核工程與核技術(shù)專業(yè)課程設(shè)計(jì)教學(xué)探究論文
核工程與核技術(shù)專業(yè)課程設(shè)計(jì)教學(xué)探究論文
1核工程與核技術(shù)專業(yè)課程設(shè)計(jì)教學(xué)改革目標(biāo)
根據(jù)核工程與核技術(shù)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo),結(jié)合南華大學(xué)該專業(yè)的辦學(xué)特色,從教學(xué)中存在的實(shí)際問題出發(fā),本著“真題真做,環(huán)環(huán)相扣”的教學(xué)思路,與工程實(shí)際緊密結(jié)合,讓學(xué)生掌握核工程計(jì)算設(shè)計(jì)與核儀器研制設(shè)計(jì)的基本方法,培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用理論知識和解決實(shí)際問題的能力,使學(xué)生的理論知識得到深化,綜合設(shè)計(jì)能力全面提升。在完成教學(xué)任務(wù)的基礎(chǔ)上,培養(yǎng)學(xué)生具有一定的自學(xué)能力、獨(dú)立分析問題和解決問題能力,學(xué)會常用環(huán)境放射性測量儀器的正確使用方法;并通過嚴(yán)格的科學(xué)訓(xùn)練和工程設(shè)計(jì)實(shí)踐,樹立嚴(yán)肅認(rèn)真、一絲不茍、實(shí)事求是的科學(xué)作風(fēng),并培養(yǎng)學(xué)生具有一定的生產(chǎn)觀點(diǎn)、經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)、全面觀點(diǎn)及團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神。結(jié)合該校核工程與核技術(shù)專業(yè)的多年課程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),構(gòu)建一個(gè)結(jié)構(gòu)合理、特色鮮明的核工程與核技術(shù)專業(yè)課程設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)體系;并編寫核工程與核技術(shù)專業(yè)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書一份。
2核工程與核技術(shù)專業(yè)課程設(shè)計(jì)教學(xué)改革內(nèi)容
為了完成核工程與核技術(shù)專業(yè)課程設(shè)計(jì)教學(xué)改革目標(biāo),具體改革內(nèi)容如圖1所示,調(diào)查分析國內(nèi)核工程與核技術(shù)專業(yè)課程設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀,結(jié)合該校的實(shí)際情況明確課程設(shè)計(jì)改革實(shí)踐的方向和重點(diǎn);在已有核工程與核技術(shù)實(shí)踐教學(xué)示范中心的基礎(chǔ)上,開展包括硬件條件、軟件設(shè)施、師資隊(duì)伍在內(nèi)的課程設(shè)計(jì)實(shí)踐基地建設(shè),及包括課程設(shè)計(jì)內(nèi)容形式多樣化和基于項(xiàng)目實(shí)踐的教學(xué)方式改革等的課程設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)體系建設(shè);編寫核工程與核技術(shù)專業(yè)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書一份;最終構(gòu)建課程設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)體系。
2.1課程設(shè)計(jì)實(shí)踐基地建設(shè)
南華大學(xué)核工程與核技術(shù)實(shí)踐教學(xué)示范中心包括專業(yè)基礎(chǔ)和應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室,其中專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室包括核電子學(xué)、核輻射探測、放射化學(xué)實(shí)驗(yàn)室,應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室包括核技術(shù)及應(yīng)用、核仿真、輻射劑量實(shí)驗(yàn)室。示范中心實(shí)踐教學(xué)特色鮮明,具備核科學(xué)與技術(shù)一級學(xué)科碩士點(diǎn)、核技術(shù)及應(yīng)用博士點(diǎn)、核科學(xué)與技術(shù)一級學(xué)科博士后科研流動(dòng)站。在已有核工程與核技術(shù)實(shí)踐教學(xué)示范中心的基礎(chǔ)上,開展包括硬件條件、軟件設(shè)施、師資隊(duì)伍在內(nèi)的課程設(shè)計(jì)實(shí)踐基地建設(shè)。(1)軟、硬件條件建設(shè)。2014年8月,該校核能與核技術(shù)工程虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心,成為南華大學(xué)首個(gè)獲批省級虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心,可推動(dòng)課程設(shè)計(jì)教學(xué)改革與創(chuàng)新,提高南華大學(xué)核類及相關(guān)專業(yè)課程設(shè)計(jì)教學(xué)科研水平,增強(qiáng)科研成果轉(zhuǎn)化能力,創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式,提升學(xué)生的綜合實(shí)踐能力,進(jìn)一步推動(dòng)“產(chǎn)學(xué)研用”一體化進(jìn)程。2014年12月,南華大學(xué)核科學(xué)技術(shù)學(xué)院之核能與核技術(shù)工程虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心入選為2014年國家級虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心。國家級虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心將建成基于實(shí)驗(yàn)室局域網(wǎng)的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)課程體系,基于校園網(wǎng)環(huán)境的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺以及基于Internet網(wǎng)環(huán)境的虛擬仿真教學(xué)平臺,完善已有虛擬仿真課程設(shè)計(jì)課程及項(xiàng)目,達(dá)到能在實(shí)驗(yàn)室局域網(wǎng)條件下滿足專業(yè)課程設(shè)計(jì)教學(xué)要求,實(shí)現(xiàn)核能工程、核技術(shù)應(yīng)用類虛擬仿真軟件與云平臺的有機(jī)結(jié)合,為將來該校以及其他高校核類及相關(guān)專業(yè)虛擬仿真課程設(shè)計(jì)教學(xué)起到示范和共享作用。軟件設(shè)施方面,已經(jīng)具備課程設(shè)計(jì)相關(guān)Multisim、Proteus、Protel、Labview、Mcnp、Root、Matlab等軟件。同時(shí)一方面將NJOY、CITATION、SCALE、DRAGON等核能與核技術(shù)工程方面的專業(yè)軟件用于課程設(shè)計(jì)教學(xué),讓學(xué)生掌握最為實(shí)用的科研程序;另一方面又自主開發(fā)基于三角剖分的二維特征線程序TSMOC,可求解次臨界系統(tǒng)高次Alpha本征函值HARMONY程序,可用于百萬居里級大型鈷源輻照裝置快速優(yōu)化排源程序SPA等軟件系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)了課程設(shè)計(jì)教學(xué)與科研相輔相成,達(dá)到了科教相長的有益互補(bǔ)。(2)師資隊(duì)伍建設(shè)。師資隊(duì)伍建設(shè)方面,以引進(jìn)、自培、在職進(jìn)修方式提升師資隊(duì)伍學(xué)歷水平,并聘請國內(nèi)著名核科學(xué)與技術(shù)專家為中心兼職教授。一方面每年新進(jìn)博士、博士后等人才;另一方面,學(xué)院與核工業(yè)相關(guān)單位展開密切合作,如與國家核電技術(shù)有限公司下設(shè)的國核大學(xué)簽訂了長期人才合作協(xié)議,定期委派教師外出參加培訓(xùn)和交流;鼓勵(lì)年輕教師讀博、出國深造、外出進(jìn)修學(xué)習(xí)及參加學(xué)術(shù)會議;學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)班子積極聯(lián)系資深院士、研究員等來該校進(jìn)行學(xué)術(shù)講座與交流;同時(shí)鼓勵(lì)教師寫好中長期發(fā)展計(jì)劃,提供良好的科研和教學(xué)平臺;并結(jié)合實(shí)際,認(rèn)真抓好德、能、勤、績?nèi)婵己?考核結(jié)果與崗位津貼、職稱評定、評先評優(yōu)掛鉤。
2.2課程設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)體系建設(shè)
(1)課程設(shè)計(jì)內(nèi)容形式多樣化。核工程與核技術(shù)專業(yè)課程設(shè)計(jì)內(nèi)容形式多樣化。如基于Multisim/Proteus的核儀器電子學(xué)仿真,基于Protel的核儀器PCB制作、LabVIEW虛擬儀器設(shè)計(jì)、蒙特卡羅軟件仿真計(jì)算,基于ROOT的數(shù)據(jù)分析與模擬計(jì)算、Matlab軟件反應(yīng)堆控制仿真、x射線產(chǎn)生截面計(jì)算與穆斯堡爾譜分析等。(2)基于項(xiàng)目實(shí)踐的教學(xué)方式。理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合,引入基于項(xiàng)目實(shí)踐的教學(xué)方式,作為課堂教學(xué)與實(shí)驗(yàn)的有機(jī)補(bǔ)充。通過引入基于項(xiàng)目實(shí)踐的教學(xué)方式,引導(dǎo)學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)問題、解決問題,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、動(dòng)手能力與團(tuán)隊(duì)合作精神。基于項(xiàng)目實(shí)踐的教學(xué)方式研究,確定不同課程設(shè)計(jì)內(nèi)容的具體項(xiàng)目,如核儀器電子學(xué)仿真與制作,可選項(xiàng)目基于Multisim的電壓前置放大器仿真與設(shè)計(jì),基于Protel的單道脈沖幅度分析器制作,基于Proteus的定標(biāo)器仿真等;蒙特卡羅軟件仿真計(jì)算,可選項(xiàng)目基于Mcnp的反應(yīng)堆堆芯模擬,基于Mcnp的NaI探測器探測效率計(jì)算等。
3課程設(shè)計(jì)教材編定
參考其他相近工科專業(yè)比較成熟的課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教材(如電子技術(shù)、單片機(jī)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書),根據(jù)課程設(shè)計(jì)過程基于項(xiàng)目實(shí)踐的教學(xué)方式,采用不同的課程設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容分章編寫的方法,結(jié)合教師、學(xué)生對課程設(shè)計(jì)的反饋意見,經(jīng)過“分工、整合、修正”一系列步驟,編寫核工程與核技術(shù)專業(yè)課程設(shè)計(jì)教材一套。結(jié)合課程設(shè)計(jì)老師的教學(xué)經(jīng)歷和模式,目前《“核工程與核技術(shù)專業(yè)”綜合課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》初版已經(jīng)出爐,下設(shè)“基于Multisim的電路仿真”、“基于Proteus核儀器設(shè)計(jì)與仿真”、“基于ROOT的數(shù)據(jù)分析與模擬計(jì)算”、“基于MATLAB的核信號處理與仿真”、“穆斯堡爾譜擬合程序MSU8.EXE的應(yīng)用”、“X射線產(chǎn)生截面的計(jì)算”、“壓水堆單通道熱工水力程序開發(fā)”、“基于MCNP的輻射屏蔽仿真與計(jì)算”、“基于MCNP的壓水堆刪元、組建、堆芯的中子學(xué)參數(shù)計(jì)算”九個(gè)章節(jié)。課程設(shè)計(jì)教材的編訂,使核工程與核技術(shù)專業(yè)學(xué)生在掌握理論知識的基礎(chǔ)上加強(qiáng)動(dòng)手實(shí)踐及綜合應(yīng)用能力的培養(yǎng),同時(shí)也是對教學(xué)內(nèi)容做一定的擴(kuò)充,要求掌握MCNP、MATLAB、Multisim、Proteus等工具軟件的使用,提高和培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識分析問題、解決問題的能力以及編寫應(yīng)用程序的能力。
4結(jié)語
課程設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力、實(shí)際動(dòng)手能力和綜合素質(zhì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。核工程與核技術(shù)專業(yè)課程設(shè)計(jì)教學(xué)改革將有利于培養(yǎng)學(xué)生綜合分析、開發(fā)創(chuàng)新和工程設(shè)計(jì)的能力,提高課程設(shè)計(jì)的質(zhì)量與效果,強(qiáng)化核工程與核技術(shù)專業(yè)學(xué)生的工程實(shí)踐,同時(shí)將為該校以及其他高校核類及相關(guān)專業(yè)的課程設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)起到示范作用。
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