文/袁岑溪 马显峰 刘李云 王 为 徐 瑶
为培育具有全球竞争能力的工程化卓越人才,解决我国高端技术人才缺口的结构性矛盾,中山大学在教育部和法国相关政府部门的支持下,与法国民用核能工程师教学联盟于2010年共建中山大学中法核工程与技术学院。作为国内核领域第一个也是至今唯一一个中外合作办学机构,学院经过了数十年的人才培养实践,取得了令国内外业界瞩目的人才培养成果。2016年,法国政府公布学院通过了法国工程师职衔委员会(CTI)的认证,认证有效期为6年(为最长期限,一般通过认证的有效期为3年)。法方专家给予学院的正式评估明确指出,本学院培养的学生素质同法国最顶尖的工程师学校培养的学生相比毫不逊色。中法核工程与技术学院成为我国核能工程师培养领域唯一获得国际认证的机构。同年,学院获得欧洲工程教育认证体系EUR-ACE认证。2022年,学院第二次获得CTI认证,认证有效期同样为最长期限的6年。
中法核工程与技术学院卓越工程师培养体系示意图
自2021年起,学院在中山大学大一新生大类集中培养的基础上,通过结合通识教育与专业教育,设置“居里班”和“鹤绂班”两套并行的核能与核技术卓越工程师培养方案,打造核学科脸谱课程,做好全学科、大类学科、核学科三个层次的通识教育。开展以研究训练课程为牵引的创新实践课程体系,吸引本科生及早接受科研训练和参与科研项目,以研促学,科教融合,培养创新实践能力。居里班和鹤绂班分别具有“夯实基础、国际认证”和“发挥主动、个性探索”的培养特色,共同发扬“加强基础、促进交叉、尊重选择、卓越教学”的人才培养理念。
学院融合法国卓越工程师教育和我国高等工程教育体系,建立了独特的卓越核能工程师培养体系:构建“教—学—考—评—改”五维闭环教学体系全方位提升学生能力;构建校内创新实验平台和校外实践基地协同培养学生的实践与创新能力;构建高强度外语训练体系培养学生国际化工作和沟通能力。
学院课程教学采取大班讲学课和小班导学课、实验(践)课与辅导课相结合的方式。导学课上教师邀请学生对习题上台回答,其余学生修正,必要时教师进行指点并总结。辅导课针对学业困难的同学,每周开展答疑。学院建立了严格的师生互评机制和严密的教学改进体系。教师通过课堂反馈与多样的考核结果评定学生成绩,并在每学期的学业评价会上对每位学生进行全面详细的分析。
学院借鉴法国卓越工程师培养模式,实现产教融合,设置三段式实习:蓝领—助理工程师—工程师。蓝领实习为期1个月,学生在核电站实地学习工作原理及各部门工作流程。助理工程师实习为期2个月,学生深入企业在校企双方导师指导下完成实践学习,将所学理论知识运用于实际工程问题。工程师实习为期6个月,学生在双方导师指导下选择核领域前沿课题,独立完成一项系统性的研究或设计,接受完整的工程师训练,并完成符合国际认证要求的实习报告。三段实习递进,着重培养学生工程实践与科学创新能力,弥补传统工程培养体系的“重教学,轻实践”的不足,让学生深入了解产业一线,融合实践教育与职业规划。
学院主编的《中法工程师学院预科教学系列丛书》已出版10本法文版教材和4本中文版教材,中文版丛书入选“科学出版社‘十四五’普通高等教育本科规划教材”。自2010年成立至今,学院基于中法合作构建卓越工程人才培养体系,获得中法两国政府联合颁发的中法大学合作优秀项目(时任国务院副总理刘延东颁发奖章)、广东省教育教学成果奖一等奖(2018年)以及两次中山大学教学成果奖一等奖(2017年、2021年)。
本学院是中山大学的核科学与技术学科建设依托单位,拥有核工程与核技术本科专业点、核科学与技术一级学科博士点、能源动力专业博士点。本学科已形成5个主干二级学科方向:核能科学与工程、核燃料循环与材料、核技术及应用、辐射防护与环境保护、核数据科学与应用,在“数值反应堆”多物理精细仿真、耐事故核燃料研发与评价、核燃料循环与废料处置处理、先进核探测与探测器、核环境辐射监测与应急技术、新核素和新同核异能态性质等领域打造了科研优势,为“十四五”期间聚焦先进核能方向开展研究提供重点支撑。学院已建成2个省部级基地和多个研究中心:广东省核工程与核技术国际科技合作基地、广东省核安全与应急技术工程技术研究中心、中山大学—中国广核集团核电安全与应急联合研发中心、中山大学—中国散裂中子源“中子探测技术与应用联合实验室”等,已投入经费1亿余元,建成华南地区唯一的核安全与应急领域国际合作研发平台,建成了3000多平米核安全与应急实验室群。
近年来,学院已承担了一批国家级重大重点专项课题、省部级重大重点科技专项课题等研究任务,承担各类纵向科研项目共计近两百项;同时承担国防科研单位、企事业单位等重点科研攻坚任务数十项,在核能与核技术领域取得了多项代表科技成果:(1)研发了高保真多物理数值反应堆仿真框架程序DRAMS,为我国核能创新研究提供了自主、先进的分析方法和计算工具;(2)开发了高安全耐严重事故的新型核燃料涂层包壳方案,提高耐高温氧化和力学性能1个量级以上,并开发严重事故超高温实验评估台架和燃料包壳高温结构完整性理论模型;(3)开展了干法后处理熔盐电解精炼技术研究,建立了精确测定北山处置场地下水氧化还原电势方法,为我国高放废物处置库评价提供重要科学依据;(4)开发了高可靠性辐射监测系统及关键器件制造技术,在晶体性能、原位生长工艺、探测技术及探测器研发取得突破,实现关键技术自主化与国产化;(5)研发并联合建设大亚湾等核电站的辐射环境政府监督性监视系统,实现年数据获取率99%以上,大幅提升辐射监测领域的数据获取可靠性;(6)开发了三维精细化堆内结构升温、熔化模拟软件,使堆芯熔融进程分辨率较国外商用程序提高5个数量级;(7)系统性开展液态金属快堆严重事故和蒸汽发生器传热管破口事故安全分析中的不确定性的实验与模型研究,有力支持先进快堆的设计和研发;(8)系统性分析和预言奇特原子核性质,包括极端丰中子新核素产生效率、新核素和新同核异能态结构、极端条件下的反应机理和团簇效应及相关设备研发。
通过以上领域的科研创新,本学院已获得省部级科技成果奖10余项,获得国家级、省部级等各类科技人才计划12人次,为我国军民核领域的科技发展提供了关键技术支撑和优秀的卓越核能人才支撑。“十四五”期间,学院聚焦我国先进核能系统领域的国家战略需求,建设四个特色创新学科平台:自主化核工软件研发测试平台、铅铋回路综合实验平台、核材料制备表征与测试综合平台、先进粒子加速器及其综合应用平台。四个平台协同攻坚,围绕服役工况下的热工与腐蚀、关键燃料与材料研发与评估、关键核数据评估与检验等方面开展关键技术研发和科学问题研究,支撑我国在先进四代核能领域的自主创新与工程应用。
中山大学核学科“十四五”学科建设与科研规划
2020年9月11日,习近平总书记明确提出,广大科技工作者要“弘扬‘两弹一星’精神,主动肩负起历史重任,把自己的科学追求融入建设社会主义现代化国家的伟大事业中去”。学院建立了核能兴邦文化长廊,纪念核工业的先驱和前辈们为我国能源发展和国防事业做出了不朽的贡献。2021年,学院师生赴中山大学坪石办学点研学抗战期间华南教育历史代表人物、“坪石先生”之一卢鹤绂先生在中山大学任教时的历史背景及其在核能教研上的贡献,尤其是还原中国核能研究首篇论文诞生过程。2022年学院举办了纪念中山大学核能教研80周年活动,追溯“中国核能之父”卢鹤绂先生在中山大学开启核能研究与中山大学80年来的核能教研历史。希望青年学子能够继承和发扬老一辈科学家们“热爱祖国、热爱科学、执着敬业、求真唯实、不畏艰险、勇攀高峰”的科学家精神,为核能与核技术和平造福人类做出新的、更大的贡献。
“十四五”期间学院将继续聚焦培养学生的学习力、思想力、行动力,保持人才培养的“高水平、高声誉、高就业率”,培养能够引领核能与核技术领域未来的人。坚持面向国家核电战略需求和国际学术前沿,为我国核电安全“自主化”提供技术支撑。瞄准下一代先进核能系统,打造国内领先的先进快堆科研平台和核学科群,服务国家“双碳”目标和热堆—快堆—聚变堆“三步走”核能战略实现。坚持面向人民生命健康,大力发展核技术在医学等领域应用,贡献中大核学科力量。