輻射防護與核安全專業教學改革

邵大冬，葛士建

（南京理工大學環境與生物工程學院，江蘇南京 210094）

隨著我國對完善能源供應和調整能源結構的迫切需求，大力發展核電已成為國家戰略抉擇，也是我國實現“雙碳”目標的重要措施。依據國家《能源技術革命創新行動計劃（2016—2030年）》等綱領性文件，我國核電已由過去的“適度發展核電”開始進入“加快推進核電發展”的新時期。隨著我國綜合國力的有效提升，近年來我國的核技術應用領域近年也得到了飛速發展，并于2021年突破萬億元大關。同時，國家《醫用同位素中長期發展規劃（2021—2035年）》的發布也意味著我國核醫學的發展也將進入快車道。

1 核專業人才需求狀況分析

國家需求永遠是人才培養的指揮棒。核專業人才培養，特別是科班規模化培養是國家國防安全和核工業健康發展的基本保障。我國的核專業人才培養始于20世紀50年代。為適應我國核武器事業和核科技工業發展的需要，“兩彈一星”元勛朱光亞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，在北京大學和蘭州大學籌建原子核物理和放射化學專業，并于1958年正式開始招收、培養原子核物理和放射化學專業本科生。這標志著我國核專業人才培養從“師帶徒”模式正式進入科班規模化培養階段。由于核科學技術的高門檻，我國核專業人才培養長期滿足不了國家需求和核工業發展的需求，也存在著一定的人才中途轉行問題[1]。

我國核事業的大發展需要培養大量高素質的核專業研究人才[2]。面對核工業大發展的美好未來和核專業人才嚴重缺乏的現狀，改革開放后國內部分高校紛紛制定新的人才培養計劃，陸續復建、新建和擴建了大批涉核專業。其中輻射安全作為核科學與工程的重要分支之一，直接關系從業人員的生命安全[3]。輻射防護與核安全專業主要研究核輻射防護與核安全技術等方面，涉及輻射監測、輻射防護、輻射安全評價、核廢料與退役核設施處置、輻射事故應急處理等方面；在環保、核電安全、核工業等領域進行輻射防護和核環境治理工程的研究、設計、開發、管理等工作，多服務于核電站或環保等行業和部門。建設輻射防護相關專業，增加該專業的人才培養，對我國經濟社會發展和國防建設、社會和環境協調發展具有重要的現實意義。

2 南京理工大學輻射防護與核安全專業的創立與發展

南京理工大學依托環境工程、安全工程、化學工程與工藝以及材料化學等相關專業的辦學優勢，于2007年向教育部和國防科工委（現工信部）申請設立了輻射防護與環境工程專業，并被國防科工委（現工信部）批準成為國防特色緊缺專業。專業旨在培養具備輻射監測、輻射防護、輻射安全評價、輻射污染防治等專業知識的高素質研究應用型專門人才。2008年，輻射防護與環境工程專業開始面向全國招收、培養輻射防護專業本科生，這比兄弟院校晚了整整半個世紀（北京大學和蘭州大學于1955年籌備、1958年招生）。2009年成立南京理工大學核技術與輻射防護研究所。2010年成立“輻射防護與環境工程專業建設指導委員會”。參照教育部《高等學校核工程與核技術專業本科指導性教學規范》，以民用和軍用人才需求為牽引，結合南京理工大學的學科優勢，進行專業規劃和建設，于2012年獲得了學士學位授予權；同時，根據新版《普通高等學校本科專業目錄》要求，輻射防護與環境工程專業更名為輻射防護與核安全專業。專業設立以來，輻射防護與核安全專業培養了一批從事輻射環境監測和核安全工程的規劃設計、研究開發和工程管理的高水平工程技術人才。畢業生可就職于國家能源（如核電）、國防科技工業、環境保護、醫療衛生等領域的科研院所、高等院校、高新技術企業等，并主要從事輻射環境監測與評價、放射性廢物與輻射污染環境處理與處置、放射性設備設施安全評價與管理等工作。

輻射防護與核安全專業面向全國招生，每年招收1個班，招生人數在30人左右。輻射防護與核安全專業以國家需求和行業需求為導向，制定了相關的人才培養計劃和實施方案。為加強新生對學科專業的切實認知，從2016年開始，陸續開展了針對輻射防護與核安全專業新生的專業認知工作。帶領新生先后到中核集團秦山核電站、田灣核電站、中國科學院應用物理研究所、江蘇超敏儀器有限公司和上海申核電子儀器有限公司等單位進行參觀、學習。

從2012年（首屆）至2022年，南京理工大學的輻射防護與核安全專業本科畢業生260余人，近年來畢業生升學率60 %以上，就業率100 %。升學的高校主要有清華大學、復旦大學和四川大學。升學的科研院所主要有中國工程物理研究院、中國科學院下屬研究所、中國原子能科學研究院、軍事科學院防化研究院。畢業生就業主要面向核電系統、科研院所及環保相關單位。科研院所主要有：中國工程物理研究院、中核集團下屬研究院所、航天科工集團下屬研究院所、中國測試技術研究院輻射所等。環保相關單位主要是地方輻射環境監測站和環保公司。

3 輻射防護與核安全專業教學資源及教學成果

雖然專業設立已有16 a，但仍存在著師資薄弱和設備簡陋等問題。理論教學方面，輻射防護與核安全專業現有專職教師10名，其中兩名新老師在過教學關考核，現僅能開展部分涉核專業課程，且所開的涉核課程雜亂，亟待優化整合。在實驗教學方面，雖然輻射防護與核安全專業在國防特色建設項目和基礎實驗教學平臺建設支持下，建設了約900 m2的專業實驗室并購置了一些儀器設備，但仍只能開展最基本的實驗教學。

輻射防護與核安全專業教材方面主要是采用兄弟院校的教材，以及部分教師自編課程教材和實驗講義。

4 輻射防護與核安全專業課程教學改革措施和成效

核專業培養的人才須具有較高的科學素養。學生在熟練掌握常規的物理、化學和材料等知識與技能的前提下才能學習核專業的知識和技能，并最終勝任核工業的崗位需求。國家需求和核工業的發展需求要求我們盡快提高輻射防護專業人才培養質量。核材料是核工業的基礎，而核燃料化學是核專業的一門重要專業基礎課。本課程教學內容主要講授核燃料（主要是鈾、钚、氚和鋰）極其重要化合物的基礎物理化學性質、制備工藝，以及在核工業中的應用，內容多而廣。

4.1 緊跟行業發展動態，及時更新講授內容

在教學過程中以李冠興院士和武勝院士主編的《核燃料》為基礎，結合行業最新進展動態進行必要的補充與優化。具體講授內容主要包括: 第一章，概述；第二章，鈾；第三章，钚及钚-鎵合金；第四章，釷及釷合金；第五章，彌散燃料；第六章，陶瓷核燃料；第七章，氘氚和氘氚化鋰；第八章，包覆顆粒燃料。

教學內容緊密圍繞專業培養計劃和教學大綱，緊跟行業發展動態，及時更新講授內容。核安全是核工業的生命線和高壓線。筆者將三大核事故案例和國家核安全管理相關法律法規融入實際教學中。這可以有效提升學生未來工作中的安全意識，也有益于我國未來的核安全保障。

4.2 改革教學方法，從催著學變為主動學

為有效加深輻射防護專業學生對核燃料基本知識的理解，進一步提升專業培養目標的達成度，探討與改進課堂教學方法對于提升輻射防護專業學生培養質量具有重要意義。筆者結合近年來的教學實踐，對核燃料化學的課堂教學改革做一些初步探討。

傳統的“灌輸式”教學以教師講授為主，存在著形式單一、師生互動性低和學生參與度差等問題[4]。為了充分發揮學生在教學活動中的主體作用，有效提高學生的學習積極性與主動性，筆者基于現代教育信息技術優勢，結合學校輻射防護專業特色，讓學生自由組合成小規模學習小組。學習小組在教師的指導下圍繞核燃料主題自主選題，分工協作。課堂上，每個小組成員共同提交一份書面報告或PPT匯報，并接受其他學生的提問；最后教師進行總結補充，講解難點和重點。該改革方法由傳統的教師主導轉換成以學生為中心。研究發現，改革后學生的團隊協作、溝通能力、學習興趣、學習主動性和積極性得到了顯著提高，并加深了對核燃料化學課程知識的理解。

4.3 利用多媒體教學手段完善教學模式

核燃料化學課程中很多核工藝過程復雜，很難通過傳統的教學方法講深講透，這降低了學生的學習興趣，使得學生害怕學習該課程。視頻和動畫等多媒體教學手段可以形象生動地展示這些復雜核工藝，輔以教師講解后的教學內容變得生動易懂。這大大提高了學生的學習興趣和教學效果。例如，教師根據教學大綱要求和本專業特點，將三大核事故的反應堆設計、運行、人員管理和應急處理等相關資料以多媒體教學手段進行展示，學生普遍表現出更高的理解度，并建立了初步的核安全意識。

4.4 通過國家基金科研項目促進教學，提高教學效率的改革

將學有余力并有志于核科學相關研究的同學吸納筆者所負責的國家自然科學基金科研項目中，以科研訓練和畢業論文的方式參與項目研究。學生參與項目的材料制備、表征和性能研究，以及實驗數據的初步討論。通過科研項目的參與加深了學生對核專業內涵的理解，掌握了初步的科研技能。

4.5 采用多樣化考核方式

成績考核是教學的重要組成部分之一，可以有效反映教學效果、評定學生對相關知識與技能的掌握程度。核燃料化學教學大綱的成績記錄包括平時成績和考試成績兩部分，均占50 %。傳統的平時成績評價主要依據課堂考勤，存在著考核方式單一和效果不理想的問題。筆者將書面報告或PPT匯報納入平時成績考核中后，學生的學習主動性和教學效果得到了顯著提高。

5 結論

總之，提高核專業人才培養和核燃料化學等課程教學效果的方法和措施有很多，還有很多工作需要去做。但必須以國家需求和行業需求為導向，以教學大綱為依據，培養出綜合素質高、符合我國國防和核工業需要的專門人才。現代教育思想和教學手段的恰當使用有利于教學質量的提高，需要教師虛心學習、積極使用。