核技术专业实验教学的探讨与思考*

2011-11-17刘宏章邱盛芳

湖北科技学院学报 2011年12期

关键词：核工程核技术实验室

刘宏章，邱盛芳，曹慧

(1.咸宁学院核技术与化学生物学院，湖北咸宁 437100;2.湖南祁东金桥镇金沙学校，湖南祁东 421600)

核技术专业实验教学的探讨与思考*

刘宏章1，邱盛芳2，曹慧1

(1.咸宁学院核技术与化学生物学院，湖北咸宁 437100;2.湖南祁东金桥镇金沙学校，湖南祁东 421600)

为了实现核工程与核技术专业以实验教学建设为平台，提高实验教学水平和质量的目标，探讨核技术专业实验室建设思路及其组成模块，探索实验教学的新方法，从而提高核技术实验教学的水平和质量.

核技术;实验教学;科研;人才培养

0 引言

随着学校核工程与核技术本科专业开始招生，新办学科的增加，教学改革的层层深入，其他专业的实验室的体制不适合核技术专业实验教学体制模式.核技术专业下分两个专业方向，即核电工程方向和辐照化工方向.学校确立了开办核专业、打造核品牌、实现融入地方服务地方的战略目标;确定了以专业建设为依托、以实验教学建设为平台，积极培养合格的核技术专业人才.实验室建设将紧紧围绕学校人才培养目标，以“加强基础，重视应用，开拓思维，注重创新，培养能力，提高素质”为实验教学理念［1］，积极探讨核技术专业实验教学建设的思路和方法.

1 核技术实验室建设思路

1.1 实验室建设的必要性

建好核工程与核技术实验中心将有利于核电与非动力核技术产业所急需的高层次实用型人才的培养，为产业发展提供人才的支撑;将有利于非动力核技术产业所需要的新技术的研发，为产业发展提供源源不断的技术支持;将有利于咸宁学院学科专业建设与人才培养，为学校实现融入地方、服务地方的战略目标提供新的途径与保障.

发展核电与非动力核技术需要方方面面的人才，根据学校的实际，核专业下划分两个专业方向，我校在核电工程专业方向将培养从事核电厂控制与运行的现场操作、设备维护等工作的高级应用型人才;辐射化工专业方向将为核化工与民用非动力核技术应用行业培养高级应用型人才，包括辐射设备的运行、维护以及辐射产品的开发等方面人才.人才培养目标定位突出了实用性.核工程与核技术实验中心的建设将为学生开展相关实验提供良好的平台，有利于学生把所学的知识用于处理实际问题，从而培养学生的创新精神和实践动手能力，这也正是我校人才培养的主要目标.

1.2 实验室组成模块

核工程与核技术实验中心主要是用来满足核电工程与辐射化工两个专业方向教学与科研的需要，实验中心包括核探测与辐射防护实验室、核电子学实验室等，其构成结构图如图1所示:

图1 实验室构成结构图

(1)核电子学实验室包括精密脉冲产生器、超高频毫伏表、单道脉冲幅度分析器、符合反符合谱仪、NIM机箱等仪器，目的是让学生掌握核工程与核技术常用仪器的结构性能及指标的测量方法，让修学本课程的同学扎实掌握常用核电子仪器的工作原理，核电子技术基本实验技能，为在核测量中合理选择和熟练使用核电子仪器等打下坚实基础.

(2)核探测与辐射防护实验室包括辐射仪［2］、测氡仪、α谱仪、微机多道γ谱仪、热释光剂量仪等仪器，目的是让修学核物理、辐射探测、辐射剂量与防护等课程的同学扎实掌握原子核物理和辐射防护基本实验技能，同时利用该实验平台开展对咸宁核电站周边区域环境监测的实习实训.

(3)核电厂仿真实验室主要目的通过新建核电站虚拟现实实验室、核数据仿真实验中心、原理模拟机教学实验等实验室，完成核电方向专业课程的实验、课程设计、毕业论文以及教师的科学研究等工作，还可联合国内核电公司开展核电站操作人员的培训.

核技术实验中心的建设有利于核专业人才的培养，有利于学生参与到教师相关课题研究;同时能为现有师资培训与开展科学研究提供平台，提高核学科专业实验教学与科研水平.

2 核技术实验教学体系和模式

为了有利于核学科的交叉发展，利于培养综合型、复合型人才和提高仪器设备的利用率和核技术实验教学全面改革的需要［3］，提高实验教学的管理水平和教学质量，在学习我校其他专业实验教学经验和其他院校开办核技术实验教学经验的基础上，我校成立核工程与核技术专业实验室，购买一批核仪器设备，承担核工程与核技术专业的教学任务.

2.1 核技术实验的基本教学方法

根据实验教学的基本要求，在教学改革中作大量的探索和实践工作的基础上和实验课程体系的总体规划上，在理论课程学习的基础上，加强基础理论、基础概念、基础实验的强化训练，加强不同专业课程之间的联系，在学习核技术实验的理论知识的基础上，按照实验的基本知识、思想、方法、技术以及各种粒子的测量及不同测量方法的研究、学生能力的培养等各不同层次的要求来安排和组织实验教学，按照核技术实验的教学规律，形成从易到难、从简单到综合，编写新的实验教学大纲和实验教材，提高实验教学的水平.

首先，基本核仪器原理及结构、基本使用方法，主要为比较简单的基础性实验，实验目的主要是让学生学习和掌握一些简单核物理量的测量、基本仪器的调节和使用，使学生掌握基本的实验测量方法，即预习、基本操作过程、分析处理实验数据、实验报告等基本环节的训练，为学生培养良好的科学实验素质打下坚实的基础.在基本实验中，实验中心还安排了一个相对简单的、测量性的设计性实验，初步培养学生分析问题和解决问题的能力，让学生学会初步自己设计并完成的实验.例如:放射性衰变涨落的统计规律实验［4］，学生通过此实验学会放射性测量的基本统计规律，同时理解对所使用的辐射仪器的工作基本原理.理解实验目的、实验任务、仪器工作原理、仪器特点等基本步骤，理解放射性测量计数的基本特点，应用基于正态分布理论的格拉斯方法处理分析实验数据，理解放射性测量与一般物理量测量的区别.

其次，基本实验测量方法和专业基本原理的验证性测量，通过此实验，使学生掌握核探测实验的测量方法、主要核仪器设备的使用、常用核物理量的测量等，进一步提高学生的实验技能.例如:γ能谱仪的认识及使用方法实验，通过基本谱仪的认识及操作方法，并逐步增加实验的难度和所含的知识性，以培养学生学习的主动性和积极性，激发学生的主动学习知识的兴趣，提高学生主动寻找学习的能力，提高学生的动手实践能力.

第三，设计一部分综合性和设计性实验.设计性实验的目的是逐步通过综合性、设计性实验的训练，提高学生应用各种实验基本技术、基本实验方法和实验仪器的操作能力.综合设计性实验是在掌握基础性实验和掌握基础实验知识、能力之后，提出一些能够启发学生发散思维和提高学生自主学习的实验课题，让学生自主设计并完成的实验.例如:γ射线仪器谱测量及γ射线通过物质后的能谱变化实验［5］，使学生运用所学的实验知识、技能，综合考虑实验不同的方法、测量仪器的选择和采用合适的测量条件，让学生自主的设计实验步骤，并对实验结果提前设想，并通过自己设计的实验来验证结果的正确性，进一步培养学生的独立科学创新能力.

2.2 开放式实验教学方法

核技术专业下分两个专业方向，即核电工程方向和辐照化工方向，按照两个方向的人才培养方案，两个专业方向所开设的课程有所不同，因此可以在课程设置时，设置适当的选修课程及实验课程，满足不同专业方向、不同层次的学生，按照自己的能力和兴趣，来选择他们自己想做、自己设想的实验，充分发挥学生学习的自主权.

例如，建立开放式、创新实验室，可以让学生按照自己的学习需求，自主地选择合适的实验项目，也可以将实验项目安排在实验室外，按照自己的设想，自己根据所查阅知识，选择合适的实验项目，选择室外不同的环境，设置实验目的，通过自己自主选择实验项目，选择所需的实验设备，自己设计实验步骤，不断的尝试各种实验方法，逐步实现实验所设想的目的，给学生充分的自主权，培养学生的设计和动手能力.