核工程與核技術(shù)專業(yè)課程設(shè)計教學探究論文
核工程與核技術(shù)專業(yè)課程設(shè)計教學探究論文
1核工程與核技術(shù)專業(yè)課程設(shè)計教學改革目標
根據(jù)核工程與核技術(shù)專業(yè)的培養(yǎng)目標,結(jié)合南華大學該專業(yè)的辦學特色,從教學中存在的實際問題出發(fā),本著“真題真做,環(huán)環(huán)相扣”的教學思路,與工程實際緊密結(jié)合,讓學生掌握核工程計算設(shè)計與核儀器研制設(shè)計的基本方法,培養(yǎng)學生綜合運用理論知識和解決實際問題的能力,使學生的理論知識得到深化,綜合設(shè)計能力全面提升。在完成教學任務(wù)的基礎(chǔ)上,培養(yǎng)學生具有一定的自學能力、獨立分析問題和解決問題能力,學會常用環(huán)境放射性測量儀器的正確使用方法;并通過嚴格的科學訓練和工程設(shè)計實踐,樹立嚴肅認真、一絲不茍、實事求是的科學作風,并培養(yǎng)學生具有一定的生產(chǎn)觀點、經(jīng)濟觀點、全面觀點及團結(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)計經(jīng)驗,構(gòu)建一個結(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)計實踐教學體系;并編寫核工程與核技術(shù)專業(yè)課程設(shè)計指導(dǎo)書一份。
2核工程與核技術(shù)專業(yè)課程設(shè)計教學改革內(nèi)容
為了完成核工程與核技術(shù)專業(yè)課程設(shè)計教學改革目標,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)計的現(xiàn)狀,結(jié)合該校的實際情況明確課程設(shè)計改革實踐的方向和重點;在已有核工程與核技術(shù)實踐教學示范中心的基礎(chǔ)上,開展包括硬件條件、軟件設(shè)施、師資隊伍在內(nèi)的課程設(shè)計實踐基地建設(shè),及包括課程設(shè)計內(nèi)容形式多樣化和基于項目實踐的教學方式改革等的課程設(shè)計實踐教學體系建設(shè);編寫核工程與核技術(shù)專業(yè)課程設(shè)計指導(dǎo)書一份;最終構(gòu)建課程設(shè)計實踐教學體系。
2.1課程設(shè)計實踐基地建設(shè)
南華大學核工程與核技術(shù)實踐教學示范中心包括專業(yè)基礎(chǔ)和應(yīng)用實驗室,其中專業(yè)基礎(chǔ)實驗室包括核電子學、核輻射探測、放射化學實驗室,應(yīng)用實驗室包括核技術(shù)及應(yīng)用、核仿真、輻射劑量實驗室。示范中心實踐教學特色鮮明,具備核科學與技術(shù)一級學科碩士點、核技術(shù)及應(yīng)用博士點、核科學與技術(shù)一級學科博士后科研流動站。在已有核工程與核技術(shù)實踐教學示范中心的基礎(chǔ)上,開展包括硬件條件、軟件設(shè)施、師資隊伍在內(nèi)的課程設(shè)計實踐基地建設(shè)。(1)軟、硬件條件建設(shè)。2014年8月,該校核能與核技術(shù)工程虛擬仿真實驗教學中心,成為南華大學首個獲批省級虛擬仿真實驗教學中心,可推動課程設(shè)計教學改革與創(chuàng)新,提高南華大學核類及相關(guān)專業(yè)課程設(shè)計教學科研水平,增強科研成果轉(zhuǎn)化能力,創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式,提升學生的綜合實踐能力,進一步推動“產(chǎn)學研用”一體化進程。2014年12月,南華大學核科學技術(shù)學院之核能與核技術(shù)工程虛擬仿真實驗教學中心入選為2014年國家級虛擬仿真實驗教學中心。國家級虛擬仿真實驗教學中心將建成基于實驗室局域網(wǎng)的虛擬仿真實驗課程體系,基于校園網(wǎng)環(huán)境的虛擬仿真實驗教學平臺以及基于Internet網(wǎng)環(huán)境的虛擬仿真教學平臺,完善已有虛擬仿真課程設(shè)計課程及項目,達到能在實驗室局域網(wǎng)條件下滿足專業(yè)課程設(shè)計教學要求,實現(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)計教學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)計相關(guān)Multisim、Proteus、Protel、Labview、Mcnp、Root、Matlab等軟件。同時一方面將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)計教學,讓學生掌握最為實用的科研程序;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)。實現(xiàn)了課程設(shè)計教學與科研相輔相成,達到了科教相長的有益互補。(2)師資隊伍建設(shè)。師資隊伍建設(shè)方面,以引進、自培、在職進修方式提升師資隊伍學歷水平,并聘請國內(nèi)著名核科學與技術(shù)專家為中心兼職教授。一方面每年新進博士、博士后等人才;另一方面,學院與核工業(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)的國核大學簽訂了長期人才合作協(xié)議,定期委派教師外出參加培訓和交流;鼓勵年輕教師讀博、出國深造、外出進修學習及參加學術(shù)會議;學院領(lǐng)導(dǎo)班子積極聯(lián)系資深院士、研究員等來該校進行學術(shù)講座與交流;同時鼓勵教師寫好中長期發(fā)展計劃,提供良好的科研和教學平臺;并結(jié)合實際,認真抓好德、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)計實踐教學體系建設(shè)
(1)課程設(shè)計內(nèi)容形式多樣化。核工程與核技術(shù)專業(yè)課程設(shè)計內(nèi)容形式多樣化。如基于Multisim/Proteus的核儀器電子學仿真,基于Protel的核儀器PCB制作、LabVIEW虛擬儀器設(shè)計、蒙特卡羅軟件仿真計算,基于ROOT的數(shù)據(jù)分析與模擬計算、Matlab軟件反應(yīng)堆控制仿真、x射線產(chǎn)生截面計算與穆斯堡爾譜分析等。(2)基于項目實踐的教學方式。理論教學與實驗教學相結(jié)合,引入基于項目實踐的教學方式,作為課堂教學與實驗的有機補充。通過引入基于項目實踐的教學方式,引導(dǎo)學生自主發(fā)現(xiàn)問題、解決問題,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力、動手能力與團隊合作精神。基于項目實踐的教學方式研究,確定不同課程設(shè)計內(nèi)容的具體項目,如核儀器電子學仿真與制作,可選項目基于Multisim的電壓前置放大器仿真與設(shè)計,基于Protel的單道脈沖幅度分析器制作,基于Proteus的定標器仿真等;蒙特卡羅軟件仿真計算,可選項目基于Mcnp的反應(yīng)堆堆芯模擬,基于Mcnp的NaI探測器探測效率計算等。
3課程設(shè)計教材編定
參考其他相近工科專業(yè)比較成熟的課程設(shè)計指導(dǎo)教材(如電子技術(shù)、單片機課程設(shè)計指導(dǎo)書),根據(jù)課程設(shè)計過程基于項目實踐的教學方式,采用不同的課程設(shè)計實踐教學內(nèi)容分章編寫的方法,結(jié)合教師、學生對課程設(shè)計的反饋意見,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)計教材一套。結(jié)合課程設(shè)計老師的教學經(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)計與仿真”、“基于ROOT的數(shù)據(jù)分析與模擬計算”、“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算”、“基于MCNP的壓水堆刪元、組建、堆芯的中子學參數(shù)計算”九個章節(jié)。課程設(shè)計教材的編訂,使核工程與核技術(shù)專業(yè)學生在掌握理論知識的基礎(chǔ)上加強動手實踐及綜合應(yīng)用能力的培養(yǎng),同時也是對教學內(nèi)容做一定的擴充,要求掌握MCNP、MATLAB、Multisim、Proteus等工具軟件的使用,提高和培養(yǎng)學生運用所學知識分析問題、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)計實踐教學是培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力、實際動手能力和綜合素質(zhì)的一個重要環(huán)節(jié)。核工程與核技術(shù)專業(yè)課程設(shè)計教學改革將有利于培養(yǎng)學生綜合分析、開發(fā)創(chuàng)新和工程設(shè)計的能力,提高課程設(shè)計的質(zhì)量與效果,強化核工程與核技術(shù)專業(yè)學生的工程實踐,同時將為該校以及其他高校核類及相關(guān)專業(yè)的課程設(shè)計實踐教學起到示范作用。
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