核技術(shù)專業(yè)實驗教學(xué)的探討與思考*

劉宏章，邱盛芳，曹 慧

(1.咸寧學(xué)院 核技術(shù)與化學(xué)生物學(xué)院，湖北 咸寧 437100;2.湖南祁東金橋鎮(zhèn)金沙學(xué)校，湖南 祁東 421600)

核技術(shù)專業(yè)實驗教學(xué)的探討與思考*

劉宏章1，邱盛芳2，曹 慧1

(1.咸寧學(xué)院 核技術(shù)與化學(xué)生物學(xué)院，湖北 咸寧 437100;2.湖南祁東金橋鎮(zhèn)金沙學(xué)校，湖南 祁東 421600)

為了實現(xiàn)核工程與核技術(shù)專業(yè)以實驗教學(xué)建設(shè)為平臺，提高實驗教學(xué)水平和質(zhì)量的目標(biāo)，探討核技術(shù)專業(yè)實驗室建設(shè)思路及其組成模塊，探索實驗教學(xué)的新方法，從而提高核技術(shù)實驗教學(xué)的水平和質(zhì)量.

核技術(shù);實驗教學(xué);科研;人才培養(yǎng)

0 引言

隨著學(xué)校核工程與核技術(shù)本科專業(yè)開始招生，新辦學(xué)科的增加，教學(xué)改革的層層深入，其他專業(yè)的實驗室的體制不適合核技術(shù)專業(yè)實驗教學(xué)體制模式.核技術(shù)專業(yè)下分兩個專業(yè)方向，即核電工程方向和輻照化工方向.學(xué)校確立了開辦核專業(yè)、打造核品牌、實現(xiàn)融入地方服務(wù)地方的戰(zhàn)略目標(biāo);確定了以專業(yè)建設(shè)為依托、以實驗教學(xué)建設(shè)為平臺，積極培養(yǎng)合格的核技術(shù)專業(yè)人才.實驗室建設(shè)將緊緊圍繞學(xué)校人才培養(yǎng)目標(biāo)，以“加強基礎(chǔ)，重視應(yīng)用，開拓思維，注重創(chuàng)新，培養(yǎng)能力，提高素質(zhì)”為實驗教學(xué)理念［1］，積極探討核技術(shù)專業(yè)實驗教學(xué)建設(shè)的思路和方法.

1 核技術(shù)實驗室建設(shè)思路

1.1 實驗室建設(shè)的必要性

建好核工程與核技術(shù)實驗中心將有利于核電與非動力核技術(shù)產(chǎn)業(yè)所急需的高層次實用型人才的培養(yǎng)，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供人才的支撐;將有利于非動力核技術(shù)產(chǎn)業(yè)所需要的新技術(shù)的研發(fā)，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供源源不斷的技術(shù)支持;將有利于咸寧學(xué)院學(xué)科專業(yè)建設(shè)與人才培養(yǎng)，為學(xué)校實現(xiàn)融入地方、服務(wù)地方的戰(zhàn)略目標(biāo)提供新的途徑與保障.

發(fā)展核電與非動力核技術(shù)需要方方面面的人才，根據(jù)學(xué)校的實際，核專業(yè)下劃分兩個專業(yè)方向，我校在核電工程專業(yè)方向?qū)⑴囵B(yǎng)從事核電廠控制與運行的現(xiàn)場操作、設(shè)備維護等工作的高級應(yīng)用型人才;輻射化工專業(yè)方向?qū)楹嘶づc民用非動力核技術(shù)應(yīng)用行業(yè)培養(yǎng)高級應(yīng)用型人才，包括輻射設(shè)備的運行、維護以及輻射產(chǎn)品的開發(fā)等方面人才.人才培養(yǎng)目標(biāo)定位突出了實用性.核工程與核技術(shù)實驗中心的建設(shè)將為學(xué)生開展相關(guān)實驗提供良好的平臺，有利于學(xué)生把所學(xué)的知識用于處理實際問題，從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐動手能力，這也正是我校人才培養(yǎng)的主要目標(biāo).

1.2 實驗室組成模塊

核工程與核技術(shù)實驗中心主要是用來滿足核電工程與輻射化工兩個專業(yè)方向教學(xué)與科研的需要，實驗中心包括核探測與輻射防護實驗室、核電子學(xué)實驗室等，其構(gòu)成結(jié)構(gòu)圖如圖1所示:

圖1 實驗室構(gòu)成結(jié)構(gòu)圖

(1)核電子學(xué)實驗室包括精密脈沖產(chǎn)生器、超高頻毫伏表、單道脈沖幅度分析器、符合反符合譜儀、NIM機箱等儀器，目的是讓學(xué)生掌握核工程與核技術(shù)常用儀器的結(jié)構(gòu)性能及指標(biāo)的測量方法，讓修學(xué)本課程的同學(xué)扎實掌握常用核電子儀器的工作原理，核電子技術(shù)基本實驗技能，為在核測量中合理選擇和熟練使用核電子儀器等打下堅實基礎(chǔ).

(2)核探測與輻射防護實驗室包括輻射儀［2］、測氡儀、α譜儀、微機多道γ譜儀、熱釋光劑量儀等儀器，目的是讓修學(xué)核物理、輻射探測、輻射劑量與防護等課程的同學(xué)扎實掌握原子核物理和輻射防護基本實驗技能，同時利用該實驗平臺開展對咸寧核電站周邊區(qū)域環(huán)境監(jiān)測的實習(xí)實訓(xùn).

(3)核電廠仿真實驗室主要目的通過新建核電站虛擬現(xiàn)實實驗室、核數(shù)據(jù)仿真實驗中心、原理模擬機教學(xué)實驗等實驗室，完成核電方向?qū)I(yè)課程的實驗、課程設(shè)計、畢業(yè)論文以及教師的科學(xué)研究等工作，還可聯(lián)合國內(nèi)核電公司開展核電站操作人員的培訓(xùn).

核技術(shù)實驗中心的建設(shè)有利于核專業(yè)人才的培養(yǎng)，有利于學(xué)生參與到教師相關(guān)課題研究;同時能為現(xiàn)有師資培訓(xùn)與開展科學(xué)研究提供平臺，提高核學(xué)科專業(yè)實驗教學(xué)與科研水平.

2 核技術(shù)實驗教學(xué)體系和模式

為了有利于核學(xué)科的交叉發(fā)展，利于培養(yǎng)綜合型、復(fù)合型人才和提高儀器設(shè)備的利用率和核技術(shù)實驗教學(xué)全面改革的需要［3］，提高實驗教學(xué)的管理水平和教學(xué)質(zhì)量，在學(xué)習(xí)我校其他專業(yè)實驗教學(xué)經(jīng)驗和其他院校開辦核技術(shù)實驗教學(xué)經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，我校成立核工程與核技術(shù)專業(yè)實驗室，購買一批核儀器設(shè)備，承擔(dān)核工程與核技術(shù)專業(yè)的教學(xué)任務(wù).

2.1 核技術(shù)實驗的基本教學(xué)方法

根據(jù)實驗教學(xué)的基本要求，在教學(xué)改革中作大量的探索和實踐工作的基礎(chǔ)上和實驗課程體系的總體規(guī)劃上，在理論課程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，加強基礎(chǔ)理論、基礎(chǔ)概念、基礎(chǔ)實驗的強化訓(xùn)練，加強不同專業(yè)課程之間的聯(lián)系，在學(xué)習(xí)核技術(shù)實驗的理論知識的基礎(chǔ)上，按照實驗的基本知識、思想、方法、技術(shù)以及各種粒子的測量及不同測量方法的研究、學(xué)生能力的培養(yǎng)等各不同層次的要求來安排和組織實驗教學(xué)，按照核技術(shù)實驗的教學(xué)規(guī)律，形成從易到難、從簡單到綜合，編寫新的實驗教學(xué)大綱和實驗教材，提高實驗教學(xué)的水平.

首先，基本核儀器原理及結(jié)構(gòu)、基本使用方法，主要為比較簡單的基礎(chǔ)性實驗，實驗?zāi)康闹饕亲寣W(xué)生學(xué)習(xí)和掌握一些簡單核物理量的測量、基本儀器的調(diào)節(jié)和使用，使學(xué)生掌握基本的實驗測量方法，即預(yù)習(xí)、基本操作過程、分析處理實驗數(shù)據(jù)、實驗報告等基本環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，為學(xué)生培養(yǎng)良好的科學(xué)實驗素質(zhì)打下堅實的基礎(chǔ).在基本實驗中，實驗中心還安排了一個相對簡單的、測量性的設(shè)計性實驗，初步培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力，讓學(xué)生學(xué)會初步自己設(shè)計并完成的實驗.例如:放射性衰變漲落的統(tǒng)計規(guī)律實驗［4］，學(xué)生通過此實驗學(xué)會放射性測量的基本統(tǒng)計規(guī)律，同時理解對所使用的輻射儀器的工作基本原理.理解實驗?zāi)康摹嶒炄蝿?wù)、儀器工作原理、儀器特點等基本步驟，理解放射性測量計數(shù)的基本特點，應(yīng)用基于正態(tài)分布理論的格拉斯方法處理分析實驗數(shù)據(jù)，理解放射性測量與一般物理量測量的區(qū)別.

其次，基本實驗測量方法和專業(yè)基本原理的驗證性測量，通過此實驗，使學(xué)生掌握核探測實驗的測量方法、主要核儀器設(shè)備的使用、常用核物理量的測量等，進一步提高學(xué)生的實驗技能.例如:γ能譜儀的認(rèn)識及使用方法實驗，通過基本譜儀的認(rèn)識及操作方法，并逐步增加實驗的難度和所含的知識性，以培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性，激發(fā)學(xué)生的主動學(xué)習(xí)知識的興趣，提高學(xué)生主動尋找學(xué)習(xí)的能力，提高學(xué)生的動手實踐能力.

第三，設(shè)計一部分綜合性和設(shè)計性實驗.設(shè)計性實驗的目的是逐步通過綜合性、設(shè)計性實驗的訓(xùn)練，提高學(xué)生應(yīng)用各種實驗基本技術(shù)、基本實驗方法和實驗儀器的操作能力.綜合設(shè)計性實驗是在掌握基礎(chǔ)性實驗和掌握基礎(chǔ)實驗知識、能力之后，提出一些能夠啟發(fā)學(xué)生發(fā)散思維和提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的實驗課題，讓學(xué)生自主設(shè)計并完成的實驗.例如:γ射線儀器譜測量及γ射線通過物質(zhì)后的能譜變化實驗［5］，使學(xué)生運用所學(xué)的實驗知識、技能，綜合考慮實驗不同的方法、測量儀器的選擇和采用合適的測量條件，讓學(xué)生自主的設(shè)計實驗步驟，并對實驗結(jié)果提前設(shè)想，并通過自己設(shè)計的實驗來驗證結(jié)果的正確性，進一步培養(yǎng)學(xué)生的獨立科學(xué)創(chuàng)新能力.

2.2 開放式實驗教學(xué)方法

核技術(shù)專業(yè)下分兩個專業(yè)方向，即核電工程方向和輻照化工方向，按照兩個方向的人才培養(yǎng)方案，兩個專業(yè)方向所開設(shè)的課程有所不同，因此可以在課程設(shè)置時，設(shè)置適當(dāng)?shù)倪x修課程及實驗課程，滿足不同專業(yè)方向、不同層次的學(xué)生，按照自己的能力和興趣，來選擇他們自己想做、自己設(shè)想的實驗，充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的自主權(quán).

例如，建立開放式、創(chuàng)新實驗室，可以讓學(xué)生按照自己的學(xué)習(xí)需求，自主地選擇合適的實驗項目，也可以將實驗項目安排在實驗室外，按照自己的設(shè)想，自己根據(jù)所查閱知識，選擇合適的實驗項目，選擇室外不同的環(huán)境，設(shè)置實驗?zāi)康?，通過自己自主選擇實驗項目，選擇所需的實驗設(shè)備，自己設(shè)計實驗步驟，不斷的嘗試各種實驗方法，逐步實現(xiàn)實驗所設(shè)想的目的，給學(xué)生充分的自主權(quán)，培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計和動手能力.

3 小結(jié)

核技術(shù)專業(yè)實驗中心探索實踐性教學(xué)的新思路和新方法，重點建設(shè)核探測與輻射劑量測量和核電子學(xué)等基本核技術(shù)實驗，使學(xué)生通過實驗加強理論知識的學(xué)習(xí)，掌握基本實驗技能，有利于學(xué)生把所學(xué)的知識用于處理實際問題，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐動手能力，有利于培養(yǎng)合格的核技術(shù)專業(yè)人才.

［1］趙志祥，周德鄰.數(shù)據(jù)測量和評價工作中的數(shù)學(xué)處理［M］.北京:原子能出版社，1994:83.

［2］盧希庭.原子核物理［M］.北京:原子能出版社，2001.

［3］謝一岡，陳昌，王曼等.粒子探測器與數(shù)據(jù)獲?。跰］.北京:科學(xué)出版社，2004:5 ～54.

［4］田志恒.輻射劑量學(xué)［M］.北京:原子能出版社，1990.

［5］吳慧山.核技術(shù)勘探［M］.北京:原子能出版社，1998.

TL81

A

1006－5342(2011)12－0050－02

2011－09－18

咸寧學(xué)院校級青年項目(KY11058)