《先進(jìn)核反應(yīng)堆》教材建設(shè)與應(yīng)用實(shí)踐

邊浩志 丁銘 郭澤華

摘要 在核科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域的人才培養(yǎng)過程中，先進(jìn)核動(dòng)力反應(yīng)堆的前沿發(fā)展是學(xué)科知識(shí)體系中不可或缺的一部分，然而國內(nèi)外開設(shè)核工程專業(yè)的高校卻鮮有關(guān)于先進(jìn)核反應(yīng)堆的教材。文章針對(duì)核能領(lǐng)域缺乏內(nèi)容新穎的反應(yīng)堆教材的問題，提出建設(shè)一本適用于研究生、本科生教學(xué)/核能行業(yè)培訓(xùn)的先進(jìn)核反應(yīng)堆教材的方案，并在課堂教學(xué)過程中實(shí)踐與完善。在教材建設(shè)和課程教學(xué)過程中，將中國智慧作為思政內(nèi)容的關(guān)鍵素材，融入教材建設(shè)與課堂教學(xué)中，為研究生課程建設(shè)提供理論及實(shí)踐依據(jù)。

關(guān)鍵詞 教材建設(shè)；研究生教育；先進(jìn)核能教材

中圖分類號(hào)：G424文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2023.18.022

2021年4月19日，習(xí)近平總書記在清華大學(xué)考察時(shí)作出了“把發(fā)展科技第一生產(chǎn)力、培養(yǎng)人才第一資源、增強(qiáng)創(chuàng)新第一動(dòng)力更好結(jié)合起來”[1]的重要指示，為新時(shí)代核能領(lǐng)域的發(fā)展提供科學(xué)指南。面對(duì)百年未有之大變局，黨的二十大報(bào)告指出，要深入推進(jìn)能源革命，積極安全有序發(fā)展核電，加強(qiáng)能源產(chǎn)供儲(chǔ)銷體系建設(shè)，確保能源安全[2]。歷經(jīng)數(shù)十年的發(fā)展，國內(nèi)先進(jìn)核反應(yīng)堆通過不斷革新已實(shí)現(xiàn)了“安全性”“高效性”和“經(jīng)濟(jì)性”的高度統(tǒng)一，在“深空”“深?！薄皹O地”等國家戰(zhàn)略計(jì)劃、“碳達(dá)峰”“碳中和”等相關(guān)國家戰(zhàn)略部署以及船舶核動(dòng)力裝置應(yīng)用中皆發(fā)揮著巨大作用。隨著核工業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大和核能技術(shù)的成熟，核能企事業(yè)單位對(duì)專業(yè)人才的數(shù)量和質(zhì)量提出了更高的要求。高校作為為各核能行業(yè)輸送人才的主陣地，為了適應(yīng)時(shí)代發(fā)展，逐步調(diào)整核能專業(yè)人才培養(yǎng)模式，相應(yīng)的教材也需要進(jìn)一步優(yōu)化，《先進(jìn)核反應(yīng)堆》教材便應(yīng)運(yùn)而生。

1《先進(jìn)核反應(yīng)堆》教材建設(shè)的意義

教材作為教育的主要載體，是為黨育人為國育才的重要依托，教材建設(shè)事關(guān)國家教育事業(yè)前途命運(yùn)，不容忽視。先進(jìn)核反應(yīng)堆作為核科學(xué)與技術(shù)專業(yè)研究生的一門核心理論課程，其教材建設(shè)對(duì)于未來核能領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員知識(shí)素養(yǎng)的提升具有重要價(jià)值。早期隨著核能學(xué)科課程的設(shè)立，國內(nèi)多所高校出版并應(yīng)用了先進(jìn)核反應(yīng)堆教材。但隨著核能技術(shù)的快速發(fā)展，核反應(yīng)堆的迭代更新，原有教材已然不適用于當(dāng)下教學(xué)。教材內(nèi)容的滯后和新型教材的缺位，既不利于科研進(jìn)展，又不利于團(tuán)隊(duì)建設(shè)，進(jìn)而阻礙實(shí)踐教學(xué)的進(jìn)步。因此，建設(shè)符合現(xiàn)階段核科學(xué)與技術(shù)學(xué)科教育教學(xué)需要的教材對(duì)我國核能領(lǐng)域發(fā)展和人才培養(yǎng)具有重要意義：

1.1對(duì)標(biāo)國家需求，實(shí)現(xiàn)科教興國

教材建設(shè)集中反映了國家發(fā)展的重大需求，關(guān)乎國家前途命運(yùn)。2021年11月，國家能源局、科學(xué)技術(shù)部聯(lián)合發(fā)布了《“十四五”能源領(lǐng)域科技創(chuàng)新規(guī)劃》，強(qiáng)調(diào)“加速能源科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)”。這種專業(yè)技術(shù)人才培養(yǎng)戰(zhàn)略工程往往由高校承擔(dān)，其所培養(yǎng)的人才質(zhì)量和規(guī)格、培養(yǎng)方向和目標(biāo)、培養(yǎng)方式和服務(wù)對(duì)象在相當(dāng)程度上是由教材決定的。因此，本教材遵循上述原則，依據(jù)國家戰(zhàn)略需求，聚焦學(xué)科領(lǐng)域發(fā)展現(xiàn)狀，精選學(xué)科領(lǐng)域前沿成果建設(shè)教材，在相對(duì)廣闊的范圍內(nèi)服務(wù)廣大群眾，有益于全民族學(xué)科知識(shí)水平的提升。

1.2聚焦立教之本，提升師資質(zhì)量

核能領(lǐng)域具備高水平、高素質(zhì)的教師隊(duì)伍有益于滿足核能產(chǎn)業(yè)和國家科技的需要。而先進(jìn)核反應(yīng)堆教材建設(shè)有助于提升核能專業(yè)教師的教學(xué)水平和教學(xué)完整度。其一，教材作為教師備課和教學(xué)的首要參考資源，為教師提供了規(guī)范化的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法，有益于提升教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量。其二，教材建設(shè)促使教師之間相互交流合作，逐步形成教師團(tuán)隊(duì)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)整體教學(xué)水平的提升。

1.3圍繞教學(xué)主體，啟智青年英才

教材本質(zhì)上是用以培養(yǎng)人才，回應(yīng)國家和時(shí)代人才需求，解決好培養(yǎng)什么人、為誰培養(yǎng)人、怎樣培養(yǎng)人這一根本問題。先進(jìn)核反應(yīng)堆課程教材的更新，不僅為學(xué)生提供了與時(shí)俱進(jìn)的科學(xué)知識(shí)體系，還為學(xué)生在學(xué)習(xí)思考過程中提供了基本遵循，當(dāng)他們走出校園走向核工業(yè)的時(shí)候，其理論素養(yǎng)將逐步轉(zhuǎn)化為實(shí)踐效能，進(jìn)而為推動(dòng)先進(jìn)核反應(yīng)堆不斷升級(jí)提供智力支持。

2現(xiàn)階段《先進(jìn)核反應(yīng)堆》教材建設(shè)中存在的問題

傳統(tǒng)教材內(nèi)容陳舊，創(chuàng)新性不足。目前，國內(nèi)外高校鮮有關(guān)于先進(jìn)核反應(yīng)堆的教材。國內(nèi)檢索相關(guān)教材僅有2001年出版的《先進(jìn)核動(dòng)力反應(yīng)堆》。但經(jīng)歷了二十年的發(fā)展，國內(nèi)外的先進(jìn)核能系統(tǒng)有了日新月異的變化，01版教材已然滯后。如我國在先進(jìn)核能系統(tǒng)研發(fā)中實(shí)現(xiàn)了一系列的技術(shù)突破，如：在先進(jìn)壓水堆方面建成了自主第三代先進(jìn)核電機(jī)組“華龍一號(hào)”。在國外的數(shù)據(jù)庫中，未檢索到專門針對(duì)先進(jìn)反應(yīng)堆的教材，主要是基于一些網(wǎng)站、報(bào)告中的先進(jìn)核反應(yīng)堆資料整理成講義和PPT進(jìn)行課堂授課。近些年國內(nèi)外先進(jìn)核反應(yīng)堆技術(shù)的發(fā)展內(nèi)容往往在一系列的報(bào)告和專著中體現(xiàn)，如《中國自主先進(jìn)壓水堆技術(shù)“華龍一號(hào)”》《核能未來與Z箍縮驅(qū)動(dòng)聚變裂變混合堆》等，這些對(duì)于專門從事相關(guān)堆型研究的科研從業(yè)者來說是很好的參考資料。但對(duì)于一門課程而言，不應(yīng)該是對(duì)單個(gè)堆型的深入探索，而應(yīng)該是以掌握先進(jìn)核反應(yīng)堆的體系、技術(shù)路線和關(guān)鍵特色為目標(biāo)。這對(duì)先進(jìn)核反應(yīng)堆教材的建設(shè)提出了新的需求。

課程思政是研究生教育的應(yīng)有之義。先進(jìn)核反應(yīng)堆教材建設(shè)是核能與時(shí)俱進(jìn)的時(shí)代要求。目前部分高校指出，教材滯后阻礙核能行業(yè)前進(jìn)，特別是現(xiàn)有參考教材觀點(diǎn)陳舊，易誤導(dǎo)讀者，造成我國核能發(fā)展緩慢的假象。事實(shí)上，近十年我國先進(jìn)核反應(yīng)堆技術(shù)取得巨大進(jìn)展，為世界核能發(fā)展貢獻(xiàn)了“中國智慧”，如“華龍一號(hào)”，各科研院所在空間堆、熔鹽堆、超臨界水堆等先進(jìn)堆型上做出的前沿探索，這些內(nèi)容為核科學(xué)專業(yè)教材建設(shè)提供了不可或缺的思政元素。

3《先進(jìn)核反應(yīng)堆》教材建設(shè)舉措

針對(duì)現(xiàn)階段存在的問題，教學(xué)團(tuán)隊(duì)對(duì)教材建設(shè)提出以下幾點(diǎn)舉措和要求：

①彌補(bǔ)現(xiàn)有教材主要關(guān)注早期三代堆、內(nèi)容陳舊的不足，充分引入四代堆、裂變―聚變堆、空間堆、超臨界二氧化碳反應(yīng)堆以及其他新型概念堆，建設(shè)成目前題材最為新穎、內(nèi)容最為全面的先進(jìn)核反應(yīng)堆教材。避免“多而淺”的簡單羅列模式，詳細(xì)闡述反應(yīng)堆本體和相關(guān)安全系統(tǒng)的組成與運(yùn)行原理，使課堂教學(xué)與人才培養(yǎng)符合核能行業(yè)發(fā)展與需求。

②扭轉(zhuǎn)早期教材聚焦歐美堆型的局面，在新教材建設(shè)中充分體現(xiàn)我國先進(jìn)核反應(yīng)堆的研究成果。將先進(jìn)核動(dòng)力反應(yīng)堆的“中國智慧”與思政元素相結(jié)合，提升課程育人成效。

③突破純理論介紹的局限性，做到理論聯(lián)系核工程實(shí)際?；谧髡咴巴爸袊鴮?shí)驗(yàn)快堆”“福清核電站”“遼寧紅沿河核電站”等多個(gè)核電機(jī)組參觀學(xué)習(xí)的經(jīng)歷，在教材建設(shè)和課堂教學(xué)中引入實(shí)際工程內(nèi)容，注意對(duì)比區(qū)分各類先進(jìn)堆的區(qū)別，并注重提高學(xué)生的工科思維和科研自信。

4《先進(jìn)核反應(yīng)堆》課程建設(shè)與教材應(yīng)用實(shí)踐成效

研究生教育步入中國式現(xiàn)代化建設(shè)的“新時(shí)代”，是黨和國家實(shí)現(xiàn)第二個(gè)百年奮斗目標(biāo)的動(dòng)力基礎(chǔ)，是中華民族實(shí)現(xiàn)偉大復(fù)興的根基，是中國式現(xiàn)代化建設(shè)的重要引擎。研究生教育在全球大變局的時(shí)代大背景下變得更為重要，課程建設(shè)要應(yīng)對(duì)新挑戰(zhàn)，抓住新機(jī)遇，緊跟新步伐[3]。因此，先進(jìn)核反應(yīng)堆的相關(guān)課程建設(shè)更應(yīng)做好教材建設(shè)，優(yōu)化教育模式，進(jìn)行高等教育教學(xué)流程的改革與升級(jí)，推動(dòng)高等教育的高質(zhì)量發(fā)展[4]。

在歷時(shí)近兩年的《先進(jìn)核反應(yīng)堆》教材課堂實(shí)踐中，課題組不斷總結(jié)問題、汲取經(jīng)驗(yàn)，并結(jié)合研究生課程評(píng)價(jià)，對(duì)課程改革舉措、經(jīng)驗(yàn)和成效做出以下幾點(diǎn)總結(jié)：

①課程建設(shè)應(yīng)遵循教育學(xué)基本原理，改進(jìn)被動(dòng)型學(xué)習(xí)方式，在教育教學(xué)過程以學(xué)生為主體。使用新教材后，在教學(xué)設(shè)計(jì)中，教師需要注重激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與課堂學(xué)習(xí)，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。同時(shí)，也要體現(xiàn)教師的引導(dǎo)作用，充分發(fā)揮教學(xué)技巧和教學(xué)策略的作用，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。使用新教材后，教師需要熟悉新教材的特點(diǎn)和使用方法，掌握新的教學(xué)技巧和策略，以更好地引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)。

②課程內(nèi)容是教育教學(xué)的核心要素之一。以學(xué)科前沿成果作為課程內(nèi)容是《先進(jìn)核反應(yīng)堆》教材建設(shè)的核心工作，在實(shí)踐過程中，教學(xué)團(tuán)隊(duì)在教學(xué)PPT中添加了部分實(shí)地考察內(nèi)容以及先進(jìn)堆相關(guān)內(nèi)容的介紹視頻，保證了課程內(nèi)容的前沿性。教師在教學(xué)過程中可以發(fā)現(xiàn)，在前沿內(nèi)容的講授過程中，學(xué)生的積極性和注意力得到了有效提高。

③課程考核構(gòu)建方式多元化，有效激勵(lì)學(xué)生的創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力。教學(xué)團(tuán)隊(duì)摒棄原有考核方式，注重與學(xué)生的互動(dòng)，使用課上問答、分組研討以及課后調(diào)研等方式深化教學(xué)內(nèi)容，根據(jù)課堂問答、研討、報(bào)告情況等對(duì)學(xué)生課程學(xué)習(xí)情況進(jìn)行評(píng)價(jià)，提高了學(xué)生在教育教學(xué)中的參與度，學(xué)習(xí)深度較往年有了明顯提升。

5課程思政育人效果

核能學(xué)科不像文科教學(xué)，德育內(nèi)容能以極其明顯的文字形式展現(xiàn)于教材中，核能的工科特性，往往使我們過多地關(guān)注其嚴(yán)密的知識(shí)體系，忽略其中的德育內(nèi)容。事實(shí)上，核能學(xué)科教材的字里行間都流露著豐富的德育內(nèi)容。

步入新時(shí)代，西方各國先進(jìn)核反應(yīng)堆領(lǐng)域技術(shù)的突飛猛進(jìn)和國家對(duì)新能源技術(shù)的迫切需求促使先進(jìn)核反應(yīng)堆課程教材建設(shè)必須注重“以人民為中心”“強(qiáng)國有我”“奉獻(xiàn)祖國”等價(jià)值理念的弘揚(yáng)。其課程思政效果體現(xiàn)在以下兩點(diǎn)：

其一，先進(jìn)核反應(yīng)堆教材按照國家戰(zhàn)略需求建設(shè)，整體安排體現(xiàn)國家意志，具有鮮明的意識(shí)形態(tài)屬性。先進(jìn)核反應(yīng)堆教材在貫徹落實(shí)黨的二十大報(bào)告關(guān)于“加快建設(shè)高質(zhì)量教育體系”“加強(qiáng)教材建設(shè)與管理”的重要指示下，因時(shí)而進(jìn)因事而新，充分反映我國先進(jìn)核反應(yīng)堆的重大實(shí)踐成果和理論創(chuàng)新，竭力做到教材建設(shè)與國家事業(yè)同頻共振，同步推進(jìn)，力求能成為代表國家核能形象的精品名片。

其二，教材內(nèi)容將學(xué)術(shù)前沿與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展緊密結(jié)合，彰顯工業(yè)強(qiáng)國的民族追求。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，核能在世界能源結(jié)構(gòu)中已占有重要地位，在一系列國家重大戰(zhàn)略計(jì)劃和國防工業(yè)體系建設(shè)中，先進(jìn)核反應(yīng)堆承擔(dān)著中堅(jiān)力量。教材通過引入空間反應(yīng)堆、一體化反應(yīng)堆等前瞻堆型，使讀者全面了解先進(jìn)核能系統(tǒng)在“深空”和“深海”領(lǐng)域中的廣闊應(yīng)用前景，并領(lǐng)會(huì)我國近幾年提出海洋核動(dòng)力和空間核動(dòng)力計(jì)劃的戰(zhàn)略意義，進(jìn)而有助于讀者樹立自主創(chuàng)新意識(shí)，激勵(lì)學(xué)生為我國走向核能強(qiáng)國奉獻(xiàn)自己的力量。

6結(jié)語

通過本教材建設(shè)和教學(xué)應(yīng)用實(shí)踐研究，教學(xué)團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，新教材的應(yīng)用不僅提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和參與度、學(xué)習(xí)效果及技能水平，還培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)自信心和興趣。綜上所述，新教材的使用優(yōu)化了課堂氛圍，使教學(xué)效果顯著提高。在教學(xué)過程中教師還需注重學(xué)生主體性、教師主導(dǎo)作用、課堂氛圍、教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容等方面的優(yōu)化和調(diào)整。我們相信，通過不斷的改進(jìn)和優(yōu)化，新教材的使用一定能夠更好地促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展和人才培養(yǎng)。

*通訊作者：丁銘

基金項(xiàng)目：2021年哈爾濱工程大學(xué)項(xiàng)目“先進(jìn)核反應(yīng)堆教材建設(shè)與應(yīng)用實(shí)踐”（JG2021Y101）；2022年黑龍江省教育廳頒布項(xiàng)目“新工科下基于‘創(chuàng)新賽事+前沿類課程的教學(xué)模式創(chuàng)新與實(shí)踐”（SJGY20220114）。

參考文獻(xiàn)

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