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(yè)實驗教學(xué)面臨的挑戰(zhàn)和存在問題的基礎(chǔ)上，探討了核工程專業(yè)實驗課程體系的改革方向，主要是：增設(shè)實驗項目，創(chuàng)新教學(xué)手段，細(xì)化考核辦法。

【關(guān)鍵詞】 新工科建設(shè);核工程專業(yè); 實驗教學(xué);挑戰(zhàn);問題;改革方向

高等教育的發(fā)展水平是衡量一個國家發(fā)展水平和發(fā)展?jié)摿Φ闹匾罁?jù)，而工程專業(yè)教育在我國高等教育中占有突出地位。面對當(dāng)前和未來國家發(fā)展重大戰(zhàn)略需求和占領(lǐng)全球科技制高點，迫切需要一大批不僅能直接服務(wù)于國家經(jīng)濟建設(shè)滿足當(dāng)下工業(yè)發(fā)展要求，并且能夠引領(lǐng)未來工業(yè)技術(shù)革命的卓越工科人才。因此，教育部從2017年以來積極推進(jìn)新工科建設(shè)，發(fā)布了一系列開展新工科研究和實踐的重要通知，為進(jìn)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(tǒng)工科教育思維的局限，用發(fā)展的、前進(jìn)的、全局性的、戰(zhàn)略性的思維開展工程教育改革，進(jìn)而培養(yǎng)出一批又一批具備更強的實踐能力、創(chuàng)新能力和國際競爭力的高素質(zhì)復(fù)合型工程科技人才。[1]

核工程類專業(yè)培養(yǎng)的是具備從事核工程與核技術(shù)領(lǐng)域的研究、設(shè)計、制造、運行、應(yīng)用和管理等工作所需的自然科學(xué)、法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)理論、工程基礎(chǔ)和專業(yè)知識，進(jìn)行過較系統(tǒng)的專業(yè)實驗和實踐訓(xùn)練，能夠解決復(fù)雜核工程與核技術(shù)工程問題的科技人才。[2]南華大學(xué)核工程與核技術(shù)專業(yè)是國家首批綜合改革試點專業(yè)、國防特色緊缺專業(yè)、國防科工局重點建設(shè)專業(yè)以及南華大學(xué)特色專業(yè)。學(xué)校核工程類專業(yè)齊全基本涵蓋了核科學(xué)技術(shù)一級學(xué)科的主要專業(yè)。同時，學(xué)校開設(shè)的機械、電氣、計算機等核電產(chǎn)業(yè)外圍相關(guān)專業(yè)，基本覆蓋了我國核工業(yè)上下游產(chǎn)業(yè)鏈多維度的人才需求，滿足“新工科”在學(xué)科之間廣泛交叉、深度融合對教學(xué)資源的要求。當(dāng)前，我們處在核工業(yè)發(fā)展的最好時期，隨著我國核電和核技術(shù)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，各相關(guān)行業(yè)對核工程類專業(yè)人才的需求缺口巨大。學(xué)校將按照“新工科”建設(shè)要求，進(jìn)一步發(fā)揮優(yōu)勢，整合資源，大力開展理論課程與實驗教學(xué)的網(wǎng)絡(luò)化和信息化建設(shè)。核工程專業(yè)實驗課是該專業(yè)學(xué)生培養(yǎng)動手實踐能力和創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié)， 學(xué)生通過校內(nèi)的專業(yè)實驗課可以靈活掌握并運用其所學(xué)專業(yè)知識， 在專業(yè)實驗室環(huán)境中開展實踐與創(chuàng)新活動。2018年，南華大學(xué)經(jīng)過核工程與核技術(shù)工程專業(yè)認(rèn)證之后，核工程實驗教學(xué)中心將根據(jù)認(rèn)證專家給出的意見進(jìn)一步規(guī)范實驗教學(xué)環(huán)節(jié)，提高核工程與核技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量和畢業(yè)生的競爭力。

一、核工程專業(yè)人才培養(yǎng)面臨的挑戰(zhàn)

隨著國際工程教育認(rèn)證的開展，對核工程專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量要求不斷提高。在人才培養(yǎng)過程中所面臨的問題也逐一顯露出來，主要體現(xiàn)在教學(xué)實踐與社會實際需要存在著一些差異，畢業(yè)生無法滿足經(jīng)濟社會不斷發(fā)展對專業(yè)技術(shù)人才的需求。

1、培養(yǎng)方案設(shè)置

當(dāng)前的核工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案中工程專業(yè)實驗教學(xué)環(huán)節(jié)不夠重視，應(yīng)當(dāng)更加注重對工程實踐能力和創(chuàng)新應(yīng)用能力的培養(yǎng)。[3]目前的培養(yǎng)方案，理論教學(xué)與實驗教學(xué)環(huán)節(jié)之間的承前啟后關(guān)系銜接不夠合理，導(dǎo)致學(xué)生對專業(yè)知識的學(xué)習(xí)興趣沒有得到充分激發(fā)，實踐能力和創(chuàng)新能力沒有達(dá)到應(yīng)有的水平，不利于學(xué)生今后的就業(yè)和發(fā)展。

2、師資隊伍建設(shè)

以往實驗課的授課教師是由實驗中心的實驗技術(shù)人員擔(dān)任，實驗課程往往無法保證同理論課程接軌。而專業(yè)教師大多科研能力較強，但在實驗教學(xué)方面教學(xué)經(jīng)驗不足。目前根據(jù)學(xué)校的總體規(guī)劃，實驗課將逐步由專業(yè)老師來上課，這將是一個突破點，授課教師與實驗技術(shù)人員一道可以推出更多適應(yīng)社會需求和變化的探究性實驗。

3、實驗項目的規(guī)劃和講義的更新

目前核工程專業(yè)的許多實驗項目常年未變，實驗設(shè)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(jìn)一步提升學(xué)生的創(chuàng)新能力、實踐能力，相關(guān)的實驗教學(xué)項目和講義也應(yīng)進(jìn)行有針對性的增減和修訂，甚至應(yīng)該根據(jù)需要開發(fā)新的綜合性、設(shè)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(yè)實驗課程體系

根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，該專業(yè)學(xué)生的畢業(yè)要求中，除了要掌握一定的數(shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程基礎(chǔ)知識和核工程領(lǐng)域必備的專業(yè)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(shù)應(yīng)用以及反應(yīng)堆工程問題，能對一些相關(guān)的復(fù)雜工程問題設(shè)計出解決方案?；谶@個培養(yǎng)目標(biāo)，核工程專業(yè)學(xué)生必須在整個大學(xué)四年期間完成一系列的從基礎(chǔ)性到專業(yè)應(yīng)用性實驗的學(xué)習(xí)，大學(xué)一二年級階段必修基礎(chǔ)理工科實驗如大學(xué)物理實驗、計算機實驗和電子電路實驗，大學(xué)三年級修完專業(yè)基礎(chǔ)實驗如核輻射探測與核電子學(xué)實驗，大學(xué)四年級階段必須完成的專業(yè)應(yīng)用實驗包括核技術(shù)應(yīng)用實驗和輻射劑量與防護(hù)實驗。專業(yè)必修的各種實驗課訓(xùn)練學(xué)生學(xué)會正確采集、整理實驗數(shù)據(jù)，對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和解釋，并通過演繹推理、歸納總結(jié)等方法得到合理的結(jié)論。此外，為了貼近生產(chǎn)生活實際，在原有的實驗訓(xùn)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(huán)境中氡濃度測量、土壤中釷含量分析、反應(yīng)堆虛擬仿真、X熒光分析、環(huán)境輻射監(jiān)測等實驗項目在課程設(shè)計或畢業(yè)設(shè)計中開設(shè)。這一系列由淺到深、由泛到精、分層次教學(xué)、循序漸進(jìn)的實驗課程，充分激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新能動性。

三、專業(yè)基礎(chǔ)性和應(yīng)用性實驗課程改革方向

第一，增設(shè)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(rèn)識到原先低水平的、驗證性的實驗項目越來越不適應(yīng)當(dāng)前經(jīng)濟社會對于創(chuàng)新型、應(yīng)用型人才的培養(yǎng)要求了?？萍及l(fā)展日新月異，實驗項目也應(yīng)有緊跟學(xué)科前沿的理念和行動，對照培養(yǎng)學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新能力的要求，一些老掉牙的不適應(yīng)培養(yǎng)要求的實驗項目必須逐步退出歷史舞臺，增設(shè)一批自主性、綜合性、研究探索性較強的實驗項目。在此基礎(chǔ)上，還可以通過增設(shè)創(chuàng)新實驗室為學(xué)生提供自主實踐和科研的平臺，創(chuàng)新實驗室全天候開放，學(xué)生自主選題、獨立完成或者在老師指導(dǎo)下完成科研實驗。

第二，創(chuàng)新教學(xué)手段。實驗教學(xué)要重點突出學(xué)生的主體地位，通過指導(dǎo)老師個別指點、面對面交流的方式，讓學(xué)生在實驗中自主操作、觀察和思考，記錄實驗現(xiàn)象，主動發(fā)現(xiàn)問題分析問題解決問題，獨立完成實驗。與傳統(tǒng)的實驗教學(xué)不同之處在于，新的實驗教學(xué)手段將跳過傳統(tǒng)演示教學(xué)方式過于詳細(xì)的過程講解、學(xué)生模仿操作的囹圄，精講精練、突出學(xué)生的主體地位，著重訓(xùn)練學(xué)生的理解能力、動手能力、觀察能力、實驗設(shè)計能力、分析解決問題的能力。另外，還可通過建立相應(yīng)的實驗網(wǎng)絡(luò)課程的方式，增強學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和效果。

第三，細(xì)化考核辦法。目前實驗考核方式?jīng)]有一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，許多實驗課程都是以實驗報告加預(yù)習(xí)情況來評定學(xué)生的成績，但學(xué)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(xué)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(yè)實驗課程考核方式一直改革，其中核電子學(xué)實驗考核方式效果明顯。核電子學(xué)實驗改變了傳統(tǒng)實驗考核以實驗報告占70%，平時成績占30%的做法，現(xiàn)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(huán)節(jié)綜合評價的原則，以滿分為100分為參考，實驗預(yù)習(xí)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(xì)化，比如實驗過程部分?jǐn)?shù)據(jù)處理占20分、結(jié)果分析占10分、討論及總結(jié)占10分。實驗操作考試則是通過抽簽方式進(jìn)行，同組中每個同學(xué)所做的實驗都是不一樣的，要求學(xué)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(yīng)有所創(chuàng)新，增加對學(xué)生真正實踐創(chuàng)新能力的考察。

四、結(jié)束語

為適應(yīng)我國社會發(fā)展的新時代、新階段和新要求，推進(jìn)本科教育高質(zhì)量發(fā)展、培養(yǎng)科技創(chuàng)新人才的任務(wù)比以往任何時候都要緊迫。作為地方高校，要形成高水平協(xié)同創(chuàng)新型人才培養(yǎng)體系，培養(yǎng)具有較強專業(yè)應(yīng)用能力和實踐創(chuàng)新能力的復(fù)合型科技人才，就必須重視和優(yōu)化實驗教學(xué)工作。本文主要闡述了新工科背景下的核工程專業(yè)實驗教學(xué)的面臨的挑戰(zhàn)和存在的突出問題，依據(jù)實驗教學(xué)在實現(xiàn)核工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)的重要性，對核工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)型實驗和專業(yè)應(yīng)用型實驗改革方向提出了建議，以期能對核工程及相關(guān)專業(yè)實驗教學(xué)改革的提供參考。

【參考文獻(xiàn)】

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[2] 趙越，程品晶，李宗倫，鄭賢利.以培養(yǎng)創(chuàng)新型人才為目的的核類專業(yè)實驗教學(xué)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(xué)核工程與核技術(shù)實驗室的建設(shè)與規(guī)劃[J].實驗科學(xué)與技術(shù)，2017.15（06）208-211.