面向新工科建设的核工程专业实验教学改革的思考

李婷婷 郑贤利 王晓冬

【摘 要】 本文在分析新工科背景下核工程专业实验教学面临的挑战和存在问题的基础上，探讨了核工程专业实验课程体系的改革方向，主要是：增设实验项目，创新教学手段，细化考核办法。

【关键词】 新工科建设;核工程专业; 实验教学;挑战;问题;改革方向

高等教育的发展水平是衡量一个国家发展水平和发展潜力的重要依据，而工程专业教育在我国高等教育中占有突出地位。面对当前和未来国家发展重大战略需求和占领全球科技制高点，迫切需要一大批不仅能直接服务于国家经济建设满足当下工业发展要求，并且能够引领未来工业技术革命的卓越工科人才。因此，教育部从2017年以来积极推进新工科建设，发布了一系列开展新工科研究和实践的重要通知，为进一步提升中国的工程教育整体实力和国际竞争力而努力。新工科教育首先是要跳出传统工科教育思维的局限，用发展的、前进的、全局性的、战略性的思维开展工程教育改革，进而培养出一批又一批具备更强的实践能力、创新能力和国际竞争力的高素质复合型工程科技人才。[1]

核工程类专业培养的是具备从事核工程与核技术领域的研究、设计、制造、运行、应用和管理等工作所需的自然科学、法规标准、技术理论、工程基础和专业知识，进行过较系统的专业实验和实践训练，能够解决复杂核工程与核技术工程问题的科技人才。[2]南华大学核工程与核技术专业是国家首批综合改革试点专业、国防特色紧缺专业、国防科工局重点建设专业以及南华大学特色专业。学校核工程类专业齐全基本涵盖了核科学技术一级学科的主要专业。同时，学校开设的机械、电气、计算机等核电产业外围相关专业，基本覆盖了我国核工业上下游产业链多维度的人才需求，满足“新工科”在学科之间广泛交叉、深度融合对教学资源的要求。当前，我们处在核工业发展的最好时期，随着我国核电和核技术应用产业的迅速发展，各相关行业对核工程类专业人才的需求缺口巨大。学校将按照“新工科”建设要求，进一步发挥优势，整合资源，大力开展理论课程与实验教学的网络化和信息化建设。核工程专业实验课是该专业学生培养动手实践能力和创新能力的重要环节， 学生通过校内的专业实验课可以灵活掌握并运用其所学专业知识， 在专业实验室环境中开展实践与创新活动。2018年，南华大学经过核工程与核技术工程专业认证之后，核工程实验教学中心将根据认证专家给出的意见进一步规范实验教学环节，提高核工程与核技术专业人才培养质量和毕业生的竞争力。

一、核工程专业人才培养面临的挑战

随着国际工程教育认证的开展，对核工程专业人才培养质量要求不断提高。在人才培养过程中所面临的问题也逐一显露出来，主要体现在教学实践与社会实际需要存在着一些差异，毕业生无法满足经济社会不断发展对专业技术人才的需求。

1、培养方案设置

当前的核工程专业人才培养方案中工程专业实验教学环节不够重视，应当更加注重对工程实践能力和创新应用能力的培养。[3]目前的培养方案，理论教学与实验教学环节之间的承前启后关系衔接不夠合理，导致学生对专业知识的学习兴趣没有得到充分激发，实践能力和创新能力没有达到应有的水平，不利于学生今后的就业和发展。

2、师资队伍建设

以往实验课的授课教师是由实验中心的实验技术人员担任，实验课程往往无法保证同理论课程接轨。而专业教师大多科研能力较强，但在实验教学方面教学经验不足。目前根据学校的总体规划，实验课将逐步由专业老师来上课，这将是一个突破点，授课教师与实验技术人员一道可以推出更多适应社会需求和变化的探究性实验。

3、实验项目的规划和讲义的更新

目前核工程专业的许多实验项目常年未变，实验设备老旧，实验讲义跟不上变化。随着新工科教育理论的深入，为进一步提升学生的创新能力、实践能力，相关的实验教学项目和讲义也应进行有针对性的增减和修订，甚至应该根据需要开发新的综合性、设计性、探究性实验项目，重新编写切合实际的实验讲义。

二、核工程专业实验课程体系

根据专业培养目标，该专业学生的毕业要求中，除了要掌握一定的数学、自然科学、工程基础知识和核工程领域必备的专业知识之外，还必须能够运用这些知识解决核辐射测量和核信号处理、核技术应用以及反应堆工程问题，能对一些相关的复杂工程问题设计出解决方案。基于这个培养目标，核工程专业学生必须在整个大学四年期间完成一系列的从基础性到专业应用性实验的学习，大学一二年级阶段必修基础理工科实验如大学物理实验、计算机实验和电子电路实验，大学三年级修完专业基础实验如核辐射探测与核电子学实验，大学四年级阶段必须完成的专业应用实验包括核技术应用实验和辐射剂量与防护实验。专业必修的各种实验课训练学生学会正确采集、整理实验数据，对实验数据进行分析和解释，并通过演绎推理、归纳总结等方法得到合理的结论。此外，为了贴近生产生活实际，在原有的实验训练项目上，我们增加了水体或土壤中的总α、总β的测量、放射性核素分析、环境中氡浓度测量、土壤中钍含量分析、反应堆虚拟仿真、X荧光分析、环境辐射监测等实验项目在课程设计或毕业设计中开设。这一系列由浅到深、由泛到精、分层次教学、循序渐进的实验课程，充分激发了学生的学习兴趣和创新能动性。

三、专业基础性和应用性实验课程改革方向

第一，增设实验项目。随着工程教育改革的不断深化，越来越多的教师认识到原先低水平的、验证性的实验项目越来越不适应当前经济社会对于创新型、应用型人才的培养要求了。科技发展日新月异，实验项目也应有紧跟学科前沿的理念和行动，对照培养学生实践能力和创新能力的要求，一些老掉牙的不适应培养要求的实验项目必须逐步退出历史舞台，增设一批自主性、综合性、研究探索性较强的实验项目。在此基础上，还可以通过增设创新实验室为学生提供自主实践和科研的平台，创新实验室全天候开放，学生自主选题、独立完成或者在老师指导下完成科研实验。

第二，创新教学手段。实验教学要重点突出学生的主体地位，通过指导老师个别指点、面对面交流的方式，让学生在实验中自主操作、观察和思考，记录实验现象，主动发现问题分析问题解决问题，独立完成实验。与传统的实验教学不同之处在于，新的实验教学手段将跳过传统演示教学方式过于详细的过程讲解、学生模仿操作的囹圄，精讲精练、突出学生的主体地位，着重训练学生的理解能力、动手能力、观察能力、实验设计能力、分析解决问题的能力。另外，还可通过建立相应的实验网络课程的方式，增强学生的学习效率和效果。

第三，细化考核办法。目前实验考核方式没有一个统一的标准，许多实验课程都是以实验报告加预习情况来评定学生的成绩，但学生通过实验形成的各方面能力难以充分考察，而且容易滋长学生的惰性，实验过程中过于依赖实验同组人，而不去主动思考动手解决问题。核工程专业实验课程考核方式一直改革，其中核电子学实验考核方式效果明显。核电子学实验改变了传统实验考核以实验报告占70%，平时成绩占30%的做法，现如今的总成绩评定方法为单次实验项目成绩占70%，实验操作考试占30%。单次实验成绩的评定坚持多环节综合评价的原则，以满分为100分为参考，实验预习部分、实验过程部分、实验报告部分分别为30分、30分、40分。各部分评分更加细化，比如实验过程部分数据处理占20分、结果分析占10分、讨论及总结占10分。实验操作考试则是通过抽签方式进行，同組中每个同学所做的实验都是不一样的，要求学生独立完成。这样尽可能的做到了实验考核的公平公正。其他实验课程的考核方式也应有所创新，增加对学生真正实践创新能力的考察。

四、结束语

为适应我国社会发展的新时代、新阶段和新要求，推进本科教育高质量发展、培养科技创新人才的任务比以往任何时候都要紧迫。作为地方高校，要形成高水平协同创新型人才培养体系，培养具有较强专业应用能力和实践创新能力的复合型科技人才，就必须重视和优化实验教学工作。本文主要阐述了新工科背景下的核工程专业实验教学的面临的挑战和存在的突出问题，依据实验教学在实现核工程专业人才培养目标的重要性，对核工程专业的专业基础型实验和专业应用型实验改革方向提出了建议，以期能对核工程及相关专业实验教学改革的提供参考。

【参考文献】

[1] 温海洋.“新工科”背景下应用型本科高校实验教学探索[J].环渤海经济瞭望，2017（10）163.

[2] 赵越，程品晶，李宗伦，郑贤利.以培养创新型人才为目的的核类专业实验教学探索[J].中国电力教育，2014（29）69-70.

[3] 陈秀莲，刘军，覃雪，周荣.四川大学核工程与核技术实验室的建设与规划[J].实验科学与技术，2017.15（06）208-211.