基于科研賦能核工程專業(yè)人才創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)的探索與實踐

楊超　　于濤　　謝金森　　陳珍平　　伍海彪

［摘 要］培養(yǎng)創(chuàng)新意識強、實踐能力強、具備國際視野的高素質(zhì)綜合型“新工科”人才是新時代社會的需要，也是大學人才培養(yǎng)的重要任務。以南華大學核工程專業(yè)為對象，分析了科教融合的必要性與迫切性，構建了“成果轉化為教學內(nèi)容、項目轉化為實訓資源、平臺轉化為實踐載體”的“三轉合一”的課程科研賦能模式，實現(xiàn)科研教學相長，賦予學生自主創(chuàng)新和工程實踐能力。

［關鍵詞］教學；核工程；創(chuàng)新實踐能力

［中圖分類號］ G642.0 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 2095-3437（2023）16-0117-03

培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和實踐能力是時代授予高等學校的基本任務。創(chuàng)新能力是指大學生在產(chǎn)生新方法、新思想、創(chuàng)造新事物過程中所必備的各種技能、技巧的總和[1]。工程實踐能力是指能夠將所學的專業(yè)理論知識和工程實際相結合，并將所學知識應用到設計、建造、運行維護等工程實踐中，解決現(xiàn)實工程問題的能力[2]?？平倘诤鲜桥囵B(yǎng)高等學校學生創(chuàng)新實踐能力的必經(jīng)之路，科研的本質(zhì)是創(chuàng)造知識和解決工程實踐問題，教學則將科研創(chuàng)造的知識進行傳授與傳承，科研與教學的關系就像水是“源”與“流”的關系，教學只有把科研作為“源頭”，才能源遠流長。高質(zhì)量的教育需要高質(zhì)量的科學研究來保障，而高質(zhì)量的科學研究又要求通過高質(zhì)量的教學實現(xiàn)其價值?？平倘诤夏Ｊ较碌娜瞬排囵B(yǎng)，以科學研究與教學過程緊密結合為基礎，通過將科研項目與教學過程緊密結合，可以將其轉化為實際的實訓資源，并通過科研平臺來提供教學實踐機會，從而使學生能夠在課堂上更好地掌握科學研究的技能和方法，并培養(yǎng)他們的創(chuàng)新思維和實踐能力[3]。

一、科教融合在核工程人才培養(yǎng)教學中的必要性與迫切性

核類專業(yè)致力于探索核工程、核技術、核物理等領域的最新發(fā)展，并通過實踐應用來提升專業(yè)技能水平，為社會做出貢獻。核工程專業(yè)培養(yǎng)面向我國核工業(yè)、國防、環(huán)保、醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)，培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展的，具有良好的人文科學、自然科學和工程技術基礎知識的人才，使之成為具備在核能工程、核技術及應用、電離輻射防護技術、醫(yī)學物理等領域的科學研究、工程設計、運行管理、技術開發(fā)等工作所需的扎實的專業(yè)理論知識、專業(yè)技術知識和實踐能力的創(chuàng)新型高級工程技術人才。可見，核工程專業(yè)是一個工程實踐和技能應用專業(yè)背景很強的專業(yè)[4-5]。

行業(yè)需求：核工業(yè)要發(fā)展，人才是關鍵。目前我國正在大力發(fā)展核電，2021年《中國核能發(fā)展報告》藍皮書指出，2025年我國商用核電站的在運裝機容量將達到約7000萬千瓦；到2035年，我國核電站的發(fā)電量占比將到達10%[6]。核電規(guī)模的不斷擴大，急需一批基礎知識扎實、通識素養(yǎng)寬厚、實踐創(chuàng)新能力強的綜合型核工程人才[7]。

學校人才培養(yǎng)需求：南華大學核工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案明確指出，深化科教融合、產(chǎn)教協(xié)同，建立創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)體系，持續(xù)推進教育教學改革，創(chuàng)新教學設計、方法手段，促進科研與教學互動，及時把科研成果轉化為教學內(nèi)容，推進與科研院所、行業(yè)企業(yè)聯(lián)合人才培養(yǎng)。

個人發(fā)展：對南華大學核工程專業(yè)本科生的畢業(yè)去向進行統(tǒng)計分析，有 80%左右的學生進入了核領域，其中有30%左右的學生選擇了繼續(xù)深造。近三年，本科生進入“雙一流”高校、核行業(yè)知名科研院所開展研究工作的比例顯著提高，2020年考研升學率為26.16%，2021年考研升學率為29.78%，2022年考研升學率為38.48%。從學生的就業(yè)去向可以看出，針對本科生開展科研賦能教學模式，提高了學生的科研素養(yǎng)和創(chuàng)新意識，對學生今后的學習和工作產(chǎn)生重大影響。

二、科教融合，構建“三轉合一”的全方位科研賦能教學模式

構建 “成果轉化為教學內(nèi)容、項目轉化為實訓資源、平臺轉化為實踐載體”的“三轉合一”的 “科教貫穿、學術育人”模式（見圖1），將“科學研究的密度”轉變成 “教學創(chuàng)新的濃度”，賦予學生自主科研創(chuàng)新和工程實踐的能力。

（一）科研項目轉化為課程實訓資源

通過逐級進階科研訓練模式，組織學生參與科研項目，引導學生主動探索專業(yè)科學問題，激發(fā)學生勇于挑戰(zhàn)科學難題，實現(xiàn)能力突破（見圖2）。一是開放創(chuàng)新項目激興趣。實施“大一專業(yè)激發(fā)，大二學習觀察、大三參與跟進、大四學用結合”的模式，培養(yǎng)學生的專業(yè)素養(yǎng)。大一開設核類專業(yè)導論課程，讓學生了解核工程專業(yè)的發(fā)展歷程以及意義，激發(fā)學生的專業(yè)興趣。以“自愿加入，擇優(yōu)選拔”的原則組建科研興趣小組，鼓勵學生自主申請“核+X”創(chuàng)意大賽、大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)等開放創(chuàng)新項目，激發(fā)學生的發(fā)散思維和專業(yè)興趣，科研興趣小組形成了以大二學生為基礎，大三學生為主力，大四學生為引領的人才培養(yǎng)結構層次。二是科學研究項目強能力。吸納興趣小組的優(yōu)秀學生加入教師科研團隊，通過文獻調(diào)研、申請書撰寫、科學問題討論等方式，深度參與教師的科研項目，培育學生的自主創(chuàng)新能力。三是基地實踐項目解問題。派送學生前往核電站和中國原子能科學研究院、中國核動力設計研究院等科研基地，運用所學專業(yè)知識解決復雜的工程實際問題。

（二）科研成果轉化為課程教學內(nèi)容

以科研成果專著“進課程、進教材、進課堂”為引導，將學術成果落地第一課堂，實現(xiàn)專業(yè)知識迭代升級，提高課堂學術涵養(yǎng)，多向度開拓學生的思路和視野。一是科研資源進課程。面向新型核能裝置是對傳統(tǒng)核能技術領域的顛覆性創(chuàng)新，鼓勵教師將新型核能裝置的最新科研成果及時轉化為課程資源，更新課程內(nèi)容，完善課程結構體系，以優(yōu)質(zhì)的科研成果支撐高質(zhì)量課程體系建設。二是科研資源進教材。激勵和引導教師將新的科研成果編著成教學教材、實踐實驗，使科研成果進入教材、引入課堂，促進教育教學實踐，激發(fā)學生的創(chuàng)造思維和工程實踐能力。三是科研資源進課堂。整合數(shù)字化核電、人工智能、移動App等先進的智能化手段的科學研究成果進行輔助教學。依托科研平臺研發(fā)多款核工程類先進的智能化輔助教學工具，應用于反應堆物理分析課程、核電廠運行課程等核工程專業(yè)核心課程的教學。

（三）科研平臺轉化為課程實踐載體

一是整合科研資源，構建核工業(yè)人才培養(yǎng)共同體。依托國家特色專業(yè)、卓越工程師培養(yǎng)計劃，集聚整合國家級實驗教學示范中心——核工程實驗教學中心、國家級虛擬仿真實驗教學中心——核能與核技術工程虛擬仿真實驗教學中心等科研設施，建成培養(yǎng)創(chuàng)新型核工程人才的科研大平臺。二是平臺開放式管理，共享學術資源?？蒲衅脚_對本科生教育實施管理開放制，與本科教學實踐平臺形成優(yōu)勢互補，通過吸引優(yōu)秀的大學生加入科研團隊，激發(fā)大學生參加創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目、互聯(lián)網(wǎng)+、“核+X”創(chuàng)意大賽等科研活動，完善創(chuàng)新實踐教學體系。三是平臺開放時間多元化，滿足個性化需求。針對不同層次的科研項目，科研平臺實施不同的開放模式。對于開放創(chuàng)新實驗項目，學生可以自主申請并提交相應的實施方案，責任教師審批通過后制訂具體的實驗計劃；對于教師的國家級、省級重要科研項目，參與學生可以全天候靈活使用科研平臺。

三、核工程人才創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)改革的效果

一是構建了“成果轉化為教學內(nèi)容、項目轉化為實訓資源、平臺轉化為實踐載體”的“三轉合一”的課程科研賦能模式，賦予學生創(chuàng)新實踐能力。堅持科研賦能教學，將科研成果編入教材、融入課堂，實現(xiàn)科研教學相互促進；將科研項目轉化為課程實訓資源，將科研軟硬件平臺開放共享，強化逐級進階挑戰(zhàn)，鼓勵學生自主選題、自擬創(chuàng)新項目，經(jīng)歷完整的科研實踐訓練。

二是切實提高了學生的創(chuàng)新實踐能力，在“成果轉化為教學內(nèi)容、項目轉化為實訓資源、平臺轉化為實踐載體”的“三轉合一”的課程科研賦能模式人才培養(yǎng)模式指導下，堅持科研賦能教學模式，多種路徑把科研成果、項目、動向、方法、平臺、設備等全方位引入課程建設，服務教學實踐，實現(xiàn)“科學研究的密度”向“教學創(chuàng)新的濃度”的轉變。近三年，本科生主持大學生創(chuàng)新課題國家級16項、省級53項，在核科學與技術領域SCI/EI期刊發(fā)表論文49篇。本科生獲全國數(shù)學建模競賽、物理實驗競賽、“核+X”創(chuàng)意大賽等國家級榮譽79項（國家一等獎11項）、省級榮譽119項。近三年，本科生進入“雙一流”高校、核行業(yè)知名科研院所深造的比例顯著提高，考研升學率從26.16%提升到38.48%。

四、結語

文章以培養(yǎng)創(chuàng)新意識強、實踐能力強、具備國際視野的高素質(zhì)綜合型“新工科”人才是新時代社會需要為導向，結合南華大學核工程專業(yè)的特點，構建了“成果轉化為教學內(nèi)容、項目轉化為實訓資源、平臺轉化為實踐載體”的“三轉合一”的課程科研賦能模式，實現(xiàn)課堂知識迭代更新，提高課堂學術涵養(yǎng)，讓學生接觸科技前沿及應用前端，開闊學生的思路和視野。通過科研訓練延展第一課堂，在實戰(zhàn)中掌握應用知識的本領，培養(yǎng)創(chuàng)造知識的意識。實踐證明，課程科研賦能模式成效顯著，本科生在創(chuàng)新課題申報數(shù)量、高水平專業(yè)學術論文發(fā)表篇數(shù)、考研升學率等方面明顯提高。

［ 參 考 文 獻 ］

[1] 趙瑞芳，盛國軍，李彥.大學生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的調(diào)查與思考：以教學型院校大學生為例[J].職業(yè)圈，2007（7）：44-45.

[2] 瞿福存，周蓉.應用型大學工程實踐能力培養(yǎng)的探索與實踐[J].教育教學論壇，2018（28）：153-155.

[3] 蘇俊宏，徐均琪，吳慎將，等. 科研賦能教學模式下研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的探索與實踐[J].學位與研究生教育，2021（2）：36-39.

[4] 吳宏春，張斌，李云召，等.培養(yǎng)核工程人才實踐能力的虛擬仿真實驗探索[J].高等工程教育研究，2019（S1）：211-214.

[5] 劉永闊，謝春麗.高校核工程與核技術專業(yè)本科科教結合教學模式探究[J].黑龍江教育（高教研究與評估），2010（10）：84-85.

[6] 張廷克.核能：從研發(fā)原子彈到躋身核電大國[J].中國經(jīng)濟周刊，2021（12）：65-67.

[7] 秦昭曼，劉叢林. 淺談核工程類專業(yè)工程教育認證工作體系[C]//中國核學會.中國核科學技術進展報告（第五卷）：中國核學會2017年學術年會論文集第9冊.北京：中國原子能出版社，2017.

［責任編輯：黃緊德］