輻射防護(hù)與核安全專業(yè)教學(xué)改革

邵大冬，葛士建

（南京理工大學(xué)環(huán)境與生物工程學(xué)院，江蘇南京 210094）

隨著我國(guó)對(duì)完善能源供應(yīng)和調(diào)整能源結(jié)構(gòu)的迫切需求，大力發(fā)展核電已成為國(guó)家戰(zhàn)略抉擇，也是我國(guó)實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要措施。依據(jù)國(guó)家《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃（2016—2030年）》等綱領(lǐng)性文件，我國(guó)核電已由過(guò)去的“適度發(fā)展核電”開(kāi)始進(jìn)入“加快推進(jìn)核電發(fā)展”的新時(shí)期。隨著我國(guó)綜合國(guó)力的有效提升，近年來(lái)我國(guó)的核技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域近年也得到了飛速發(fā)展，并于2021年突破萬(wàn)億元大關(guān)。同時(shí)，國(guó)家《醫(yī)用同位素中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃（2021—2035年）》的發(fā)布也意味著我國(guó)核醫(yī)學(xué)的發(fā)展也將進(jìn)入快車道。

1 核專業(yè)人才需求狀況分析

國(guó)家需求永遠(yuǎn)是人才培養(yǎng)的指揮棒。核專業(yè)人才培養(yǎng)，特別是科班規(guī)模化培養(yǎng)是國(guó)家國(guó)防安全和核工業(yè)健康發(fā)展的基本保障。我國(guó)的核專業(yè)人才培養(yǎng)始于20世紀(jì)50年代。為適應(yīng)我國(guó)核武器事業(yè)和核科技工業(yè)發(fā)展的需要，“兩彈一星”元?jiǎng)字旃鈦喗淌谑苊飨鹊奈?，在高等教育部和兄弟院校的大力支持下，在北京大學(xué)和蘭州大學(xué)籌建原子核物理和放射化學(xué)專業(yè)，并于1958年正式開(kāi)始招收、培養(yǎng)原子核物理和放射化學(xué)專業(yè)本科生。這標(biāo)志著我國(guó)核專業(yè)人才培養(yǎng)從“師帶徒”模式正式進(jìn)入科班規(guī)?；囵B(yǎng)階段。由于核科學(xué)技術(shù)的高門檻，我國(guó)核專業(yè)人才培養(yǎng)長(zhǎng)期滿足不了國(guó)家需求和核工業(yè)發(fā)展的需求，也存在著一定的人才中途轉(zhuǎn)行問(wèn)題[1]。

我國(guó)核事業(yè)的大發(fā)展需要培養(yǎng)大量高素質(zhì)的核專業(yè)研究人才[2]。面對(duì)核工業(yè)大發(fā)展的美好未來(lái)和核專業(yè)人才嚴(yán)重缺乏的現(xiàn)狀，改革開(kāi)放后國(guó)內(nèi)部分高校紛紛制定新的人才培養(yǎng)計(jì)劃，陸續(xù)復(fù)建、新建和擴(kuò)建了大批涉核專業(yè)。其中輻射安全作為核科學(xué)與工程的重要分支之一，直接關(guān)系從業(yè)人員的生命安全[3]。輻射防護(hù)與核安全專業(yè)主要研究核輻射防護(hù)與核安全技術(shù)等方面，涉及輻射監(jiān)測(cè)、輻射防護(hù)、輻射安全評(píng)價(jià)、核廢料與退役核設(shè)施處置、輻射事故應(yīng)急處理等方面；在環(huán)保、核電安全、核工業(yè)等領(lǐng)域進(jìn)行輻射防護(hù)和核環(huán)境治理工程的研究、設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、管理等工作，多服務(wù)于核電站或環(huán)保等行業(yè)和部門。建設(shè)輻射防護(hù)相關(guān)專業(yè)，增加該專業(yè)的人才培養(yǎng)，對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和國(guó)防建設(shè)、社會(huì)和環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2 南京理工大學(xué)輻射防護(hù)與核安全專業(yè)的創(chuàng)立與發(fā)展

南京理工大學(xué)依托環(huán)境工程、安全工程、化學(xué)工程與工藝以及材料化學(xué)等相關(guān)專業(yè)的辦學(xué)優(yōu)勢(shì)，于2007年向教育部和國(guó)防科工委（現(xiàn)工信部）申請(qǐng)?jiān)O(shè)立了輻射防護(hù)與環(huán)境工程專業(yè)，并被國(guó)防科工委（現(xiàn)工信部）批準(zhǔn)成為國(guó)防特色緊缺專業(yè)。專業(yè)旨在培養(yǎng)具備輻射監(jiān)測(cè)、輻射防護(hù)、輻射安全評(píng)價(jià)、輻射污染防治等專業(yè)知識(shí)的高素質(zhì)研究應(yīng)用型專門人才。2008年，輻射防護(hù)與環(huán)境工程專業(yè)開(kāi)始面向全國(guó)招收、培養(yǎng)輻射防護(hù)專業(yè)本科生，這比兄弟院校晚了整整半個(gè)世紀(jì)（北京大學(xué)和蘭州大學(xué)于1955年籌備、1958年招生）。2009年成立南京理工大學(xué)核技術(shù)與輻射防護(hù)研究所。2010年成立“輻射防護(hù)與環(huán)境工程專業(yè)建設(shè)指導(dǎo)委員會(huì)”。參照教育部《高等學(xué)校核工程與核技術(shù)專業(yè)本科指導(dǎo)性教學(xué)規(guī)范》，以民用和軍用人才需求為牽引，結(jié)合南京理工大學(xué)的學(xué)科優(yōu)勢(shì)，進(jìn)行專業(yè)規(guī)劃和建設(shè)，于2012年獲得了學(xué)士學(xué)位授予權(quán)；同時(shí)，根據(jù)新版《普通高等學(xué)校本科專業(yè)目錄》要求，輻射防護(hù)與環(huán)境工程專業(yè)更名為輻射防護(hù)與核安全專業(yè)。專業(yè)設(shè)立以來(lái)，輻射防護(hù)與核安全專業(yè)培養(yǎng)了一批從事輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)和核安全工程的規(guī)劃設(shè)計(jì)、研究開(kāi)發(fā)和工程管理的高水平工程技術(shù)人才。畢業(yè)生可就職于國(guó)家能源（如核電）、國(guó)防科技工業(yè)、環(huán)境保護(hù)、醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域的科研院所、高等院校、高新技術(shù)企業(yè)等，并主要從事輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)、放射性廢物與輻射污染環(huán)境處理與處置、放射性設(shè)備設(shè)施安全評(píng)價(jià)與管理等工作。

輻射防護(hù)與核安全專業(yè)面向全國(guó)招生，每年招收1個(gè)班，招生人數(shù)在30人左右。輻射防護(hù)與核安全專業(yè)以國(guó)家需求和行業(yè)需求為導(dǎo)向，制定了相關(guān)的人才培養(yǎng)計(jì)劃和實(shí)施方案。為加強(qiáng)新生對(duì)學(xué)科專業(yè)的切實(shí)認(rèn)知，從2016年開(kāi)始，陸續(xù)開(kāi)展了針對(duì)輻射防護(hù)與核安全專業(yè)新生的專業(yè)認(rèn)知工作。帶領(lǐng)新生先后到中核集團(tuán)秦山核電站、田灣核電站、中國(guó)科學(xué)院應(yīng)用物理研究所、江蘇超敏儀器有限公司和上海申核電子儀器有限公司等單位進(jìn)行參觀、學(xué)習(xí)。

從2012年（首屆）至2022年，南京理工大學(xué)的輻射防護(hù)與核安全專業(yè)本科畢業(yè)生260余人，近年來(lái)畢業(yè)生升學(xué)率60 %以上，就業(yè)率100 %。升學(xué)的高校主要有清華大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)和四川大學(xué)。升學(xué)的科研院所主要有中國(guó)工程物理研究院、中國(guó)科學(xué)院下屬研究所、中國(guó)原子能科學(xué)研究院、軍事科學(xué)院防化研究院。畢業(yè)生就業(yè)主要面向核電系統(tǒng)、科研院所及環(huán)保相關(guān)單位?？蒲性核饕校褐袊?guó)工程物理研究院、中核集團(tuán)下屬研究院所、航天科工集團(tuán)下屬研究院所、中國(guó)測(cè)試技術(shù)研究院輻射所等。環(huán)保相關(guān)單位主要是地方輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)站和環(huán)保公司。

3 輻射防護(hù)與核安全專業(yè)教學(xué)資源及教學(xué)成果

雖然專業(yè)設(shè)立已有16 a，但仍存在著師資薄弱和設(shè)備簡(jiǎn)陋等問(wèn)題。理論教學(xué)方面，輻射防護(hù)與核安全專業(yè)現(xiàn)有專職教師10名，其中兩名新老師在過(guò)教學(xué)關(guān)考核，現(xiàn)僅能開(kāi)展部分涉核專業(yè)課程，且所開(kāi)的涉核課程雜亂，亟待優(yōu)化整合。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面，雖然輻射防護(hù)與核安全專業(yè)在國(guó)防特色建設(shè)項(xiàng)目和基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)建設(shè)支持下，建設(shè)了約900 m2的專業(yè)實(shí)驗(yàn)室并購(gòu)置了一些儀器設(shè)備，但仍只能開(kāi)展最基本的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

輻射防護(hù)與核安全專業(yè)教材方面主要是采用兄弟院校的教材，以及部分教師自編課程教材和實(shí)驗(yàn)講義。

4 輻射防護(hù)與核安全專業(yè)課程教學(xué)改革措施和成效

核專業(yè)培養(yǎng)的人才須具有較高的科學(xué)素養(yǎng)。學(xué)生在熟練掌握常規(guī)的物理、化學(xué)和材料等知識(shí)與技能的前提下才能學(xué)習(xí)核專業(yè)的知識(shí)和技能，并最終勝任核工業(yè)的崗位需求。國(guó)家需求和核工業(yè)的發(fā)展需求要求我們盡快提高輻射防護(hù)專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量。核材料是核工業(yè)的基礎(chǔ)，而核燃料化學(xué)是核專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課。本課程教學(xué)內(nèi)容主要講授核燃料（主要是鈾、钚、氚和鋰）極其重要化合物的基礎(chǔ)物理化學(xué)性質(zhì)、制備工藝，以及在核工業(yè)中的應(yīng)用，內(nèi)容多而廣。

4.1 緊跟行業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài)，及時(shí)更新講授內(nèi)容

在教學(xué)過(guò)程中以李冠興院士和武勝院士主編的《核燃料》為基礎(chǔ)，結(jié)合行業(yè)最新進(jìn)展動(dòng)態(tài)進(jìn)行必要的補(bǔ)充與優(yōu)化。具體講授內(nèi)容主要包括: 第一章，概述；第二章，鈾；第三章，钚及钚-鎵合金；第四章，釷及釷合金；第五章，彌散燃料；第六章，陶瓷核燃料；第七章，氘氚和氘氚化鋰；第八章，包覆顆粒燃料。

教學(xué)內(nèi)容緊密圍繞專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃和教學(xué)大綱，緊跟行業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài)，及時(shí)更新講授內(nèi)容。核安全是核工業(yè)的生命線和高壓線。筆者將三大核事故案例和國(guó)家核安全管理相關(guān)法律法規(guī)融入實(shí)際教學(xué)中。這可以有效提升學(xué)生未來(lái)工作中的安全意識(shí)，也有益于我國(guó)未來(lái)的核安全保障。

4.2 改革教學(xué)方法，從催著學(xué)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)

為有效加深輻射防護(hù)專業(yè)學(xué)生對(duì)核燃料基本知識(shí)的理解，進(jìn)一步提升專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成度，探討與改進(jìn)課堂教學(xué)方法對(duì)于提升輻射防護(hù)專業(yè)學(xué)生培養(yǎng)質(zhì)量具有重要意義。筆者結(jié)合近年來(lái)的教學(xué)實(shí)踐，對(duì)核燃料化學(xué)的課堂教學(xué)改革做一些初步探討。

傳統(tǒng)的“灌輸式”教學(xué)以教師講授為主，存在著形式單一、師生互動(dòng)性低和學(xué)生參與度差等問(wèn)題[4]。為了充分發(fā)揮學(xué)生在教學(xué)活動(dòng)中的主體作用，有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性與主動(dòng)性，筆者基于現(xiàn)代教育信息技術(shù)優(yōu)勢(shì)，結(jié)合學(xué)校輻射防護(hù)專業(yè)特色，讓學(xué)生自由組合成小規(guī)模學(xué)習(xí)小組。學(xué)習(xí)小組在教師的指導(dǎo)下圍繞核燃料主題自主選題，分工協(xié)作。課堂上，每個(gè)小組成員共同提交一份書(shū)面報(bào)告或PPT匯報(bào)，并接受其他學(xué)生的提問(wèn)；最后教師進(jìn)行總結(jié)補(bǔ)充，講解難點(diǎn)和重點(diǎn)。該改革方法由傳統(tǒng)的教師主導(dǎo)轉(zhuǎn)換成以學(xué)生為中心。研究發(fā)現(xiàn)，改革后學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作、溝通能力、學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性得到了顯著提高，并加深了對(duì)核燃料化學(xué)課程知識(shí)的理解。

4.3 利用多媒體教學(xué)手段完善教學(xué)模式

核燃料化學(xué)課程中很多核工藝過(guò)程復(fù)雜，很難通過(guò)傳統(tǒng)的教學(xué)方法講深講透，這降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使得學(xué)生害怕學(xué)習(xí)該課程。視頻和動(dòng)畫(huà)等多媒體教學(xué)手段可以形象生動(dòng)地展示這些復(fù)雜核工藝，輔以教師講解后的教學(xué)內(nèi)容變得生動(dòng)易懂。這大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和教學(xué)效果。例如，教師根據(jù)教學(xué)大綱要求和本專業(yè)特點(diǎn)，將三大核事故的反應(yīng)堆設(shè)計(jì)、運(yùn)行、人員管理和應(yīng)急處理等相關(guān)資料以多媒體教學(xué)手段進(jìn)行展示，學(xué)生普遍表現(xiàn)出更高的理解度，并建立了初步的核安全意識(shí)。

4.4 通過(guò)國(guó)家基金科研項(xiàng)目促進(jìn)教學(xué)，提高教學(xué)效率的改革

將學(xué)有余力并有志于核科學(xué)相關(guān)研究的同學(xué)吸納筆者所負(fù)責(zé)的國(guó)家自然科學(xué)基金科研項(xiàng)目中，以科研訓(xùn)練和畢業(yè)論文的方式參與項(xiàng)目研究。學(xué)生參與項(xiàng)目的材料制備、表征和性能研究，以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的初步討論。通過(guò)科研項(xiàng)目的參與加深了學(xué)生對(duì)核專業(yè)內(nèi)涵的理解，掌握了初步的科研技能。

4.5 采用多樣化考核方式

成績(jī)考核是教學(xué)的重要組成部分之一，可以有效反映教學(xué)效果、評(píng)定學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)與技能的掌握程度。核燃料化學(xué)教學(xué)大綱的成績(jī)記錄包括平時(shí)成績(jī)和考試成績(jī)兩部分，均占50 %。傳統(tǒng)的平時(shí)成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)主要依據(jù)課堂考勤，存在著考核方式單一和效果不理想的問(wèn)題。筆者將書(shū)面報(bào)告或PPT匯報(bào)納入平時(shí)成績(jī)考核中后，學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和教學(xué)效果得到了顯著提高。

5 結(jié)論

總之，提高核專業(yè)人才培養(yǎng)和核燃料化學(xué)等課程教學(xué)效果的方法和措施有很多，還有很多工作需要去做。但必須以國(guó)家需求和行業(yè)需求為導(dǎo)向，以教學(xué)大綱為依據(jù)，培養(yǎng)出綜合素質(zhì)高、符合我國(guó)國(guó)防和核工業(yè)需要的專門人才?，F(xiàn)代教育思想和教學(xué)手段的恰當(dāng)使用有利于教學(xué)質(zhì)量的提高，需要教師虛心學(xué)習(xí)、積極使用。