辐射防护与核安全专业教学改革

邵大冬，葛士建

（南京理工大学环境与生物工程学院，江苏南京 210094）

随着我国对完善能源供应和调整能源结构的迫切需求，大力发展核电已成为国家战略抉择，也是我国实现“双碳”目标的重要措施。依据国家《能源技术革命创新行动计划（2016—2030年）》等纲领性文件，我国核电已由过去的“适度发展核电”开始进入“加快推进核电发展”的新时期。随着我国综合国力的有效提升，近年来我国的核技术应用领域近年也得到了飞速发展，并于2021年突破万亿元大关。同时，国家《医用同位素中长期发展规划（2021—2035年）》的发布也意味着我国核医学的发展也将进入快车道。

1 核专业人才需求状况分析

国家需求永远是人才培养的指挥棒。核专业人才培养，特别是科班规模化培养是国家国防安全和核工业健康发展的基本保障。我国的核专业人才培养始于20世纪50年代。为适应我国核武器事业和核科技工业发展的需要，“两弹一星”元勋朱光亚教授受毛主席等的委托，在高等教育部和兄弟院校的大力支持下，在北京大学和兰州大学筹建原子核物理和放射化学专业，并于1958年正式开始招收、培养原子核物理和放射化学专业本科生。这标志着我国核专业人才培养从“师带徒”模式正式进入科班规模化培养阶段。由于核科学技术的高门槛，我国核专业人才培养长期满足不了国家需求和核工业发展的需求，也存在着一定的人才中途转行问题[1]。

我国核事业的大发展需要培养大量高素质的核专业研究人才[2]。面对核工业大发展的美好未来和核专业人才严重缺乏的现状，改革开放后国内部分高校纷纷制定新的人才培养计划，陆续复建、新建和扩建了大批涉核专业。其中辐射安全作为核科学与工程的重要分支之一，直接关系从业人员的生命安全[3]。辐射防护与核安全专业主要研究核辐射防护与核安全技术等方面，涉及辐射监测、辐射防护、辐射安全评价、核废料与退役核设施处置、辐射事故应急处理等方面；在环保、核电安全、核工业等领域进行辐射防护和核环境治理工程的研究、设计、开发、管理等工作，多服务于核电站或环保等行业和部门。建设辐射防护相关专业，增加该专业的人才培养，对我国经济社会发展和国防建设、社会和环境协调发展具有重要的现实意义。

2 南京理工大学辐射防护与核安全专业的创立与发展

南京理工大学依托环境工程、安全工程、化学工程与工艺以及材料化学等相关专业的办学优势，于2007年向教育部和国防科工委（现工信部）申请设立了辐射防护与环境工程专业，并被国防科工委（现工信部）批准成为国防特色紧缺专业。专业旨在培养具备辐射监测、辐射防护、辐射安全评价、辐射污染防治等专业知识的高素质研究应用型专门人才。2008年，辐射防护与环境工程专业开始面向全国招收、培养辐射防护专业本科生，这比兄弟院校晚了整整半个世纪（北京大学和兰州大学于1955年筹备、1958年招生）。2009年成立南京理工大学核技术与辐射防护研究所。2010年成立“辐射防护与环境工程专业建设指导委员会”。参照教育部《高等学校核工程与核技术专业本科指导性教学规范》，以民用和军用人才需求为牵引，结合南京理工大学的学科优势，进行专业规划和建设，于2012年获得了学士学位授予权；同时，根据新版《普通高等学校本科专业目录》要求，辐射防护与环境工程专业更名为辐射防护与核安全专业。专业设立以来，辐射防护与核安全专业培养了一批从事辐射环境监测和核安全工程的规划设计、研究开发和工程管理的高水平工程技术人才。毕业生可就职于国家能源（如核电）、国防科技工业、环境保护、医疗卫生等领域的科研院所、高等院校、高新技术企业等，并主要从事辐射环境监测与评价、放射性废物与辐射污染环境处理与处置、放射性设备设施安全评价与管理等工作。

辐射防护与核安全专业面向全国招生，每年招收1个班，招生人数在30人左右。辐射防护与核安全专业以国家需求和行业需求为导向，制定了相关的人才培养计划和实施方案。为加强新生对学科专业的切实认知，从2016年开始，陆续开展了针对辐射防护与核安全专业新生的专业认知工作。带领新生先后到中核集团秦山核电站、田湾核电站、中国科学院应用物理研究所、江苏超敏仪器有限公司和上海申核电子仪器有限公司等单位进行参观、学习。

从2012年（首届）至2022年，南京理工大学的辐射防护与核安全专业本科毕业生260余人，近年来毕业生升学率60 %以上，就业率100 %。升学的高校主要有清华大学、复旦大学和四川大学。升学的科研院所主要有中国工程物理研究院、中国科学院下属研究所、中国原子能科学研究院、军事科学院防化研究院。毕业生就业主要面向核电系统、科研院所及环保相关单位。科研院所主要有：中国工程物理研究院、中核集团下属研究院所、航天科工集团下属研究院所、中国测试技术研究院辐射所等。环保相关单位主要是地方辐射环境监测站和环保公司。

3 辐射防护与核安全专业教学资源及教学成果

虽然专业设立已有16 a，但仍存在着师资薄弱和设备简陋等问题。理论教学方面，辐射防护与核安全专业现有专职教师10名，其中两名新老师在过教学关考核，现仅能开展部分涉核专业课程，且所开的涉核课程杂乱，亟待优化整合。在实验教学方面，虽然辐射防护与核安全专业在国防特色建设项目和基础实验教学平台建设支持下，建设了约900 m2的专业实验室并购置了一些仪器设备，但仍只能开展最基本的实验教学。

辐射防护与核安全专业教材方面主要是采用兄弟院校的教材，以及部分教师自编课程教材和实验讲义。

4 辐射防护与核安全专业课程教学改革措施和成效

核专业培养的人才须具有较高的科学素养。学生在熟练掌握常规的物理、化学和材料等知识与技能的前提下才能学习核专业的知识和技能，并最终胜任核工业的岗位需求。国家需求和核工业的发展需求要求我们尽快提高辐射防护专业人才培养质量。核材料是核工业的基础，而核燃料化学是核专业的一门重要专业基础课。本课程教学内容主要讲授核燃料（主要是铀、钚、氚和锂）极其重要化合物的基础物理化学性质、制备工艺，以及在核工业中的应用，内容多而广。

4.1 紧跟行业发展动态，及时更新讲授内容

在教学过程中以李冠兴院士和武胜院士主编的《核燃料》为基础，结合行业最新进展动态进行必要的补充与优化。具体讲授内容主要包括: 第一章，概述；第二章，铀；第三章，钚及钚-镓合金；第四章，钍及钍合金；第五章，弥散燃料；第六章，陶瓷核燃料；第七章，氘氚和氘氚化锂；第八章，包覆颗粒燃料。

教学内容紧密围绕专业培养计划和教学大纲，紧跟行业发展动态，及时更新讲授内容。核安全是核工业的生命线和高压线。笔者将三大核事故案例和国家核安全管理相关法律法规融入实际教学中。这可以有效提升学生未来工作中的安全意识，也有益于我国未来的核安全保障。

4.2 改革教学方法，从催着学变为主动学

为有效加深辐射防护专业学生对核燃料基本知识的理解，进一步提升专业培养目标的达成度，探讨与改进课堂教学方法对于提升辐射防护专业学生培养质量具有重要意义。笔者结合近年来的教学实践，对核燃料化学的课堂教学改革做一些初步探讨。

传统的“灌输式”教学以教师讲授为主，存在着形式单一、师生互动性低和学生参与度差等问题[4]。为了充分发挥学生在教学活动中的主体作用，有效提高学生的学习积极性与主动性，笔者基于现代教育信息技术优势，结合学校辐射防护专业特色，让学生自由组合成小规模学习小组。学习小组在教师的指导下围绕核燃料主题自主选题，分工协作。课堂上，每个小组成员共同提交一份书面报告或PPT汇报，并接受其他学生的提问；最后教师进行总结补充，讲解难点和重点。该改革方法由传统的教师主导转换成以学生为中心。研究发现，改革后学生的团队协作、沟通能力、学习兴趣、学习主动性和积极性得到了显著提高，并加深了对核燃料化学课程知识的理解。

4.3 利用多媒体教学手段完善教学模式

核燃料化学课程中很多核工艺过程复杂，很难通过传统的教学方法讲深讲透，这降低了学生的学习兴趣，使得学生害怕学习该课程。视频和动画等多媒体教学手段可以形象生动地展示这些复杂核工艺，辅以教师讲解后的教学内容变得生动易懂。这大大提高了学生的学习兴趣和教学效果。例如，教师根据教学大纲要求和本专业特点，将三大核事故的反应堆设计、运行、人员管理和应急处理等相关资料以多媒体教学手段进行展示，学生普遍表现出更高的理解度，并建立了初步的核安全意识。

4.4 通过国家基金科研项目促进教学，提高教学效率的改革

将学有余力并有志于核科学相关研究的同学吸纳笔者所负责的国家自然科学基金科研项目中，以科研训练和毕业论文的方式参与项目研究。学生参与项目的材料制备、表征和性能研究，以及实验数据的初步讨论。通过科研项目的参与加深了学生对核专业内涵的理解，掌握了初步的科研技能。

4.5 采用多样化考核方式

成绩考核是教学的重要组成部分之一，可以有效反映教学效果、评定学生对相关知识与技能的掌握程度。核燃料化学教学大纲的成绩记录包括平时成绩和考试成绩两部分，均占50 %。传统的平时成绩评价主要依据课堂考勤，存在着考核方式单一和效果不理想的问题。笔者将书面报告或PPT汇报纳入平时成绩考核中后，学生的学习主动性和教学效果得到了显著提高。

5 结论

总之，提高核专业人才培养和核燃料化学等课程教学效果的方法和措施有很多，还有很多工作需要去做。但必须以国家需求和行业需求为导向，以教学大纲为依据，培养出综合素质高、符合我国国防和核工业需要的专门人才。现代教育思想和教学手段的恰当使用有利于教学质量的提高，需要教师虚心学习、积极使用。