新工科背景下核类专业升级改造的探索——以辐射防护与核安全专业为例

曹锦佳，洪 琪，郑晓敏

（南华大学 核科学技术学院，湖南 衡阳 421001）

引言

为应对科技革命和产业变革对工程科技人才培养提出的新要求，在全球范围内兴起了新一轮工程教育改革。随着新一轮工业革命的变革，形成了对新工科全新的人才需求，新工科人才培养目标是培养出能够适应未来社会发展需要的人才，人才培养应具有前瞻性，不再只是简单地学习单一专业的相关知识，而是需要多学科交叉融合、人才培养与社会需求对接［1］。现在社会上所需要的核类专业人才不仅要熟练掌握本专业的理论知识，还要掌握人工智能技术，以及在核能与核技术上的应用，要求学生具备较强的实践能力和创新能力。这对于传统的核类专业人才培养提出了挑战，因此升级改造目前专业显得尤为重要。大学教育不能只追求分数，而忽略了学生身心发展的差异性，要注重学生的个性发展［2］。因此，新工科背景下传统核类专业升级改造的关键着眼点是人的改造——教师和学生。改变师生对工程教育的看法，提升师生在新工科背景下教学和学习能力的素养，这是关键问题。本文以辐射防护与核安全专业为例介绍在新工科背景下南华大学对核类专业进行升级改造，加强核类专业人才培养和专业建设开展的一些探索。

一、核类专业升级改造的必要性

当前社会中的核能与核技术的发展已经与人工智能和大数据发展深度融合，核能与核技术产业的快速发展急需新型工科人才支撑，核类专业人才培养已经到了一个分水岭，需要高校面向未来布局新工科建设，探索多样化和个性化的人才培养模式，培养具有创新能力和跨界整合能力的新型工程科技人才。在新工科背景下，核类专业的人才培养要以提高学生的创新能力为首要目标［3］。目前核能与核技术产业发展走在了大学核类专业教育的前面，大学教育改革缓慢，学生学习的知识很难做到与专业相关知识同步。这也就要求高校加快教育改革，以社会需求为导向，做到以学生为中心，开设新工科相关的课程，紧跟时代步伐。

南华大学辐射防护与核安全专业是2012年由原来的辐射防护与环境工程专业整合而来，人才培养方案至今经过4轮讨论修订，逐步形成了符合教育部工程质量认证要求的人才培养方案，2021年辐射防护与核安全专业通过了教育部工程质量认证，2020年获得了湖南省“一流”本科建设专业，专业建设紧跟工程教育改革的发展方向。辐射防护与核安全专业的培养目标体现了以学生为中心，注重德行、技能、专业能力并重的新工科培养理念［4］。在今后的新工科升级改造建设中，辐射防护与核安全专业的培养目标还需要持续改进，最主要的是培养学生的实践能力、创新能力及多学科交叉融合，必须“下乡”，到企业去，到科技攻关的行业去，主动适应和引领新经济，符合社会对核专业人才培养的切实需求［5］。

二、核类专业建设存在的问题与不足

（一）教材内容更新慢，偏离新工科建设目标

教材作为新工科背景下人才培养的核心资源，编写教材必须以新工科内涵为出发点。传统核类教材更多的是关注于学生对专业知识的学习，很多知识是与考试相关的，而前沿知识、学科的交叉知识要么没有，要么作为课外阅读的任务，而且这部分内容特别少。但新出的教材内容并没有比老教材有太大的内容更新，缺乏对学科新成果的归纳，很多知识点照搬老教材，知识体系的逻辑性不强，让学生使用起来颇有微词。

（二）创新实践能力培养举措不够

高校注重对学生的理论知识的培养，而对学生的创新实践能力的培养举措不够，这严重制约了工科教育的发展。培养学生创新实践能力的教学课程体系没有得到及时的更新。实践教学体系的边界没有得到拓展，即便通过各种教学竞赛来提高教学质量，这只会使得教师之间的教学竞争产生深度的内卷，知识也越来越空洞。对于勤奋好学的学生来说，实践教学类似于完成某种“填空式”学习；而对于懒惰的学生来说，这样的实践教学则深受欢迎。最终的结果是学生的努力与否体现不了区别。“两性一度”—高阶性、创新性和挑战度，就是针对目前的问题，提出的解决方案［6］。虽然各高校都在进行教育改革，培养方案基本上两年修订一次，但是课程体系中的课程很多都沿用了老版的培养方案，新工科的元素很难加入课程体系中，教师能够认识到新工科升级改造的重要性，但是如何具体落实到自己的课程中，仍是个问题。

（三）批判性思维和非标准化解决问题能力不足

批判性思维和非标准化解决问题作为任何领域的专业人才所必备的两种能力，当然对于核科学与技术专业人才而言也非常重要。但对于中国的大学生而言，这却是大学阶段需要迈过的一道坎。进入大学前学生接受的教育或多或少地与应试教育有关，应试教育强调标准答案，以至于很容易在学生的脑海中产生思维定式。高校对于学生的批判性思维和非标准化解决问题能力比较重视，但是鉴于每名学生的能力不一样，不可能全面推广非标准化解决问题的教学方式。目前国内高校大量扩招学生，除了国内名校外，高等教育已经由原来的精英教育转变为通识教育。新华网的数据显示，中国高等教育在校总人数超过4430万人，毛入学率由2012年的30%，提高至2021年的57.8%，提高了27.8个百分点，实现了历史性跨越［7］。如此庞大的学生规模，要保持原有的教育质量已是不易，具有挑战度的批判性思维和非标准化解决问题的教育方式，学生的接受度不是很高，但部分学生基于兴趣，则十分欢迎这样的教育方式。

三、核类专业新工科升级改造的措施

（一）编写高水平教材

1.革新教师绩效考核，紧跟科技发展。教材作为培养创新工程技术人才的核心资源，推动并实践着新工科人才培养的理念更新、模式创新。由于核类专业开设学校较少，优秀的教材编写需要花费教师大量的时间，还需要多年的教学实践积累，这致使核类专业的教材更新速度慢，学生毕业之后不能较好地利用所学知识进行工作，并不能较好地满足企业对核类专业人才的需求。在这方面，学校的绩效考核应该对于编写教材有一个弹性的考核方式，这有助于教师集中精力编写优质的教材。在教材编写出来前，有一个讲义阶段，由讲义再进行完善，先在本学院进行推广，评估使用效果，并持续改进。教材编写队伍可以与企业合作，了解核行业发展的最新动态，最终编写出一本适合核专业学生未来发展的教材。

2.以学生为中心编写教材。什么框架的教材才算得上是一本好的教材？教育者普遍认为一本好的教材要具备两个要素：一是教材编写队伍能够预测并使用适当的方式去引导学生解决学习过程中产生的疑问；二是能够吸引学生主动去阅读教材，并让学生带着一种愉悦的心情去学习。传统的教材编写队伍都是由优秀的教师组成，这中间存在非常大的弊端，尽管教材编写队伍的教师教学经验丰富，对于学情分析能够比较好地把握，但是优秀教师通常科研任务繁重，在编写教材时可能做得不够细致，把本来需要重点根据学情分析来安排教材内容的工作忽视了。这时编写的教材可能不是用于课堂教学了，而是科研手册，这就导致了学生对教材的接受度不高。因此，根据教师的实际情况，可以在教材编写过程中让学生参与进来，让学生来评价教材章节的接受度，这样可以避免教师为了编教材而写书。对学生成员也有一定的要求，既不能全是优秀学生，也不能全是成绩较差的学生，学生成员中成绩优秀、中等和较差的都应该占有一定的比例，这样编写的教材才能更适用于全体学生。

（二）增强学生的实践能力和创新能力

1.开放式国际化教育以培养学生的创新能力为主。我们的学生比国外的学生表现出更多的努力，在国际数学、计算机、物理竞赛方面斩获了更多的奖项；但是国外的大学，尤其是一些国外知名大学的本科和研究生阶段，他们的教育水平遥遥领先，一些教育理念，如工程教育、工业3.0等均来自国外高校，在这方面，我们属于跟跑者。因此，我国的工程教育要想在新工科背景下实现领跑世界，则需要在教育界和产业界放眼看世界，教育要走在产业的前方，提前布局。南华大学辐射防护与核安全专业两年内先后派出3名教师到国外知名高校和研究院开展访问学者研究工作，先后有5名学生到日本的长冈技术科学大学、英国的布里斯托大学深造，在国际化上做出了尝试，也已经取得了一定的成效。

2.加强校企合作，培养实践能力。教育和产业是相互促进、共同发展的，尤其是工科教育。教育需要走在产业的前面，才能为产业提供优秀的人才，并为产业发展提供动力。近年来，产业界在发生深刻的变革，人工智能、大数据在改变产业的生态，新工科、新业态似乎不是产生于高校，而是来自产业，所以教育需要与产业紧密结合，加强校企合作是最重要的一个环节。

（三）增强学生的批判性思维和非标准化解决问题能力

1.培养学生独立思考能力。批判性思维是一个独立思考的个体所具备的品质。大学教育的目的不仅要传授专业知识，还要培养学生独立思考的能力，形成健全的人格。南华大学辐射防护与核安全专业培养方案中，明确提出了培养创新型人才的要求，其中特别强调培养独立思考能力。把这种能力要求整理成毕业要求的指标点，在专业通识课程和核心课程中得到充分的体现。本科生在校期间发表科研论文的人数逐年增加，申请发明专利的学生也越来越多，在培养学生独立思考能力方面取得了不错的成绩。

2.培养学生非标准化解决问题能力。建构主义理论认为，学生对知识的学习不是简单的传递，而是知识体系重新组织的过程。每个学生知识重构的过程不尽相同，教师在上课时应该鼓励学生讲出对一些知识难点的理解，让学生从多个角度分析问题，学生之间互相学习，教师提供引导，最终实现对难点知识的全面理解。南华大学辐射防护与核安全专业，专业基础课和专业课中研讨式教学的比例占到了50%。实验课和实践课都要求学生独立完成课程报告，具体体现在报告题目和内容中，应该体现设计性实验的性质，这是对理论知识的一次运用，也是对学生工程思维和创新能力的测试。毕业设计选题阶段，要求20%以上的题目来自企业生产和研发中的问题。通过强调学生非标准化解决问题能力的培养，使学生具备工程思维，能够运用所学的知识解决复杂工程问题。

结语

核类专业是传统的工科专业，在新产业、新业态的新工科背景下，十分有必要对传统专业进行升级改造。南华大学辐射防护与核安全专业属于南华大学传统优势专业，也正在尝试开展新工科的升级改造，并取得了一定的成绩，确立了新工科背景下的人才培养目标和修订的培养方案。本文分析了当前新工科建设存在的问题，提出了一些教育改革的举措，并在辐射防护与核安全专业进行了尝试推广，希望对目前核类专业新工科升级改造具有一定的参考意义。