新能源變革背景下核電控制課程的校企協(xié)同教學(xué)實(shí)踐

劉代飛+陳前軍+付強(qiáng)

摘要：我國核電產(chǎn)業(yè)要實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，必須大力抓好核電人才培養(yǎng)并積極推進(jìn)核電人才儲備工作。針對傳統(tǒng)核電自動控制課程教學(xué)的不足，將校企聯(lián)合模式引入核電課程體系的設(shè)計；結(jié)合核電自動化人才成長規(guī)律，整合校企教育資源，優(yōu)化課程體系和完善培養(yǎng)環(huán)節(jié)；根據(jù)學(xué)生對待核電的心理和學(xué)習(xí)特點(diǎn)，積極開展核電自動控制的教學(xué)實(shí)踐。

關(guān)鍵詞：核電自動控制；校企協(xié)同；人才培養(yǎng)；教學(xué)實(shí)踐

中圖分類號：G646 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）20-0148-03

一、前言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速全面深化發(fā)展，能源在供給和使用方面更加強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)合理和環(huán)境保護(hù)友好性。因石油、煤電等傳統(tǒng)能源存在發(fā)展的局限性，新興能源和可再生能源日益受重視。在確保安全的前提下，清潔高效經(jīng)濟(jì)的核能是解決全球能源危機(jī)的一種有效途徑[1]。我國核電由“適度發(fā)展”經(jīng)“積極發(fā)展”到“大力發(fā)展”后，在“戰(zhàn)略必爭、確保安全、穩(wěn)步高效”方針的指導(dǎo)下，核電產(chǎn)業(yè)進(jìn)入了快速發(fā)展的新時期[2，3]。

核電人才是核電產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要保障。長期以來，我國核電人才一直非常緊缺，人才短板極大地制約著核電發(fā)展[2]。核電人才的培養(yǎng)是一項(xiàng)周期長、環(huán)節(jié)多、復(fù)雜度高的系統(tǒng)性工程，整個過程將“學(xué)生、高校和核電企業(yè)”三方主體密切相連[4]。學(xué)生核電專業(yè)知識體系的構(gòu)建和實(shí)踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，取決于高校和企業(yè)這兩大教育平臺的契合度。其中，校企協(xié)同是實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)的一種有效途徑。通過校企聯(lián)合教學(xué)，學(xué)生的核電基礎(chǔ)和技能等專業(yè)主干體系知識可系統(tǒng)性的得到構(gòu)建。充分利用校企協(xié)同助力培養(yǎng)環(huán)節(jié)，學(xué)生的動手實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力可得到極大的加強(qiáng)。

新能源變革背景下，電力行業(yè)和企業(yè)對高校人才培養(yǎng)有著更高要求。人才評判的重心也由專業(yè)知識單維度轉(zhuǎn)向知識運(yùn)用和實(shí)踐創(chuàng)新能力多維度的全面考察。從核電人才培養(yǎng)的實(shí)際需求出發(fā)，我校能源與動力工程學(xué)院充分利用國家級實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心——“能源系統(tǒng)與動力工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心”的平臺優(yōu)勢，與中廣核電力股份公司聯(lián)合開展核電人才培養(yǎng)工作。以此為契機(jī)，自動化專業(yè)充分發(fā)揮校企協(xié)同的平臺和功能優(yōu)勢，融合中廣核人才培訓(xùn)資源，深入開展核電自動控制課程的實(shí)踐教學(xué)。

二、核電自動控制課程體系的優(yōu)化設(shè)置

1.提煉核電人才需求要點(diǎn)，優(yōu)化課程體系與培養(yǎng)環(huán)節(jié)。核電人才的培養(yǎng)是一項(xiàng)多環(huán)節(jié)、多維度、多部門參與的系統(tǒng)性工程。培養(yǎng)周期涵蓋學(xué)生步入高校、進(jìn)入企業(yè)、深入生產(chǎn)現(xiàn)場等多個階段和過程[4，5]。核電自動控制課程的知識內(nèi)容模塊主要包括：核電和自動控制基礎(chǔ)理論學(xué)習(xí)、核電自動控制工程理論學(xué)習(xí)、自動控制專業(yè)崗位實(shí)習(xí)、核電自動控制模擬器仿真操作、工藝與控制的現(xiàn)場培訓(xùn)等。傳統(tǒng)人才培養(yǎng)是典型的“就業(yè)導(dǎo)向、高校培養(yǎng)”模式，這非常容易導(dǎo)致核電企業(yè)對人才實(shí)際需求的信息反饋和反作用于高校教學(xué)的過程有較大的滯后性。其結(jié)果往往是高校獨(dú)立培養(yǎng)的自動化專業(yè)學(xué)生與核電企業(yè)需要的自動化人才存在較大差距。為此，學(xué)生進(jìn)入企業(yè)后，必須重新接受企業(yè)定制的專業(yè)再學(xué)習(xí)和再培訓(xùn)。這種人才培養(yǎng)模式，使得很多教育資源存在平臺重復(fù)建設(shè)的問題，人才培養(yǎng)效率和教育資源利用率大大降低。

通過校企聯(lián)合，引入核電企業(yè)人才培訓(xùn)機(jī)制，能極大地優(yōu)化核電自動控制課程體系，課程設(shè)置和教學(xué)更貼近核電生產(chǎn)實(shí)際需求。核電自動課程由自動控制原理、核電檢測技術(shù)、核電廠設(shè)備與系統(tǒng)、核電自動控制系統(tǒng)、核電控制系統(tǒng)設(shè)計等組成。傳統(tǒng)教學(xué)強(qiáng)調(diào)單門課程的學(xué)習(xí)，并對這些課程進(jìn)行知識模塊的劃分，課程設(shè)置獨(dú)立、知識點(diǎn)分散，學(xué)生培養(yǎng)環(huán)節(jié)以課堂教學(xué)為主，形式單一。而校企聯(lián)合模式則強(qiáng)調(diào)“系統(tǒng)性、綜合性、工程性”，以核電生產(chǎn)的實(shí)際需求和關(guān)鍵操作來配置知識模塊，使課程內(nèi)容設(shè)置更優(yōu)化，學(xué)生培養(yǎng)更具綜合性和工程性。學(xué)生在學(xué)習(xí)進(jìn)階過程中，不再是對知識點(diǎn)的簡單記憶，而是有理論、有系統(tǒng)，有工程應(yīng)用，理解更深刻、知識掌握更牢固，能結(jié)合工程實(shí)踐學(xué)以致用。

2.整合校企教育平臺資源，提升核電自動控制課程教學(xué)內(nèi)容與質(zhì)量。就人才教育作用力和效果而言，高校在核電基礎(chǔ)知識的課堂教學(xué)方面有優(yōu)勢，而核電企業(yè)在核電工作經(jīng)驗(yàn)與工作技能知識方面有著大量儲備。在校企協(xié)同教學(xué)過程中，我校自動化專業(yè)從兩方面入手整合教育資源：一是師資整體素質(zhì)的提高和課程內(nèi)容的豐富。學(xué)校專業(yè)教師和企業(yè)專業(yè)人才可以實(shí)現(xiàn)無縫對接，并圍繞核電人才培養(yǎng)的目標(biāo)和要求，有針對性的制定和選擇課程內(nèi)容及知識模塊。二是學(xué)生課業(yè)的分段進(jìn)階和綜合能力的提升。在校內(nèi)學(xué)習(xí)完基礎(chǔ)知識后，進(jìn)入企業(yè)開展相關(guān)實(shí)驗(yàn)、設(shè)計和實(shí)習(xí)等環(huán)節(jié)。通過校企聯(lián)合，深入優(yōu)化和整合教育資源，提升了核電自動控制課程的質(zhì)量。

三、核電自動控制課程的教學(xué)實(shí)踐

1.正面引導(dǎo)學(xué)生，消除“懼核”心理。我國核電人才缺乏的重要原因之一是核電后備人力資源的不足。導(dǎo)致這種現(xiàn)狀的很大因素是人們對核電認(rèn)知的片面性。例如，家長對核電認(rèn)識不足，直接影響新生入校選專業(yè)時不愿選核電專業(yè)或方向；學(xué)生對核電知識掌握不全面，直接影響其就業(yè)時不愿去核電相關(guān)企業(yè)工作。出現(xiàn)這些現(xiàn)象的原因也非常簡單，就是對核電的懼怕，普遍存在“懼核”心理。

“懼核”是因?yàn)楹穗娛鹿试谌藗冾^腦中留下的深刻記憶。歷史上典型的核電事件有：1979年美國三哩島核事故，1986年前蘇聯(lián)切爾諾貝利核事故，2011年日本福島沸水堆核事故。三次事故在不同歷史時期出現(xiàn)，使人們對核電的認(rèn)識也不一樣：三哩島核事故是第一次出現(xiàn)堆芯熔化的重大核事故。事故沒有造成人員死亡，也沒有出現(xiàn)大規(guī)模核輻射泄漏。但經(jīng)媒體放大傳播后，民眾產(chǎn)生了心理“恐核”。切爾諾貝利核事故被認(rèn)為是歷史上最嚴(yán)重的核電事故，也是首例被國際核事件分級表評為第七級事件的特大事故。事故出現(xiàn)了大規(guī)模核輻射泄漏，造成了大量人員死亡。切膚之痛使民眾極度“懼核”。而日本福島核事故導(dǎo)致了大規(guī)模核輻射泄漏，這使得剛剛復(fù)蘇的世界核電備受挫折[5，6]。

要消除“懼核”心理，必須正面引導(dǎo)學(xué)生，并積極開展好如下兩方面工作：（1）必須在招生就業(yè)宣傳和課堂教學(xué)上講清講透事故原因。三哩島核事故是由一系列人為操作失誤和機(jī)械故障疊加造成的。切爾諾貝利核事故是由堆型設(shè)計的缺陷導(dǎo)致的固有安全性不足和操作失誤疊加。日本福島核事故是堆型超期服役和自然災(zāi)害疊加。（2）校企聯(lián)合多角度剖析核電工作環(huán)境，突出“核電員工是企業(yè)的根本”等人本理念。核電員工積極參與并現(xiàn)身講解核輻射的防控知識，重點(diǎn)闡明核電企業(yè)對員工的生命保護(hù)和關(guān)愛的具體措施。

2.科學(xué)輔導(dǎo)學(xué)生，樹立“敬核”意識。消除學(xué)生盲目“懼核”為的是讓學(xué)生樹立科學(xué)的“敬核”。在核電自動控制課程的教學(xué)過程中，必須科學(xué)體現(xiàn)“核電猛于虎”但核電仍是“籠中虎”的主旨思想。核電是可控的，自動控制在核電生產(chǎn)過程中非常重要。在自動控制原理、核電檢測技術(shù)、核電廠設(shè)備與系統(tǒng)、核電自動控制系統(tǒng)、核電控制系統(tǒng)設(shè)計等課程的學(xué)習(xí)中必須突出并啟發(fā)學(xué)生主動探索不同核反應(yīng)堆型的固有安全性。

在核電自動控制的教學(xué)中，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會對比和歸納，啟發(fā)學(xué)生積極思考核電控制中的重要問題。如火電與核電在工藝流程、功率控制、控制模型等方面的異同？壓水堆的內(nèi)部效應(yīng)有哪些？以反應(yīng)性為中心的控制分析，壓水堆的自穩(wěn)特性、自調(diào)特性，核電功率大小控制，核電功率分布的控制，核電穩(wěn)態(tài)運(yùn)行方案等內(nèi)容。通過對核電自動控制知識點(diǎn)的講解，幫助學(xué)生養(yǎng)成按客觀規(guī)律辦事的習(xí)慣，形成科學(xué)的核能控制和利用理念。

3.積極創(chuàng)新教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生“擁核”興趣。核電自動控制課程涉及的內(nèi)容廣，知識點(diǎn)多，如何激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)非常重要。為了提升學(xué)生接受知識的效率，必須創(chuàng)新課堂講授方法。例一，在壓水堆核電工藝流程的授課中，可用成語“三心二意”啟發(fā)學(xué)生。其中三心是指三個中心：壓水堆、蒸汽發(fā)生器、汽輪機(jī)。二意是指兩個回路：一回路是高溫、高壓、帶放射性、含硼的水，二回路是常規(guī)島的水汽循環(huán)。例二，在講解核電點(diǎn)堆數(shù)學(xué)模型時，可用分析概括、分層推進(jìn)的步驟來講授：核反應(yīng)堆內(nèi)部機(jī)理描述（瞬發(fā)中子、緩發(fā)中子的產(chǎn)生過程）→中子數(shù)量變化的定性模型→中子數(shù)量變化的定量微分方程→模型的求解和應(yīng)用。例三，在講解以反應(yīng)性為中心的控制分析時，要突出反應(yīng)性方程的由來、反應(yīng)性方程的求解以及反應(yīng)性方程的工程應(yīng)用?？傊?，通過由淺入深、由易到難、環(huán)環(huán)相扣，激發(fā)學(xué)生內(nèi)在的學(xué)習(xí)動力和“擁核”興趣。

4.大力強(qiáng)化平臺銜接，夯實(shí)“虛實(shí)結(jié)合”實(shí)訓(xùn)。電力行業(yè)人才培養(yǎng)的顯著特點(diǎn)是：工藝流程實(shí)習(xí)“只能眼觀，不能手動”，課程實(shí)踐“先虛后實(shí)”，能力培養(yǎng)“虛實(shí)結(jié)合”。核電生產(chǎn)過程高度重視安全第一、穩(wěn)定運(yùn)行和輻射防護(hù)。因此，大力強(qiáng)化“核電仿真機(jī)實(shí)訓(xùn)”等平臺銜接是“虛實(shí)結(jié)合”的重要抓手。采用校企協(xié)同的“虛實(shí)結(jié)合”在操作上更為靈活，在學(xué)生能力培養(yǎng)上成效更加顯著。在單一的高校平臺教學(xué)中，學(xué)生實(shí)踐能力主要是“教師講解+仿真機(jī)實(shí)驗(yàn)”。校企平臺銜接后，能力培養(yǎng)是一個更為貼近實(shí)際的、以問題為導(dǎo)向的教學(xué)過程，即經(jīng)過多階段的實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)學(xué)生能力的進(jìn)階提升。例如：學(xué)生先經(jīng)專業(yè)教師指導(dǎo)和校內(nèi)仿真機(jī)實(shí)驗(yàn)，熟悉工藝流程；再接受企業(yè)專家授課，了解生產(chǎn)中存在的主要問題；然后進(jìn)行仿真機(jī)的實(shí)訓(xùn)，查找問題原因，提出解決方案。通過整合校內(nèi)外平臺資源，優(yōu)化專業(yè)教師和企業(yè)專家在教學(xué)過程的配置，以學(xué)生能力培養(yǎng)為導(dǎo)向，全面提升學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。

四、結(jié)語

積極推進(jìn)核電人才的培養(yǎng)對我國核電產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展具有重要意義。根據(jù)核電人才內(nèi)在的成長規(guī)律，在傳統(tǒng)課程體系建設(shè)中引入校企聯(lián)合，有利于課程體系和知識結(jié)構(gòu)的頂層優(yōu)化設(shè)計。針對學(xué)生對待核電的態(tài)度，積極開展核電自動控制課程的教學(xué)實(shí)踐，以學(xué)生為主體，消除“懼核”心理，樹立“敬核”意識，激發(fā)“擁核”興趣。深化核電自動控制課程的校企協(xié)同教學(xué)實(shí)踐，不斷探索核電人才培養(yǎng)和儲備的新途徑。

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