新工科背景下核類專業(yè)升級改造的探索
——以輻射防護與核安全專業(yè)為例

曹錦佳，洪 琪，鄭曉敏

（南華大學(xué) 核科學(xué)技術(shù)學(xué)院，湖南 衡陽 421001）

引言

為應(yīng)對科技革命和產(chǎn)業(yè)變革對工程科技人才培養(yǎng)提出的新要求，在全球范圍內(nèi)興起了新一輪工程教育改革。隨著新一輪工業(yè)革命的變革，形成了對新工科全新的人才需求，新工科人才培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)出能夠適應(yīng)未來社會發(fā)展需要的人才，人才培養(yǎng)應(yīng)具有前瞻性，不再只是簡單地學(xué)習(xí)單一專業(yè)的相關(guān)知識，而是需要多學(xué)科交叉融合、人才培養(yǎng)與社會需求對接［1］?，F(xiàn)在社會上所需要的核類專業(yè)人才不僅要熟練掌握本專業(yè)的理論知識，還要掌握人工智能技術(shù)，以及在核能與核技術(shù)上的應(yīng)用，要求學(xué)生具備較強的實踐能力和創(chuàng)新能力。這對于傳統(tǒng)的核類專業(yè)人才培養(yǎng)提出了挑戰(zhàn)，因此升級改造目前專業(yè)顯得尤為重要。大學(xué)教育不能只追求分數(shù)，而忽略了學(xué)生身心發(fā)展的差異性，要注重學(xué)生的個性發(fā)展［2］。因此，新工科背景下傳統(tǒng)核類專業(yè)升級改造的關(guān)鍵著眼點是人的改造——教師和學(xué)生。改變師生對工程教育的看法，提升師生在新工科背景下教學(xué)和學(xué)習(xí)能力的素養(yǎng)，這是關(guān)鍵問題。本文以輻射防護與核安全專業(yè)為例介紹在新工科背景下南華大學(xué)對核類專業(yè)進行升級改造，加強核類專業(yè)人才培養(yǎng)和專業(yè)建設(shè)開展的一些探索。

一、核類專業(yè)升級改造的必要性

當(dāng)前社會中的核能與核技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)與人工智能和大數(shù)據(jù)發(fā)展深度融合，核能與核技術(shù)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展急需新型工科人才支撐，核類專業(yè)人才培養(yǎng)已經(jīng)到了一個分水嶺，需要高校面向未來布局新工科建設(shè)，探索多樣化和個性化的人才培養(yǎng)模式，培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力和跨界整合能力的新型工程科技人才。在新工科背景下，核類專業(yè)的人才培養(yǎng)要以提高學(xué)生的創(chuàng)新能力為首要目標(biāo)［3］。目前核能與核技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展走在了大學(xué)核類專業(yè)教育的前面，大學(xué)教育改革緩慢，學(xué)生學(xué)習(xí)的知識很難做到與專業(yè)相關(guān)知識同步。這也就要求高校加快教育改革，以社會需求為導(dǎo)向，做到以學(xué)生為中心，開設(shè)新工科相關(guān)的課程，緊跟時代步伐。

南華大學(xué)輻射防護與核安全專業(yè)是2012年由原來的輻射防護與環(huán)境工程專業(yè)整合而來，人才培養(yǎng)方案至今經(jīng)過4輪討論修訂，逐步形成了符合教育部工程質(zhì)量認證要求的人才培養(yǎng)方案，2021年輻射防護與核安全專業(yè)通過了教育部工程質(zhì)量認證，2020年獲得了湖南省“一流”本科建設(shè)專業(yè)，專業(yè)建設(shè)緊跟工程教育改革的發(fā)展方向。輻射防護與核安全專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)體現(xiàn)了以學(xué)生為中心，注重德行、技能、專業(yè)能力并重的新工科培養(yǎng)理念［4］。在今后的新工科升級改造建設(shè)中，輻射防護與核安全專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)還需要持續(xù)改進，最主要的是培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力、創(chuàng)新能力及多學(xué)科交叉融合，必須“下鄉(xiāng)”，到企業(yè)去，到科技攻關(guān)的行業(yè)去，主動適應(yīng)和引領(lǐng)新經(jīng)濟，符合社會對核專業(yè)人才培養(yǎng)的切實需求［5］。

二、核類專業(yè)建設(shè)存在的問題與不足

（一）教材內(nèi)容更新慢，偏離新工科建設(shè)目標(biāo)

教材作為新工科背景下人才培養(yǎng)的核心資源，編寫教材必須以新工科內(nèi)涵為出發(fā)點。傳統(tǒng)核類教材更多的是關(guān)注于學(xué)生對專業(yè)知識的學(xué)習(xí)，很多知識是與考試相關(guān)的，而前沿知識、學(xué)科的交叉知識要么沒有，要么作為課外閱讀的任務(wù)，而且這部分內(nèi)容特別少。但新出的教材內(nèi)容并沒有比老教材有太大的內(nèi)容更新，缺乏對學(xué)科新成果的歸納，很多知識點照搬老教材，知識體系的邏輯性不強，讓學(xué)生使用起來頗有微詞。

（二）創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)舉措不夠

高校注重對學(xué)生的理論知識的培養(yǎng)，而對學(xué)生的創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)舉措不夠，這嚴重制約了工科教育的發(fā)展。培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實踐能力的教學(xué)課程體系沒有得到及時的更新。實踐教學(xué)體系的邊界沒有得到拓展，即便通過各種教學(xué)競賽來提高教學(xué)質(zhì)量，這只會使得教師之間的教學(xué)競爭產(chǎn)生深度的內(nèi)卷，知識也越來越空洞。對于勤奮好學(xué)的學(xué)生來說，實踐教學(xué)類似于完成某種“填空式”學(xué)習(xí)；而對于懶惰的學(xué)生來說，這樣的實踐教學(xué)則深受歡迎。最終的結(jié)果是學(xué)生的努力與否體現(xiàn)不了區(qū)別?！皟尚砸欢取薄唠A性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度，就是針對目前的問題，提出的解決方案［6］。雖然各高校都在進行教育改革，培養(yǎng)方案基本上兩年修訂一次，但是課程體系中的課程很多都沿用了老版的培養(yǎng)方案，新工科的元素很難加入課程體系中，教師能夠認識到新工科升級改造的重要性，但是如何具體落實到自己的課程中，仍是個問題。

（三）批判性思維和非標(biāo)準(zhǔn)化解決問題能力不足

批判性思維和非標(biāo)準(zhǔn)化解決問題作為任何領(lǐng)域的專業(yè)人才所必備的兩種能力，當(dāng)然對于核科學(xué)與技術(shù)專業(yè)人才而言也非常重要。但對于中國的大學(xué)生而言，這卻是大學(xué)階段需要邁過的一道坎。進入大學(xué)前學(xué)生接受的教育或多或少地與應(yīng)試教育有關(guān)，應(yīng)試教育強調(diào)標(biāo)準(zhǔn)答案，以至于很容易在學(xué)生的腦海中產(chǎn)生思維定式。高校對于學(xué)生的批判性思維和非標(biāo)準(zhǔn)化解決問題能力比較重視，但是鑒于每名學(xué)生的能力不一樣，不可能全面推廣非標(biāo)準(zhǔn)化解決問題的教學(xué)方式。目前國內(nèi)高校大量擴招學(xué)生，除了國內(nèi)名校外，高等教育已經(jīng)由原來的精英教育轉(zhuǎn)變?yōu)橥ㄗR教育。新華網(wǎng)的數(shù)據(jù)顯示，中國高等教育在?？?cè)藬?shù)超過4430萬人，毛入學(xué)率由2012年的30%，提高至2021年的57.8%，提高了27.8個百分點，實現(xiàn)了歷史性跨越［7］。如此龐大的學(xué)生規(guī)模，要保持原有的教育質(zhì)量已是不易，具有挑戰(zhàn)度的批判性思維和非標(biāo)準(zhǔn)化解決問題的教育方式，學(xué)生的接受度不是很高，但部分學(xué)生基于興趣，則十分歡迎這樣的教育方式。

三、核類專業(yè)新工科升級改造的措施

（一）編寫高水平教材

1.革新教師績效考核，緊跟科技發(fā)展。教材作為培養(yǎng)創(chuàng)新工程技術(shù)人才的核心資源，推動并實踐著新工科人才培養(yǎng)的理念更新、模式創(chuàng)新。由于核類專業(yè)開設(shè)學(xué)校較少，優(yōu)秀的教材編寫需要花費教師大量的時間，還需要多年的教學(xué)實踐積累，這致使核類專業(yè)的教材更新速度慢，學(xué)生畢業(yè)之后不能較好地利用所學(xué)知識進行工作，并不能較好地滿足企業(yè)對核類專業(yè)人才的需求。在這方面，學(xué)校的績效考核應(yīng)該對于編寫教材有一個彈性的考核方式，這有助于教師集中精力編寫優(yōu)質(zhì)的教材。在教材編寫出來前，有一個講義階段，由講義再進行完善，先在本學(xué)院進行推廣，評估使用效果，并持續(xù)改進。教材編寫隊伍可以與企業(yè)合作，了解核行業(yè)發(fā)展的最新動態(tài)，最終編寫出一本適合核專業(yè)學(xué)生未來發(fā)展的教材。

2.以學(xué)生為中心編寫教材。什么框架的教材才算得上是一本好的教材？教育者普遍認為一本好的教材要具備兩個要素：一是教材編寫隊伍能夠預(yù)測并使用適當(dāng)?shù)姆绞饺ヒ龑?dǎo)學(xué)生解決學(xué)習(xí)過程中產(chǎn)生的疑問；二是能夠吸引學(xué)生主動去閱讀教材，并讓學(xué)生帶著一種愉悅的心情去學(xué)習(xí)。傳統(tǒng)的教材編寫隊伍都是由優(yōu)秀的教師組成，這中間存在非常大的弊端，盡管教材編寫隊伍的教師教學(xué)經(jīng)驗豐富，對于學(xué)情分析能夠比較好地把握，但是優(yōu)秀教師通?？蒲腥蝿?wù)繁重，在編寫教材時可能做得不夠細致，把本來需要重點根據(jù)學(xué)情分析來安排教材內(nèi)容的工作忽視了。這時編寫的教材可能不是用于課堂教學(xué)了，而是科研手冊，這就導(dǎo)致了學(xué)生對教材的接受度不高。因此，根據(jù)教師的實際情況，可以在教材編寫過程中讓學(xué)生參與進來，讓學(xué)生來評價教材章節(jié)的接受度，這樣可以避免教師為了編教材而寫書。對學(xué)生成員也有一定的要求，既不能全是優(yōu)秀學(xué)生，也不能全是成績較差的學(xué)生，學(xué)生成員中成績優(yōu)秀、中等和較差的都應(yīng)該占有一定的比例，這樣編寫的教材才能更適用于全體學(xué)生。

（二）增強學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力

1.開放式國際化教育以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力為主。我們的學(xué)生比國外的學(xué)生表現(xiàn)出更多的努力，在國際數(shù)學(xué)、計算機、物理競賽方面斬獲了更多的獎項；但是國外的大學(xué)，尤其是一些國外知名大學(xué)的本科和研究生階段，他們的教育水平遙遙領(lǐng)先，一些教育理念，如工程教育、工業(yè)3.0等均來自國外高校，在這方面，我們屬于跟跑者。因此，我國的工程教育要想在新工科背景下實現(xiàn)領(lǐng)跑世界，則需要在教育界和產(chǎn)業(yè)界放眼看世界，教育要走在產(chǎn)業(yè)的前方，提前布局。南華大學(xué)輻射防護與核安全專業(yè)兩年內(nèi)先后派出3名教師到國外知名高校和研究院開展訪問學(xué)者研究工作，先后有5名學(xué)生到日本的長岡技術(shù)科學(xué)大學(xué)、英國的布里斯托大學(xué)深造，在國際化上做出了嘗試，也已經(jīng)取得了一定的成效。

2.加強校企合作，培養(yǎng)實踐能力。教育和產(chǎn)業(yè)是相互促進、共同發(fā)展的，尤其是工科教育。教育需要走在產(chǎn)業(yè)的前面，才能為產(chǎn)業(yè)提供優(yōu)秀的人才，并為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供動力。近年來，產(chǎn)業(yè)界在發(fā)生深刻的變革，人工智能、大數(shù)據(jù)在改變產(chǎn)業(yè)的生態(tài)，新工科、新業(yè)態(tài)似乎不是產(chǎn)生于高校，而是來自產(chǎn)業(yè)，所以教育需要與產(chǎn)業(yè)緊密結(jié)合，加強校企合作是最重要的一個環(huán)節(jié)。

（三）增強學(xué)生的批判性思維和非標(biāo)準(zhǔn)化解決問題能力

1.培養(yǎng)學(xué)生獨立思考能力。批判性思維是一個獨立思考的個體所具備的品質(zhì)。大學(xué)教育的目的不僅要傳授專業(yè)知識，還要培養(yǎng)學(xué)生獨立思考的能力，形成健全的人格。南華大學(xué)輻射防護與核安全專業(yè)培養(yǎng)方案中，明確提出了培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的要求，其中特別強調(diào)培養(yǎng)獨立思考能力。把這種能力要求整理成畢業(yè)要求的指標(biāo)點，在專業(yè)通識課程和核心課程中得到充分的體現(xiàn)。本科生在校期間發(fā)表科研論文的人數(shù)逐年增加，申請發(fā)明專利的學(xué)生也越來越多，在培養(yǎng)學(xué)生獨立思考能力方面取得了不錯的成績。

2.培養(yǎng)學(xué)生非標(biāo)準(zhǔn)化解決問題能力。建構(gòu)主義理論認為，學(xué)生對知識的學(xué)習(xí)不是簡單的傳遞，而是知識體系重新組織的過程。每個學(xué)生知識重構(gòu)的過程不盡相同，教師在上課時應(yīng)該鼓勵學(xué)生講出對一些知識難點的理解，讓學(xué)生從多個角度分析問題，學(xué)生之間互相學(xué)習(xí)，教師提供引導(dǎo)，最終實現(xiàn)對難點知識的全面理解。南華大學(xué)輻射防護與核安全專業(yè)，專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課中研討式教學(xué)的比例占到了50%。實驗課和實踐課都要求學(xué)生獨立完成課程報告，具體體現(xiàn)在報告題目和內(nèi)容中，應(yīng)該體現(xiàn)設(shè)計性實驗的性質(zhì)，這是對理論知識的一次運用，也是對學(xué)生工程思維和創(chuàng)新能力的測試。畢業(yè)設(shè)計選題階段，要求20%以上的題目來自企業(yè)生產(chǎn)和研發(fā)中的問題。通過強調(diào)學(xué)生非標(biāo)準(zhǔn)化解決問題能力的培養(yǎng)，使學(xué)生具備工程思維，能夠運用所學(xué)的知識解決復(fù)雜工程問題。

結(jié)語

核類專業(yè)是傳統(tǒng)的工科專業(yè)，在新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)的新工科背景下，十分有必要對傳統(tǒng)專業(yè)進行升級改造。南華大學(xué)輻射防護與核安全專業(yè)屬于南華大學(xué)傳統(tǒng)優(yōu)勢專業(yè)，也正在嘗試開展新工科的升級改造，并取得了一定的成績，確立了新工科背景下的人才培養(yǎng)目標(biāo)和修訂的培養(yǎng)方案。本文分析了當(dāng)前新工科建設(shè)存在的問題，提出了一些教育改革的舉措，并在輻射防護與核安全專業(yè)進行了嘗試推廣，希望對目前核類專業(yè)新工科升級改造具有一定的參考意義。