高校創新創業課程案例解析與教學實踐研究

摘" 要：核能在保障能源安全、助力“碳達峰、碳中和”上發揮著重要的作用，核工程專業的創新創業聚焦提高核能技術的利用效率、安全性和可持續性，推動中國雙碳目標與世界能源轉型的實現。基于此，分析了國內外核工程專業創新創業現狀并對環境模式進行對比，闡述了基于國內現狀下西安交通大學在開設核工程專業創新創業課程中的教學實踐經驗，并對核工程專業創新創業發展趨勢展開了分析。研究旨在探討如何在核工程專業創新創業課程中提升學生的創新意識，激發學生的創新意識，培養學生的創新思維能力。

關鍵詞：核工程專業；創新創業；案例分析；培養模式

中圖分類號：G642.4" " 文獻標識碼：A" " 文章編號：1673-7164（2024）35-0171-04

隨著全球經濟的快速發展，各國對于化石能源的消耗大大增加，同時也造成了日益加劇的環境問題。核能因為其清潔、高功率密度、經濟安全等卓越性能，使得各國都在積極研究和探索將其應用于核能發電、核動力裝置、核能供熱在內的各個重要領域。［1］

核工業的發展面臨著諸多的挑戰，亟須培養一批創新型人才。［2］中國的核工程專業需要不斷創新，推動核能技術的發展，提高核能的經濟性和安全性，為中國的清潔能源發展做出貢獻。本研究總結了國內外核工程專業創新創業課程的現狀，介紹了西安交通大學在核工程專業創新創業課程方面的實踐研究，并提出建議，可為國內開設相關課程的高校提供參考。

一、國際核工程專業創新創業案例解析

國際上，不少高等院校在核工程專業領域開展了創新創業活動，這些創新不僅關注如何提高核能技術的效率和安全性，還關注減少利用核能對環境的影響，探索新的商業模式和市場機會。

美國Oklo是一家專注于小型模塊化反應堆的初創公司，該公司由麻省理工學院（MIT）畢業生杰克·德威特和卡羅琳·科克倫于2013年創立。2023年，美國空軍向Oklo授予意向合同，后者將在美國空軍阿拉斯加某空軍基地設計、建造、運營一種先進微型核反應堆，預計該堆于2027年投入使用。［3］

美國NuScale Power是一家專注于小型模塊化反應堆（SMR）技術開發的初創企業，其首席技術官兼聯合創始人José Reyes博士為俄勒岡州立大學核工程和輻射防護系主任。［4］而公司早期的員工均來自Reyes執教時候的學生。2022年7月，美核管會認證的第一個SMR設計便來自該公司。

在聚變領域，同樣誕生了諸多由學校科研項目轉化而來的初創企業。Commonwealth Fusion Systems是美國一家以商業核聚變為目標的能源公司，由MIT創立，該公司計劃在美國建立一座聚變反應堆SPARC，預期在2030年代初期實現商業核聚變發電［5］。英國First Light Fusion則是牛津大學屬下核聚變初創公司，其嘗試開發射彈引燃技術以實現可控核聚變。［6］

總體上看，隨著核工程領域技術的不斷發展，借助強勁的市場活力，國際上許多核工程專業創新創業團隊逐步發展成為初創公司，扭轉了過去很長一段時間以來僅憑借大型科研機構為研究主導的行業氛圍，形成了高校科研團隊突破創新－風投資本支持－政府機構訂單采購的道路，且孕育出了NuScale Power、Oklo等初具規模的核能商業公司。

二、國內核工程專業創新創業案例解析

相比之下，中國的核工程行業的發展主要由中核集團、中廣核集團及國電投集團等主導，總體上看市場活躍度較低，誕生的初創企業較少。

2021年，北京大學物理系本科、斯坦福大學理論物理系博士楊釗回國創辦了中國首家聚變能源商業公司——能量奇點，聚焦于有商業發電潛力的高磁場、高參數、緊湊型高溫超導托卡馬克裝置及其運行控制軟件系統研發。一年后，能量奇點完成融資金額近4億元人民幣的首輪融資。［7］同在2021年，清華大學工程物理系核能所聚變團隊成立了星環聚能，在2022年完成了天使輪融資，金額達數億元。［8］

此外，通過“以賽促教、以賽促學，以賽促改、以賽促建”。國內產業單位聯合，舉辦了多種類型的創新創業大賽，如綜合性的中國國際“互聯網+” 大學生創新創業大賽，針對核工程領域的高校學生課外“核+X”創意大賽，給予了廣大青年學子施展創新創業能力的舞臺。在第七屆全國高校學生課外“核+X”創意大賽中，哈爾濱工程大學的“輻射不育技術——蘋果博士復仇記”團隊以輻射不育技術為原型，通過蘋果博士對侵占果園的蛾子們展開復仇的故事，向觀眾講解了輻射不育技術的基本原理，并在結尾彩蛋中介紹了輻射不育技術在害蟲防治與公共衛生方面的應用。［9］同時，核工業學院的“‘核’心跳動”團隊以患者植入核電池心臟起搏器后重獲新生為故事脈絡，通過形象系統地闡述核電池的發電原理、續航優勢、輻射安全、醫療及深空探測等方面的運用。［10］此類創新競賽為大眾科普了核行業，強化了民眾對中國核工業發展的信心。

核工程行業的龍頭集團內部也舉辦了相應的創新創業大賽，激發內部員工科研熱情，實現以賽助研，將創新創業成果實際對接顯示面臨的工程問題。如中核集團內部，成功舉辦了兩屆科技創新大賽，其中的揭榜掛帥專題賽，為中核內部17個單位釋放26項需求，釋放總訂單合計4億7650萬，吸引了國內眾多優秀項目團隊開展關鍵技術攻關，推動了科技成果落地轉化。［11］

三、西安交通大學核工程專業創新創業案例解析及培養模式

（一）課程培育打基礎

西安交通大學核工程專業致力于培養學生的創新創業能力，開設了創新創業課程，為學生提供了豐富的學習和實踐機會。在核工程專業創新創業大賽案例研究課中，學生團隊對核工程領域的創新創業案例進行深入研究和分析，提出解決方案并進行實踐驗證。經過課程教學，培育出了NUSTER、NUSPACE、NUTURCK團隊，分別獲得第六屆、第七屆中國國際“互聯網+”大學生創新創業大賽金獎、第八屆中國國際“互聯網+”大學生創新創業大賽銀獎。

學校還邀請了一批具有豐富創業經驗的企業家和專家學者擔任創新創業課程的講師，分享他們的創業經歷和成功案例，為學生提供寶貴的經驗和指導。

此外，學校還為學生提供了豐富的創新創業實踐平臺。學生可以在學校的實踐教學中心（工程坊）、中國西部先進核能技術研究院等地方開展創新創業項目，接受專業的指導和支持，提高創新創業成功率。同時，學校還組織各種創新創業比賽和活動，為學生提供展示創新創業成果的機會，拓寬其創業視野。

（二）以賽促教增本領

核工程專業的創新創業課程注重理論與實踐相結合。學生在學習創新創業理論的同時，也會參與各種實踐活動，包括創業項目策劃、市場調研、商業模式設計等，使學生能夠將理論知識應用到實際中，提高實踐能力。課程平臺將不同專業、不同背景的學生進行組合，不僅鍛煉了學生的團隊協作能力，還能拓展和培養他們的創新思維，使其能從更多維度看待自己的產品設計與推廣方式，為他們的創業之路奠定堅實的基礎。

在指導NUSPACE及NUSTER學生團隊參與中國國際“互聯網+” 大學生創新創業大賽過程中，通過鼓勵學生聯合外專業同學進行組隊，制訂市場調研計劃，使得核工程專業學生提升了調查分析的能力和創新創業能力。通過比賽也促使團隊在技術專業性與項目商業性上獲得了平衡，培養了學生為項目制訂和切實可行的商業發展計劃的能力。以賽促教的過程讓學生充分意識到知識產權保護的迫切性與必要性，增強學生撰寫專利的能力，培養學生構建知識產權堡壘的技能，全面提升學生的創新創業意識。

（三）項目引導強應用

基于我國目前核工程行業由各大龍頭企業集團牽引發展的特點，西安交通大學積極將核工程專業創業創新課程與相關需求方進行聯合對接，對在課程競賽的實際研究和操作中發現的工程新現象、新困難與各大科研院所及企業進行交流合作。一方面協助了對接企業的預研需求，另一方面也為創業創新項目獲得了可持續的資源投入及應用需求對接的支持。

在核工程專業的創新創業課程中，NUTURCK團隊學生聚焦于緊湊型核動力能源系統的能源轉換需求，針對多模式多場景的應用背景，創新性地開展了雙模式能源轉換系統的樣機實驗研究，搭建了對應的一體化集成實驗裝置，取得了能源轉換性能的測試數據。［12］基于這一研究成果，西安交通大學聯合對接科研單位，將團隊學生所形成的創新成果開展進一步的項目研究，支撐學生提升凝練出更充分、全面的面向實際工程應用的研究成果。［13］

熱工水力現象是核工程專業領域研究的一個重點，基于“在確保安全的前提下，積極有序發展核電”的方針，尋找并制備傳熱效率高、具備非能動特性、結構簡單可靠的換熱元件是當前核工程專業領域的一大需求，而熱管是一種出色的換熱元件，在核工程領域具備著廣泛的應用潛力。［14］

2020年，NUSTER團隊學生基于課程教學啟發，開展了高溫熱管傳熱特性的實驗研究，攻克熱管制備測試等關鍵技術，制備出運行溫度區間在400℃至600℃的高溫熱管，并完成了相應的性能測試。［15］基于該研究成果，西安交通大學核科學與技術學院積極聯系相關科研院所，針對該項技術進行深度攻關，支撐團隊學生先后針對面向600至1000℃高溫運行區域下的鈉熱管，開展對傳熱性能、傳熱極限、不凝氣影響等關鍵問題的應用研究，獲得一系列原創性成果，［16］支撐并實現了對學生創新探索能力的培養。

四、核工程專業創新創業發展趨勢分析

核工程專業是一個高度專業化且具有科技前沿性的學科領域，隨著核能技術的發展及其應用領域的擴大，對核工程專業人才的需求也將逐漸增加。因此，相關創新創業課程的需求也將隨之增加，核工程專業創新創業課程的發展趨勢將受到多方面的影響。

核能技術的不斷創新和應用將催生一系列新興的產業和商業模式，需要具備創新創業能力的專業人才來應對這些挑戰。因此，核工程專業創新創業課程將更加關注技術創新、商業模式創新等方面的內容，培養學生的創新思維和創業能力。

隨著社會經濟的發展和科技創新的推動，對于創新創業教育的需求也在不斷增加。越來越多的人意識到創新創業能力對于個人職業發展和社會經濟發展的重要性，因此，核工程專業創新創業課程的發展將更加貼近社會需求和學生實際發展需求。

在宏觀層面上，國家對高等教育的改革和創新也將對核工程專業創新創業課程的發展產生影響，國家將更加注重創新創業教育對于人才培養和社會發展的重要性，鼓勵學校和行業科研機構進行人員交流合作，為學生提供更加具備實踐性和前沿性的創新創業課程。［17］通過對學生的聯合實踐培養，將促進核工程專業創新創業課程的不斷更新和完善。

同時，核工程專業創新創業課程將更加注重跨學科的融合。創新創業需要多學科的知識和技能支持，核工程專業創新創業課程要為學生提供跨學科的創新創業教育，培養學生的綜合能力和創新創業素養。

五、結語

隨著全球對清潔能源的需求不斷增加，核能作為一種低碳、高效的能源形式受到越來越多的關注。核工程專業的創新創業將聚焦于提高核能技術的效率、安全性和可持續性，有力推動中國雙碳目標與世界能源轉型的實現。相比于國外較為活躍的產學研用快速轉換及市場化運作模式，國內的核工程專業創新創業模式更多地依賴于各類創新創業競賽。基于此，西安交通大學開設了核工程專業創新創業課程，創設起步階段便成功地在近三屆中國國際“互聯網+” 大學生創新創業大賽中獲得兩金一銀的好成績，其主要歸功于課程的建設模式所解決的教學問題。

第一，提供了實踐機會。課程鼓勵學生參與如“互聯網+”大賽等創新創業大賽實踐項目，通過參與創新創業大賽案例研究，學生能夠接觸到真實的核工程領域案例，從而提供實踐機會，培養學生的實際操作能力和創新思維。

第二，培養了綜合能力。通過對案例的研究和解決方案的提出，學生需要運用所學的核工程專業知識，同時還需要考慮商業、市場等因素，提升綜合素質。

第三，強化了團隊合作。學生需要組成團隊進行研究案例和制訂解決方案，這要求學生之間要進行有效的溝通和合作，培養學生之間團隊合作能力。

第四，提升了創新意識。通過研究創新創業案例，學生能夠了解核工程領域的前沿技術和發展趨勢，激發學生的創新意識，培養學生的創新思維能力。

參考文獻：

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（責任編輯：牛雪璐）

作者簡介：田文喜（1979—），男，博士，西安交通大學能源與動力工程學院副院長，核科學與技術學院院長，教授，研究方向為核反應堆熱工安全與革新型核能系統；王成龍（1989—），男，博士，西安交通大學能源與動力工程學院教授，研究方向為先進核動力概念設計及熱工安全特性分析；秋穗正（1965—），男，博士，西安交通大學能源與動力工程學院教授，研究方向為核反應堆熱工水力；蘇光輝（1966—），男，博士，西安交通大學能源與動力工程學院能源與動力工程學院院長，教授，研究方向為核反應堆熱工水力；張智鵬（1999—），男，博士在讀，西安交通大學能源與動力工程學院，研究方向為先進核動力系統。