新工科背景下核類專業升級改造的探索
——以輻射防護與核安全專業為例

曹錦佳，洪 琪，鄭曉敏

（南華大學 核科學技術學院，湖南 衡陽 421001）

引言

為應對科技革命和產業變革對工程科技人才培養提出的新要求，在全球范圍內興起了新一輪工程教育改革。隨著新一輪工業革命的變革，形成了對新工科全新的人才需求，新工科人才培養目標是培養出能夠適應未來社會發展需要的人才，人才培養應具有前瞻性，不再只是簡單地學習單一專業的相關知識，而是需要多學科交叉融合、人才培養與社會需求對接［1］。現在社會上所需要的核類專業人才不僅要熟練掌握本專業的理論知識，還要掌握人工智能技術，以及在核能與核技術上的應用，要求學生具備較強的實踐能力和創新能力。這對于傳統的核類專業人才培養提出了挑戰，因此升級改造目前專業顯得尤為重要。大學教育不能只追求分數，而忽略了學生身心發展的差異性，要注重學生的個性發展［2］。因此，新工科背景下傳統核類專業升級改造的關鍵著眼點是人的改造——教師和學生。改變師生對工程教育的看法，提升師生在新工科背景下教學和學習能力的素養，這是關鍵問題。本文以輻射防護與核安全專業為例介紹在新工科背景下南華大學對核類專業進行升級改造，加強核類專業人才培養和專業建設開展的一些探索。

一、核類專業升級改造的必要性

當前社會中的核能與核技術的發展已經與人工智能和大數據發展深度融合，核能與核技術產業的快速發展急需新型工科人才支撐，核類專業人才培養已經到了一個分水嶺，需要高校面向未來布局新工科建設，探索多樣化和個性化的人才培養模式，培養具有創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，核類專業的人才培養要以提高學生的創新能力為首要目標［3］。目前核能與核技術產業發展走在了大學核類專業教育的前面，大學教育改革緩慢，學生學習的知識很難做到與專業相關知識同步。這也就要求高校加快教育改革，以社會需求為導向，做到以學生為中心，開設新工科相關的課程，緊跟時代步伐。

南華大學輻射防護與核安全專業是2012年由原來的輻射防護與環境工程專業整合而來，人才培養方案至今經過4輪討論修訂，逐步形成了符合教育部工程質量認證要求的人才培養方案，2021年輻射防護與核安全專業通過了教育部工程質量認證，2020年獲得了湖南省“一流”本科建設專業，專業建設緊跟工程教育改革的發展方向。輻射防護與核安全專業的培養目標體現了以學生為中心，注重德行、技能、專業能力并重的新工科培養理念［4］。在今后的新工科升級改造建設中，輻射防護與核安全專業的培養目標還需要持續改進，最主要的是培養學生的實踐能力、創新能力及多學科交叉融合，必須“下鄉”，到企業去，到科技攻關的行業去，主動適應和引領新經濟，符合社會對核專業人才培養的切實需求［5］。

二、核類專業建設存在的問題與不足

（一）教材內容更新慢，偏離新工科建設目標

教材作為新工科背景下人才培養的核心資源，編寫教材必須以新工科內涵為出發點。傳統核類教材更多的是關注于學生對專業知識的學習，很多知識是與考試相關的，而前沿知識、學科的交叉知識要么沒有，要么作為課外閱讀的任務，而且這部分內容特別少。但新出的教材內容并沒有比老教材有太大的內容更新，缺乏對學科新成果的歸納，很多知識點照搬老教材，知識體系的邏輯性不強，讓學生使用起來頗有微詞。

（二）創新實踐能力培養舉措不夠

高校注重對學生的理論知識的培養，而對學生的創新實踐能力的培養舉措不夠，這嚴重制約了工科教育的發展。培養學生創新實踐能力的教學課程體系沒有得到及時的更新。實踐教學體系的邊界沒有得到拓展，即便通過各種教學競賽來提高教學質量，這只會使得教師之間的教學競爭產生深度的內卷，知識也越來越空洞。對于勤奮好學的學生來說，實踐教學類似于完成某種“填空式”學習；而對于懶惰的學生來說，這樣的實踐教學則深受歡迎。最終的結果是學生的努力與否體現不了區別。“兩性一度”—高階性、創新性和挑戰度，就是針對目前的問題，提出的解決方案［6］。雖然各高校都在進行教育改革，培養方案基本上兩年修訂一次，但是課程體系中的課程很多都沿用了老版的培養方案，新工科的元素很難加入課程體系中，教師能夠認識到新工科升級改造的重要性，但是如何具體落實到自己的課程中，仍是個問題。

（三）批判性思維和非標準化解決問題能力不足

批判性思維和非標準化解決問題作為任何領域的專業人才所必備的兩種能力，當然對于核科學與技術專業人才而言也非常重要。但對于中國的大學生而言，這卻是大學階段需要邁過的一道坎。進入大學前學生接受的教育或多或少地與應試教育有關，應試教育強調標準答案，以至于很容易在學生的腦海中產生思維定式。高校對于學生的批判性思維和非標準化解決問題能力比較重視，但是鑒于每名學生的能力不一樣，不可能全面推廣非標準化解決問題的教學方式。目前國內高校大量擴招學生，除了國內名校外，高等教育已經由原來的精英教育轉變為通識教育。新華網的數據顯示，中國高等教育在校總人數超過4430萬人，毛入學率由2012年的30%，提高至2021年的57.8%，提高了27.8個百分點，實現了歷史性跨越［7］。如此龐大的學生規模，要保持原有的教育質量已是不易，具有挑戰度的批判性思維和非標準化解決問題的教育方式，學生的接受度不是很高，但部分學生基于興趣，則十分歡迎這樣的教育方式。

三、核類專業新工科升級改造的措施

（一）編寫高水平教材

1.革新教師績效考核，緊跟科技發展。教材作為培養創新工程技術人才的核心資源，推動并實踐著新工科人才培養的理念更新、模式創新。由于核類專業開設學校較少，優秀的教材編寫需要花費教師大量的時間，還需要多年的教學實踐積累，這致使核類專業的教材更新速度慢，學生畢業之后不能較好地利用所學知識進行工作，并不能較好地滿足企業對核類專業人才的需求。在這方面，學校的績效考核應該對于編寫教材有一個彈性的考核方式，這有助于教師集中精力編寫優質的教材。在教材編寫出來前，有一個講義階段，由講義再進行完善，先在本學院進行推廣，評估使用效果，并持續改進。教材編寫隊伍可以與企業合作，了解核行業發展的最新動態，最終編寫出一本適合核專業學生未來發展的教材。

2.以學生為中心編寫教材。什么框架的教材才算得上是一本好的教材？教育者普遍認為一本好的教材要具備兩個要素：一是教材編寫隊伍能夠預測并使用適當的方式去引導學生解決學習過程中產生的疑問；二是能夠吸引學生主動去閱讀教材，并讓學生帶著一種愉悅的心情去學習。傳統的教材編寫隊伍都是由優秀的教師組成，這中間存在非常大的弊端，盡管教材編寫隊伍的教師教學經驗豐富，對于學情分析能夠比較好地把握，但是優秀教師通常科研任務繁重，在編寫教材時可能做得不夠細致，把本來需要重點根據學情分析來安排教材內容的工作忽視了。這時編寫的教材可能不是用于課堂教學了，而是科研手冊，這就導致了學生對教材的接受度不高。因此，根據教師的實際情況，可以在教材編寫過程中讓學生參與進來，讓學生來評價教材章節的接受度，這樣可以避免教師為了編教材而寫書。對學生成員也有一定的要求，既不能全是優秀學生，也不能全是成績較差的學生，學生成員中成績優秀、中等和較差的都應該占有一定的比例，這樣編寫的教材才能更適用于全體學生。

（二）增強學生的實踐能力和創新能力

1.開放式國際化教育以培養學生的創新能力為主。我們的學生比國外的學生表現出更多的努力，在國際數學、計算機、物理競賽方面斬獲了更多的獎項；但是國外的大學，尤其是一些國外知名大學的本科和研究生階段，他們的教育水平遙遙領先，一些教育理念，如工程教育、工業3.0等均來自國外高校，在這方面，我們屬于跟跑者。因此，我國的工程教育要想在新工科背景下實現領跑世界，則需要在教育界和產業界放眼看世界，教育要走在產業的前方，提前布局。南華大學輻射防護與核安全專業兩年內先后派出3名教師到國外知名高校和研究院開展訪問學者研究工作，先后有5名學生到日本的長岡技術科學大學、英國的布里斯托大學深造，在國際化上做出了嘗試，也已經取得了一定的成效。

2.加強校企合作，培養實踐能力。教育和產業是相互促進、共同發展的，尤其是工科教育。教育需要走在產業的前面，才能為產業提供優秀的人才，并為產業發展提供動力。近年來，產業界在發生深刻的變革，人工智能、大數據在改變產業的生態，新工科、新業態似乎不是產生于高校，而是來自產業，所以教育需要與產業緊密結合，加強校企合作是最重要的一個環節。

（三）增強學生的批判性思維和非標準化解決問題能力

1.培養學生獨立思考能力。批判性思維是一個獨立思考的個體所具備的品質。大學教育的目的不僅要傳授專業知識，還要培養學生獨立思考的能力，形成健全的人格。南華大學輻射防護與核安全專業培養方案中，明確提出了培養創新型人才的要求，其中特別強調培養獨立思考能力。把這種能力要求整理成畢業要求的指標點，在專業通識課程和核心課程中得到充分的體現。本科生在校期間發表科研論文的人數逐年增加，申請發明專利的學生也越來越多，在培養學生獨立思考能力方面取得了不錯的成績。

2.培養學生非標準化解決問題能力。建構主義理論認為，學生對知識的學習不是簡單的傳遞，而是知識體系重新組織的過程。每個學生知識重構的過程不盡相同，教師在上課時應該鼓勵學生講出對一些知識難點的理解，讓學生從多個角度分析問題，學生之間互相學習，教師提供引導，最終實現對難點知識的全面理解。南華大學輻射防護與核安全專業，專業基礎課和專業課中研討式教學的比例占到了50%。實驗課和實踐課都要求學生獨立完成課程報告，具體體現在報告題目和內容中，應該體現設計性實驗的性質，這是對理論知識的一次運用，也是對學生工程思維和創新能力的測試。畢業設計選題階段，要求20%以上的題目來自企業生產和研發中的問題。通過強調學生非標準化解決問題能力的培養，使學生具備工程思維，能夠運用所學的知識解決復雜工程問題。

結語

核類專業是傳統的工科專業，在新產業、新業態的新工科背景下，十分有必要對傳統專業進行升級改造。南華大學輻射防護與核安全專業屬于南華大學傳統優勢專業，也正在嘗試開展新工科的升級改造，并取得了一定的成績，確立了新工科背景下的人才培養目標和修訂的培養方案。本文分析了當前新工科建設存在的問題，提出了一些教育改革的舉措，并在輻射防護與核安全專業進行了嘗試推廣，希望對目前核類專業新工科升級改造具有一定的參考意義。