時期[2，3]。

核電人才是核電產業可持續發展的重要保障。長期以來，我國核電人才一直非常緊缺，人才短板極大地制約著核電發展[2]。核電人才的培養是一項周期長、環節多、復雜度高的系統性工程，整個過程將“學生、高校和核電企業”三方主體密切相連[4]。學生核電專業知識體系的構建和實踐創新能力的培養，取決于高校和企業這兩大教育平臺的契合度。其中，校企協同是實現人才培養的一種有效途徑。通過校企聯合教學，學生的核電基礎和技能等專業主干體系知識可系統性的得到構建。充分利用校企協同助力培養環節，學生的動手實踐能力和創新能力可得到極大的加強。

新能源變革背景下，電力行業和企業對高校人才培養有著更高要求。人才評判的重心也由專業知識單維度轉向知識運用和實踐創新能力多維度的全面考察。從核電人才培養的實際需求出發，我校能源與動力工程學院充分利用國家級實驗教學示范中心——“能源系統與動力工程實驗教學中心”的平臺優勢，與中廣核電力股份公司聯合開展核電人才培養工作。以此為契機，自動化專業充分發揮校企協同的平臺和功能優勢，融合中廣核人才培訓資源，深入開展核電自動控制課程的實踐教學。

二、核電自動控制課程體系的優化設置

1.提煉核電人才需求要點，優化課程體系與培養環節。核電人才的培養是一項多環節、多維度、多部門參與的系統性工程。培養周期涵蓋學生步入高校、進入企業、深入生產現場等多個階段和過程[4，5]。核電自動控制課程的知識內容模塊主要包括：核電和自動控制基礎理論學習、核電自動控制工程理論學習、自動控制專業崗位實習、核電自動控制模擬器仿真操作、工藝與控制的現場培訓等。傳統人才培養是典型的“就業導向、高校培養”模式，這非常容易導致核電企業對人才實際需求的信息反饋和反作用于高校教學的過程有較大的滯后性。其結果往往是高校獨立培養的自動化專業學生與核電企業需要的自動化人才存在較大差距。為此，學生進入企業后，必須重新接受企業定制的專業再學習和再培訓。這種人才培養模式，使得很多教育資源存在平臺重復建設的問題，人才培養效率和教育資源利用率大大降低。

通過校企聯合，引入核電企業人才培訓機制，能極大地優化核電自動控制課程體系，課程設置和教學更貼近核電生產實際需求。核電自動課程由自動控制原理、核電檢測技術、核電廠設備與系統、核電自動控制系統、核電控制系統設計等組成。傳統教學強調單門課程的學習，并對這些課程進行知識模塊的劃分，課程設置獨立、知識點分散，學生培養環節以課堂教學為主，形式單一。而校企聯合模式則強調“系統性、綜合性、工程性”，以核電生產的實際需求和關鍵操作來配置知識模塊，使課程內容設置更優化，學生培養更具綜合性和工程性。學生在學習進階過程中，不再是對知識點的簡單記憶，而是有理論、有系統，有工程應用，理解更深刻、知識掌握更牢固，能結合工程實踐學以致用。

2.整合校企教育平臺資源，提升核電自動控制課程教學內容與質量。就人才教育作用力和效果而言，高校在核電基礎知識的課堂教學方面有優勢，而核電企業在核電工作經驗與工作技能知識方面有著大量儲備。在校企協同教學過程中，我校自動化專業從兩方面入手整合教育資源：一是師資整體素質的提高和課程內容的豐富。學校專業教師和企業專業人才可以實現無縫對接，并圍繞核電人才培養的目標和要求，有針對性的制定和選擇課程內容及知識模塊。二是學生課業的分段進階和綜合能力的提升。在校內學習完基礎知識后，進入企業開展相關實驗、設計和實習等環節。通過校企聯合，深入優化和整合教育資源，提升了核電自動控制課程的質量。

三、核電自動控制課程的教學實踐

1.正面引導學生，消除“懼核”心理。我國核電人才缺乏的重要原因之一是核電后備人力資源的不足。導致這種現狀的很大因素是人們對核電認知的片面性。例如，家長對核電認識不足，直接影響新生入校選專業時不愿選核電專業或方向；學生對核電知識掌握不全面，直接影響其就業時不愿去核電相關企業工作。出現這些現象的原因也非常簡單，就是對核電的懼怕，普遍存在“懼核”心理。

“懼核”是因為核電事故在人們頭腦中留下的深刻記憶。歷史上典型的核電事件有：1979年美國三哩島核事故，1986年前蘇聯切爾諾貝利核事故，2011年日本福島沸水堆核事故。三次事故在不同歷史時期出現，使人們對核電的認識也不一樣：三哩島核事故是第一次出現堆芯熔化的重大核事故。事故沒有造成人員死亡，也沒有出現大規模核輻射泄漏。但經媒體放大傳播后，民眾產生了心理“恐核”。切爾諾貝利核事故被認為是歷史上最嚴重的核電事故，也是首例被國際核事件分級表評為第七級事件的特大事故。事故出現了大規模核輻射泄漏，造成了大量人員死亡。切膚之痛使民眾極度“懼核”。而日本福島核事故導致了大規模核輻射泄漏，這使得剛剛復蘇的世界核電備受挫折[5，6]。

要消除“懼核”心理，必須正面引導學生，并積極開展好如下兩方面工作：（1）必須在招生就業宣傳和課堂教學上講清講透事故原因。三哩島核事故是由一系列人為操作失誤和機械故障疊加造成的。切爾諾貝利核事故是由堆型設計的缺陷導致的固有安全性不足和操作失誤疊加。日本福島核事故是堆型超期服役和自然災害疊加。（2）校企聯合多角度剖析核電工作環境，突出“核電員工是企業的根本”等人本理念。核電員工積極參與并現身講解核輻射的防控知識，重點闡明核電企業對員工的生命保護和關愛的具體措施。

2.科學輔導學生，樹立“敬核”意識。消除學生盲目“懼核”為的是讓學生樹立科學的“敬核”。在核電自動控制課程的教學過程中，必須科學體現“核電猛于虎”但核電仍是“籠中虎”的主旨思想。核電是可控的，自動控制在核電生產過程中非常重要。在自動控制原理、核電檢測技術、核電廠設備與系統、核電自動控制系統、核電控制系統設計等課程的學習中必須突出并啟發學生主動探索不同核反應堆型的固有安全性。

在核電自動控制的教學中，引導學生學會對比和歸納，啟發學生積極思考核電控制中的重要問題。如火電與核電在工藝流程、功率控制、控制模型等方面的異同？壓水堆的內部效應有哪些？以反應性為中心的控制分析，壓水堆的自穩特性、自調特性，核電功率大小控制，核電功率分布的控制，核電穩態運行方案等內容。通過對核電自動控制知識點的講解，幫助學生養成按客觀規律辦事的習慣，形成科學的核能控制和利用理念。

3.積極創新教學方法，激發學生“擁核”興趣。核電自動控制課程涉及的內容廣，知識點多，如何激發學生自主學習非常重要。為了提升學生接受知識的效率，必須創新課堂講授方法。例一，在壓水堆核電工藝流程的授課中，可用成語“三心二意”啟發學生。其中三心是指三個中心：壓水堆、蒸汽發生器、汽輪機。二意是指兩個回路：一回路是高溫、高壓、帶放射性、含硼的水，二回路是常規島的水汽循環。例二，在講解核電點堆數學模型時，可用分析概括、分層推進的步驟來講授：核反應堆內部機理描述（瞬發中子、緩發中子的產生過程）→中子數量變化的定性模型→中子數量變化的定量微分方程→模型的求解和應用。例三，在講解以反應性為中心的控制分析時，要突出反應性方程的由來、反應性方程的求解以及反應性方程的工程應用。總之，通過由淺入深、由易到難、環環相扣，激發學生內在的學習動力和“擁核”興趣。

4.大力強化平臺銜接，夯實“虛實結合”實訓。電力行業人才培養的顯著特點是：工藝流程實習“只能眼觀，不能手動”，課程實踐“先虛后實”，能力培養“虛實結合”。核電生產過程高度重視安全第一、穩定運行和輻射防護。因此，大力強化“核電仿真機實訓”等平臺銜接是“虛實結合”的重要抓手。采用校企協同的“虛實結合”在操作上更為靈活，在學生能力培養上成效更加顯著。在單一的高校平臺教學中，學生實踐能力主要是“教師講解+仿真機實驗”。校企平臺銜接后，能力培養是一個更為貼近實際的、以問題為導向的教學過程，即經過多階段的實踐，實現學生能力的進階提升。例如：學生先經專業教師指導和校內仿真機實驗，熟悉工藝流程；再接受企業專家授課，了解生產中存在的主要問題；然后進行仿真機的實訓，查找問題原因，提出解決方案。通過整合校內外平臺資源，優化專業教師和企業專家在教學過程的配置，以學生能力培養為導向，全面提升學生實踐能力和創新能力。

四、結語

積極推進核電人才的培養對我國核電產業的健康發展具有重要意義。根據核電人才內在的成長規律，在傳統課程體系建設中引入校企聯合，有利于課程體系和知識結構的頂層優化設計。針對學生對待核電的態度，積極開展核電自動控制課程的教學實踐，以學生為主體，消除“懼核”心理，樹立“敬核”意識，激發“擁核”興趣。深化核電自動控制課程的校企協同教學實踐，不斷探索核電人才培養和儲備的新途徑。

參考文獻：

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