面向新工科建設的核工程專業實驗教學改革的思考

李婷婷 鄭賢利 王曉冬

【摘 要】 本文在分析新工科背景下核工程專業實驗教學面臨的挑戰和存在問題的基礎上，探討了核工程專業實驗課程體系的改革方向，主要是：增設實驗項目，創新教學手段，細化考核辦法。

【關鍵詞】 新工科建設;核工程專業; 實驗教學;挑戰;問題;改革方向

高等教育的發展水平是衡量一個國家發展水平和發展潛力的重要依據，而工程專業教育在我國高等教育中占有突出地位。面對當前和未來國家發展重大戰略需求和占領全球科技制高點，迫切需要一大批不僅能直接服務于國家經濟建設滿足當下工業發展要求，并且能夠引領未來工業技術革命的卓越工科人才。因此，教育部從2017年以來積極推進新工科建設，發布了一系列開展新工科研究和實踐的重要通知，為進一步提升中國的工程教育整體實力和國際競爭力而努力。新工科教育首先是要跳出傳統工科教育思維的局限，用發展的、前進的、全局性的、戰略性的思維開展工程教育改革，進而培養出一批又一批具備更強的實踐能力、創新能力和國際競爭力的高素質復合型工程科技人才。[1]

核工程類專業培養的是具備從事核工程與核技術領域的研究、設計、制造、運行、應用和管理等工作所需的自然科學、法規標準、技術理論、工程基礎和專業知識，進行過較系統的專業實驗和實踐訓練，能夠解決復雜核工程與核技術工程問題的科技人才。[2]南華大學核工程與核技術專業是國家首批綜合改革試點專業、國防特色緊缺專業、國防科工局重點建設專業以及南華大學特色專業。學校核工程類專業齊全基本涵蓋了核科學技術一級學科的主要專業。同時，學校開設的機械、電氣、計算機等核電產業外圍相關專業，基本覆蓋了我國核工業上下游產業鏈多維度的人才需求，滿足“新工科”在學科之間廣泛交叉、深度融合對教學資源的要求。當前，我們處在核工業發展的最好時期，隨著我國核電和核技術應用產業的迅速發展，各相關行業對核工程類專業人才的需求缺口巨大。學校將按照“新工科”建設要求，進一步發揮優勢，整合資源，大力開展理論課程與實驗教學的網絡化和信息化建設。核工程專業實驗課是該專業學生培養動手實踐能力和創新能力的重要環節， 學生通過校內的專業實驗課可以靈活掌握并運用其所學專業知識， 在專業實驗室環境中開展實踐與創新活動。2018年，南華大學經過核工程與核技術工程專業認證之后，核工程實驗教學中心將根據認證專家給出的意見進一步規范實驗教學環節，提高核工程與核技術專業人才培養質量和畢業生的競爭力。

一、核工程專業人才培養面臨的挑戰

隨著國際工程教育認證的開展，對核工程專業人才培養質量要求不斷提高。在人才培養過程中所面臨的問題也逐一顯露出來，主要體現在教學實踐與社會實際需要存在著一些差異，畢業生無法滿足經濟社會不斷發展對專業技術人才的需求。

1、培養方案設置

當前的核工程專業人才培養方案中工程專業實驗教學環節不夠重視，應當更加注重對工程實踐能力和創新應用能力的培養。[3]目前的培養方案，理論教學與實驗教學環節之間的承前啟后關系銜接不夠合理，導致學生對專業知識的學習興趣沒有得到充分激發，實踐能力和創新能力沒有達到應有的水平，不利于學生今后的就業和發展。

2、師資隊伍建設

以往實驗課的授課教師是由實驗中心的實驗技術人員擔任，實驗課程往往無法保證同理論課程接軌。而專業教師大多科研能力較強，但在實驗教學方面教學經驗不足。目前根據學校的總體規劃，實驗課將逐步由專業老師來上課，這將是一個突破點，授課教師與實驗技術人員一道可以推出更多適應社會需求和變化的探究性實驗。

3、實驗項目的規劃和講義的更新

目前核工程專業的許多實驗項目常年未變，實驗設備老舊，實驗講義跟不上變化。隨著新工科教育理論的深入，為進一步提升學生的創新能力、實踐能力，相關的實驗教學項目和講義也應進行有針對性的增減和修訂，甚至應該根據需要開發新的綜合性、設計性、探究性實驗項目，重新編寫切合實際的實驗講義。

二、核工程專業實驗課程體系

根據專業培養目標，該專業學生的畢業要求中，除了要掌握一定的數學、自然科學、工程基礎知識和核工程領域必備的專業知識之外，還必須能夠運用這些知識解決核輻射測量和核信號處理、核技術應用以及反應堆工程問題，能對一些相關的復雜工程問題設計出解決方案?；谶@個培養目標，核工程專業學生必須在整個大學四年期間完成一系列的從基礎性到專業應用性實驗的學習，大學一二年級階段必修基礎理工科實驗如大學物理實驗、計算機實驗和電子電路實驗，大學三年級修完專業基礎實驗如核輻射探測與核電子學實驗，大學四年級階段必須完成的專業應用實驗包括核技術應用實驗和輻射劑量與防護實驗。專業必修的各種實驗課訓練學生學會正確采集、整理實驗數據，對實驗數據進行分析和解釋，并通過演繹推理、歸納總結等方法得到合理的結論。此外，為了貼近生產生活實際，在原有的實驗訓練項目上，我們增加了水體或土壤中的總α、總β的測量、放射性核素分析、環境中氡濃度測量、土壤中釷含量分析、反應堆虛擬仿真、X熒光分析、環境輻射監測等實驗項目在課程設計或畢業設計中開設。這一系列由淺到深、由泛到精、分層次教學、循序漸進的實驗課程，充分激發了學生的學習興趣和創新能動性。

三、專業基礎性和應用性實驗課程改革方向

第一，增設實驗項目。隨著工程教育改革的不斷深化，越來越多的教師認識到原先低水平的、驗證性的實驗項目越來越不適應當前經濟社會對于創新型、應用型人才的培養要求了?？萍及l展日新月異，實驗項目也應有緊跟學科前沿的理念和行動，對照培養學生實踐能力和創新能力的要求，一些老掉牙的不適應培養要求的實驗項目必須逐步退出歷史舞臺，增設一批自主性、綜合性、研究探索性較強的實驗項目。在此基礎上，還可以通過增設創新實驗室為學生提供自主實踐和科研的平臺，創新實驗室全天候開放，學生自主選題、獨立完成或者在老師指導下完成科研實驗。

第二，創新教學手段。實驗教學要重點突出學生的主體地位，通過指導老師個別指點、面對面交流的方式，讓學生在實驗中自主操作、觀察和思考，記錄實驗現象，主動發現問題分析問題解決問題，獨立完成實驗。與傳統的實驗教學不同之處在于，新的實驗教學手段將跳過傳統演示教學方式過于詳細的過程講解、學生模仿操作的囹圄，精講精練、突出學生的主體地位，著重訓練學生的理解能力、動手能力、觀察能力、實驗設計能力、分析解決問題的能力。另外，還可通過建立相應的實驗網絡課程的方式，增強學生的學習效率和效果。

第三，細化考核辦法。目前實驗考核方式沒有一個統一的標準，許多實驗課程都是以實驗報告加預習情況來評定學生的成績，但學生通過實驗形成的各方面能力難以充分考察，而且容易滋長學生的惰性，實驗過程中過于依賴實驗同組人，而不去主動思考動手解決問題。核工程專業實驗課程考核方式一直改革，其中核電子學實驗考核方式效果明顯。核電子學實驗改變了傳統實驗考核以實驗報告占70%，平時成績占30%的做法，現如今的總成績評定方法為單次實驗項目成績占70%，實驗操作考試占30%。單次實驗成績的評定堅持多環節綜合評價的原則，以滿分為100分為參考，實驗預習部分、實驗過程部分、實驗報告部分分別為30分、30分、40分。各部分評分更加細化，比如實驗過程部分數據處理占20分、結果分析占10分、討論及總結占10分。實驗操作考試則是通過抽簽方式進行，同組中每個同學所做的實驗都是不一樣的，要求學生獨立完成。這樣盡可能的做到了實驗考核的公平公正。其他實驗課程的考核方式也應有所創新，增加對學生真正實踐創新能力的考察。

四、結束語

為適應我國社會發展的新時代、新階段和新要求，推進本科教育高質量發展、培養科技創新人才的任務比以往任何時候都要緊迫。作為地方高校，要形成高水平協同創新型人才培養體系，培養具有較強專業應用能力和實踐創新能力的復合型科技人才，就必須重視和優化實驗教學工作。本文主要闡述了新工科背景下的核工程專業實驗教學的面臨的挑戰和存在的突出問題，依據實驗教學在實現核工程專業人才培養目標的重要性，對核工程專業的專業基礎型實驗和專業應用型實驗改革方向提出了建議，以期能對核工程及相關專業實驗教學改革的提供參考。

【參考文獻】

[1] 溫海洋.“新工科”背景下應用型本科高校實驗教學探索[J].環渤海經濟瞭望，2017（10）163.

[2] 趙越，程品晶，李宗倫，鄭賢利.以培養創新型人才為目的的核類專業實驗教學探索[J].中國電力教育，2014（29）69-70.

[3] 陳秀蓮，劉軍，覃雪，周榮.四川大學核工程與核技術實驗室的建設與規劃[J].實驗科學與技術，2017.15（06）208-211.