核工程與核技術(shù)專(zhuān)業(yè)課程設計教學(xué)探究論文
核工程與核技術(shù)專(zhuān)業(yè)課程設計教學(xué)探究論文
1核工程與核技術(shù)專(zhuān)業(yè)課程設計教學(xué)改革目標
根據核工程與核技術(shù)專(zhuān)業(yè)的培養目標,結合南華大學(xué)該專(zhuān)業(yè)的辦學(xué)特色,從教學(xué)中存在的實(shí)際問(wèn)題出發(fā),本著(zhù)“真題真做,環(huán)環(huán)相扣”的教學(xué)思路,與工程實(shí)際緊密結合,讓學(xué)生掌握核工程計算設計與核儀器研制設計的基本方法,培養學(xué)生綜合運用理論知識和解決實(shí)際問(wèn)題的能力,使學(xué)生的理論知識得到深化,綜合設計能力全面提升。在完成教學(xué)任務(wù)的基礎上,培養學(xué)生具有一定的自學(xué)能力、獨立分析問(wèn)題和解決問(wèn)題能力,學(xué)會(huì )常用環(huán)境放射性測量?jì)x器的正確使用方法;并通過(guò)嚴格的科學(xué)訓練和工程設計實(shí)踐,樹(shù)立嚴肅認真、一絲不茍、實(shí)事求是的科學(xué)作風(fēng),并培養學(xué)生具有一定的生產(chǎn)觀(guān)點(diǎn)、經(jīng)濟觀(guān)點(diǎn)、全面觀(guān)點(diǎn)及團結協(xié)作的精神。結合該校核工程與核技術(shù)專(zhuān)業(yè)的多年課程設計經(jīng)驗,構建一個(gè)結構合理、特色鮮明的核工程與核技術(shù)專(zhuān)業(yè)課程設計實(shí)踐教學(xué)體系;并編寫(xiě)核工程與核技術(shù)專(zhuān)業(yè)課程設計指導書(shū)一份。
2核工程與核技術(shù)專(zhuān)業(yè)課程設計教學(xué)改革內容
為了完成核工程與核技術(shù)專(zhuān)業(yè)課程設計教學(xué)改革目標,具體改革內容如圖1所示,調查分析國內核工程與核技術(shù)專(zhuān)業(yè)課程設計的現狀,結合該校的實(shí)際情況明確課程設計改革實(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)示范中心的基礎上,開(kāi)展包括硬件條件、軟件設施、師資隊伍在內的課程設計實(shí)踐基地建設,及包括課程設計內容形式多樣化和基于項目實(shí)踐的教學(xué)方式改革等的課程設計實(shí)踐教學(xué)體系建設;編寫(xiě)核工程與核技術(shù)專(zhuān)業(yè)課程設計指導書(shū)一份;最終構建課程設計實(shí)踐教學(xué)體系。
2.1課程設計實(shí)踐基地建設
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(zhuān)業(yè)基礎和應用實(shí)驗室,其中專(zhuān)業(yè)基礎實(shí)驗室包括核電子學(xué)、核輻射探測、放射化學(xué)實(shí)驗室,應用實(shí)驗室包括核技術(shù)及應用、核仿真、輻射劑量實(shí)驗室。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)示范中心的基礎上,開(kāi)展包括硬件條件、軟件設施、師資隊伍在內的課程設計實(shí)踐基地建設。(1)軟、硬件條件建設。2014年8月,該校核能與核技術(shù)工程虛擬仿真實(shí)驗教學(xué)中心,成為南華大學(xué)首個(gè)獲批省級虛擬仿真實(shí)驗教學(xué)中心,可推動(dòng)課程設計教學(xué)改革與創(chuàng )新,提高南華大學(xué)核類(lèi)及相關(guān)專(zhuān)業(yè)課程設計教學(xué)科研水平,增強科研成果轉化能力,創(chuàng )新人才培養模式,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)驗教學(xué)中心入選為2014年國家級虛擬仿真實(shí)驗教學(xué)中心。國家級虛擬仿真實(shí)驗教學(xué)中心將建成基于實(shí)驗室局域網(wǎng)的虛擬仿真實(shí)驗課程體系,基于校園網(wǎng)環(huán)境的虛擬仿真實(shí)驗教學(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計課程及項目,達到能在實(shí)驗室局域網(wǎng)條件下滿(mǎn)足專(zhuān)業(yè)課程設計教學(xué)要求,實(shí)現核能工程、核技術(shù)應用類(lèi)虛擬仿真軟件與云平臺的有機結合,為將來(lái)該校以及其他高校核類(lèi)及相關(guān)專(zhuān)業(yè)虛擬仿真課程設計教學(xué)起到示范和共享作用。軟件設施方面,已經(jīng)具備課程設計相關(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(zhuān)業(yè)軟件用于課程設計教學(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(kāi)發(fā)基于三角剖分的二維特征線(xiàn)程序TSMOC,可求解次臨界系統高次Alpha本征函值HARMONY程序,可用于百萬(wàn)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。實(shí)現了課程設計教學(xué)與科研相輔相成,達到了科教相長(cháng)的有益互補。(2)師資隊伍建設。師資隊伍建設方面,以引進(jìn)、自培、在職進(jìn)修方式提升師資隊伍學(xué)歷水平,并聘請國內著(zhù)名核科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)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(kāi)密切合作,如與國家核電技術(shù)有限公司下設的國核大學(xué)簽訂了長(cháng)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(jìn)修學(xué)習及參加學(xué)術(shù)會(huì )議;學(xué)院領(lǐng)導班子積極聯(lián)系資深院士、研究員等來(lái)該校進(jìn)行學(xué)術(shù)講座與交流;同時(shí)鼓勵教師寫(xiě)好中長(cháng)期發(fā)展計劃,提供良好的科研和教學(xué)平臺;并結合實(shí)際,認真抓好德、能、勤、績(jì)全面考核,考核結果與崗位津貼、職稱(chēng)評定、評先評優(yōu)掛鉤。
2.2課程設計實(shí)踐教學(xué)體系建設
(1)課程設計內容形式多樣化。核工程與核技術(shù)專(zhuān)業(yè)課程設計內容形式多樣化。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虛擬儀器設計、蒙特卡羅軟件仿真計算,基于ROOT的數據分析與模擬計算、Matlab軟件反應堆控制仿真、x射線(xiàn)產(chǎn)生截面計算與穆斯堡爾譜分析等。(2)基于項目實(shí)踐的教學(xué)方式。理論教學(xué)與實(shí)驗教學(xué)相結合,引入基于項目實(shí)踐的教學(xué)方式,作為課堂教學(xué)與實(shí)驗的有機補充。通過(guò)引入基于項目實(shí)踐的教學(xué)方式,引導學(xué)生自主發(fā)現問(wèn)題、解決問(wèn)題,培養學(xué)生的創(chuàng )新能力、動(dòng)手能力與團隊合作精神�；陧椖繉�(shí)踐的教學(xué)方式研究,確定不同課程設計內容的具體項目,如核儀器電子學(xué)仿真與制作,可選項目基于Multisim的電壓前置放大器仿真與設計,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的反應堆堆芯模擬,基于Mcnp的NaI探測器探測效率計算等。
3課程設計教材編定
參考其他相近工科專(zhuān)業(yè)比較成熟的課程設計指導教材(如電子技術(shù)、單片機課程設計指導書(shū)),根據課程設計過(guò)程基于項目實(shí)踐的教學(xué)方式,采用不同的課程設計實(shí)踐教學(xué)內容分章編寫(xiě)的方法,結合教師、學(xué)生對課程設計的反饋意見(jiàn),經(jīng)過(guò)“分工、整合、修正”一系列步驟,編寫(xiě)核工程與核技術(shù)專(zhuān)業(yè)課程設計教材一套。結合課程設計老師的教學(xué)經(jīng)歷和模式,目前《“核工程與核技術(shù)專(zhuān)業(yè)”綜合課程設計指導書(shū)》初版已經(jīng)出爐,下設“基于Multisim的電路仿真”、“基于Proteus核儀器設計與仿真”、“基于ROOT的數據分析與模擬計算”、“基于MATLAB的核信號處理與仿真”、“穆斯堡爾譜擬合程序MSU8.EXE的應用”、“X射線(xiàn)產(chǎn)生截面的計算”、“壓水堆單通道熱工水力程序開(kāi)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(xué)參數計算”九個(gè)章節。課程設計教材的編訂,使核工程與核技術(shù)專(zhuān)業(yè)學(xué)生在掌握理論知識的基礎上加強動(dòng)手實(shí)踐及綜合應用能力的培養,同時(shí)也是對教學(xué)內容做一定的擴充,要求掌握MCNP、MATLAB、Multisim、Proteus等工具軟件的使用,提高和培養學(xué)生運用所學(xué)知識分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力以及編寫(xiě)應用程序的能力。
4結語(yǔ)
課程設計實(shí)踐教學(xué)是培養學(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。核工程與核技術(shù)專(zhuān)業(yè)課程設計教學(xué)改革將有利于培養學(xué)生綜合分析、開(kāi)發(fā)創(chuàng )新和工程設計的能力,提高課程設計的質(zhì)量與效果,強化核工程與核技術(shù)專(zhuān)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(lèi)及相關(guān)專(zhuān)業(yè)的課程設計實(shí)踐教學(xué)起到示范作用。
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