摘要：实践教学是核工程与核技术专业人才培养中非常重要的环节。华北电力大学核科学与工程学院秉承了华北电力大学厚基础、重实践的教学思想，高度重视实践教学，狠抓实验实践环节和过程的教学设计和实验室建设，形成了一套具有华北电力大学特色的核工程与核技术专业实践教学体系，为培养具有基本技能、工程应用及创新思维的高素质复合型核工程应用人才提供理论和实践基础。
关键词：核工程与核技术专业；实践教学；校内实验；校外实习；创新实践
作者简介：曹博（1981-），男，甘肃平凉人，华北电力大学核科学与工程学院，讲师；陆道纲（1965-），男，江苏扬州人，华北电力大学核科学与工程学院，院长，教授，博士生导师。（北京 102206）
基金项目：本文系核工程与核技术专业国家级“特色专业”建设项目（TS10671）、国家级核电“工程实践教育中心”建设项目、国家级“专业综合改革试点”建设项目、北京市教育委员会共建项目、华北电力大学教改项目（X10073）的研究成果。
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2012）21-0032-03
实践教学是高等教育中一个必不可少的教学内容，是培养高素质的具有创新精神和实践能力的应用型本科人才的重要环节。[1]正确地认识实践教学的作用，科学地构建实践教学体系，合理地拓展实践教学的形式是保证整体教学质量的前提。[2]教育部近日公布了《教育部等部门关于进一步加强高校实践育人工作的若干意见》，[3]其中明确提出要强化高校实践教学环节，增加实践教学比重，加强实践教学管理。华北电力大学是一所以电力行业为特色的高校，历来重视实践教学。国家“十一五”发展规划把核电由“稳步发展”提升为“加快发展”，面对这样的形势和国家对核电人才的需求，很多高校新开设了核专业。核工程专业人才培养质量与实践教学息息相关，然而由于核行业特殊性等原因，目前实践教学已成为核工程与核技术专业教学工作中较为薄弱的环节，已成为影响我国核科学与技术高等教育质量提高的瓶颈。[4-6]
作为教育部直属高校中唯一的一所电力类“211工程”重点大学，华北电力大学着力构建“大电力”学科体系，在保持传统火电学科优势的前提下，面对国家能源发展趋势和战略需求，2004年经教育部批准，设置了核工程与核技术专业，成为继清华大学、西安交通大学、上海交通大学和哈尔滨工程大学之后，国内第五所培养核工程人才的大学。华北电力大学核工程与核技术专业是在华北电力大学电气、动力等优势学科的基础上设置的，秉承了华北电力大学重基础、重实践教学思想，强调人才培养要“重实践，强能力”的特色，专业设置之初就高度重视实践教学，狠抓实验实践环节和过程的教学设计和实验室建设，形成了一套具有华北电力大学特色的实践教学体系。
一、核工程与核技术专业实践教学体系
面对核电行业对创新型人才的需求以及其他各种挑战，构建科学合理的实践教学体系对核电人才培养具有重要意义。华北电力大学核科学与工程学院为培养高素质的具有创新精神和实践能力的核工程与核技术专业人才，建立了以校内实验、校外实习以及创新实践三方面为主的本科实践教学体系，如图1所示。
该体系覆盖了从课内实验、开放性实验、金工实习、认识实习、毕业实习、到最终毕业设计的系统化的实践教学环节，使“理论+实验+设计”的课程体系得到进一步完善，强化了实践环节和创新素质培养环节，使学生实现了从第1学期到第8学期实验、实习不间断的系统训练。
1. 校内实验
华北电力大学核工程与核技术专业从基础理论课、专业基础课到专业课都涉及到一系列的实验教学环节，基础课及专业基础课涉及到的实验包括物理实验、电子技术综合实验、工程热力学实验、工程流体力学实验、理论力学实验、材料力学实验、传热学实验等。核工程专业课已初步建成了8个实验室，如图2所示。为相关课程的课程设计、毕业设计以及大学生本科创新计划项目提供实验平台支持。
2.校外实习
华北电力大学核工程与核技术专业的校外实习分为认识实习和毕业实习。核科学与工程学院非常重视这两个实习环节。为了更好地开展校外实习，先后与中国原子能科学研究院、中国核动力研究设计院、清华大学核能与新能源技术研究院、唐山陡河电厂、中国电力投资集团公司等多家单位建立了密切的战略合作关系，形成了固定的校外实习基地。其中，2011年与中国电力投资集团公司联合申报的国家级“核电工程实践教育中心”建设项目已获教育部批准。
二、实践教学具体内容
1.校内实验
（1）核电子学实验室。该实验室为核工程与核技术专业辐射防护与环境保护方向本科生《核数据获取与处理》及校公选课《嵌入式系统设计与实现》教学实验与综合实验服务。主要仪器设备有高性能计算机、数字示波器、专用的电子学焊接、调试平台等，开设并行I/O口及IRQ中断、SCI串行口及定时器（RTI）实验、KEYBOARD实验与动态数码管显示、电力系统常规控制、核电厂应急控制、脉冲信号获取与处理等。训练学生熟悉嵌入式设计的入门级操作，掌握当前主流嵌入式系统的典型基本功能，奠定实用性嵌入式系统设计的基础。
（2）标准放射源测量实验室。该实验室为核工程与核技术专业本科生必修课《核辐射物理基础》服务。主要仪器设备有精密脉冲产生器、G-M计数管探头、智能化定标器、β-γ符合测量装置、单路α谱仪、个人剂量率仪、X-γ剂量检测仪等，开设的具体实验内容包括G-M计数器与放射性计数的统计规律、符合法测量放射源活度、NaI（Tl）单晶γ谱仪辨别未知源、半导体α谱仪测量铝箔厚度。使学生们熟悉了基本探测器的原理，及在辐射测量中涉及到的前置放大器、主放大器、精密脉冲发生器、单道脉冲幅度分析器、多道脉冲幅度分析器、示波器等核电子学仪器的使用，掌握利用探测器进行能谱测量与活度测量的方法，定性的了解各种放射源辐射特性，学会基本的实验数据处理方法，如能量刻度、线性拟合、峰面积的计算、能量分辨率的分析等。
（3）环境放射性物质取样与监测实验室。该实验室为核工程与核技术专业辐射防护与环境保护方向本科生选修课《核环境学》服务。实验室主要的仪器设备有便携式同位素检定仪，γ能谱仪，总α、β测量仪，电子天平及烘箱等，开设具体实验有环境地表γ辐射剂量率测定、土壤中226Ra、232Th、40K含量的测定、低本底总α、β测量仪β探测效率曲线的测定、自来水中总α、β放射性测量。通过实验使学生掌握大气、土壤、水等环境放射性样品采集、制作方法以及低本底α、β测量方法和环境地表γ辐射剂量率测定的方法。
（4）压水堆核电厂模型与演示实验室。该实验室为核工程与核技术专业本科生必修课《核电厂系统与设备》服务。实验室现有包括AP1000核电站核岛、反应堆本体、AP1000屏蔽泵、控制棒驱动机构、冷却剂主泵三级轴封、大亚湾核电站900MW机组模型、蒸汽发生器、稳压器、轴封泵等设备。增强学生对核电厂主要系统设备的感性认识，加深对核电厂生产流程和主要系统调试和运行的理解。
（5）核电厂结构力学与材料实验室。该实验室为核工程与核技术专业本科生选修课《核电运行技术支持》、《核反应堆结构力学》、《核反应堆材料》、《反应堆化水学》服务。主要设备有电子万能试验机、显微维氏硬度计、高温蠕变持久试验机、电化学腐蚀测量装置、管式气氛炉、液压振动台等，开设材料力学性能实验、化学腐蚀实验、金属材料热处理实验、燃料组件、堆内构件等试验件进行实验测定，可测定该构件在地震等载荷下的动态响应，为构件的抗震设计提供依据。培养和提高学生的实验技能，为将来从事反应堆设备设计与材料研究打下基础。
（6）核电厂主控室仿真机实验室。该实验室为核工程与核技术专业本科生必修课《核反应堆安全分析》、《核电厂系统与设备》及选修课《核反应堆控制》服务。主要仪器设备有高性能仿真服务器、高性能仿真工程师站、宽幕背投系统、操作员盘台；主要软件有STAR90仿真开发平台、RELAP5 MOD3.4、NI LABVIEW。开设的具体实验内容包括AP600NPP原理仿真机基本操作、AP600NPP负荷调节操作、AP600NPP瞬态恢复、AP600NP典型事故模拟（包括反应性事故、失水、失流、主蒸汽管道破裂等）、AP600NP非能动安全系统演示。培养学生掌握核电厂的基本负荷操作，反应堆停堆和启动，汽轮机的脱扣和恢复，理解设计基准事故（如反应性事故、失水、失流、主蒸汽管道破裂等）的发展进程、保护系统和安全专设的响应以及操作员正确的应对方法。巩固反应堆物理分析、反应堆安全分析的相关知识点，加深对压水堆核电厂控制系统的组成、功能任务以及主要过程参数如反应堆功率、稳压器压力和液位、蒸汽发生器液位等的控制原理的认识。图3为学生在实验室进行核电厂负荷调节基本操作。
（7）核反应堆高性能计算实验室。该实验室为核工程与核技术专业本科生必修课《核电厂系统与设备》、《核反应堆热工分析》、《核反应堆物理分析》、《核反应堆安全分析》等服务。该实验室拥有一台16节点的高性能计算机集群，安装有系统分析与事故分析软件RELAP、可靠性及概率安全评价软件RISKSPECTRUM、严重事故分析软件GASFLOW、三维蒙特卡罗程序MCNP、燃料组件参数计算程序DRAGON等，为核工程与核技术专业本科生的课程设计、毕业设计、大学生创新性实验等过程中涉及到的数值模拟计算提供平台。
（8）核反应堆热工水力实验室。该实验室为核工程与核技术专业本科生必修课《核反应堆热工分析》服务。主要设备有电加热炉、热电偶、管道泵、涡轮流量计、玻璃转子流量计、数据采集仪器、信号调理器等。开设核反应堆内部流致振动及温度振荡测量的实验，增强学生对核反应堆结构及内部流动的直观认识，掌握实验测量技能，提高动手能力。
2.校外实习
（1）认识实习。认识实习安排在大学二年级的第二学期期末，为期一周。这个阶段处于专业基础课学习之后，专业课学习开始之前。认识实习的目的是让学生对本专业的相关知识有一个初步了解，提高学生专业课程学习的兴趣。
核工程与核技术专业认识实习基于“核、电、动”三位一体的课程设置模式，紧密围绕专业特色，以核反应堆和核辐射防护基础知识为核心实习内容，开展核电生产过程与电力系统、核电厂主要系统与辅助设备的认识和了解；为了扩展学生知识面，增加了火电、风电、水电等各种发电类型介绍和了解。实习中针对不同的实习内容，采取课堂知识讲解、多媒体播放、校内实验室参观及科研院所实习参观相结合的方式。
为了更好地开展实习，实习指导老师通过对核工程与核技术专业，尤其是核电方面专业知识及实习单位的实习内容做专题讲解，帮助学生了解一些基础知识。同时借助学院核电厂设备模型与实物、核电厂虚拟现实与辐射场可视化等实验室的参观，进一步培养学生对核电的兴趣，为校外实习奠定基础。校外实习地点包括中国原子能科学研究院、清华大学核能与新能源技术研究院、唐山陡河电厂等。在中国原子能科学研究院实习中参观了重水堆、轻水堆、微堆、快堆等不同的反应堆，了解了中国核工业的历史及50多年来的发展历程，对各种反应堆的基本原理及主要的系统与设备有了进一步的认识，通过参观学习把基础课、基础理论课相关知识与实践相结合，巩固了专业基础知识。在清华大学核能与新能源技术研究院参观高温气冷堆，了解了高温气冷堆的原理、系统及主要设备，了解了集装箱检测等核技术利用情况，开拓了知识面和视野。通过对不同的反应堆类型的参观建立了感性认识，为后续《核电站系统与设备》等课程的学习做了铺垫。在陡河电厂实习期间，参观了发电机组主、辅设备与系统，进行了仿真机组的实际操作，进一步熟悉了电力生产过程及设备的功能、结构、特点，各主要系统的工作特性，巩固了工程热力学等基础理论课程知识，为后续《汽轮机原理》、《发电厂电气部分》等课程的学习培养兴趣。
（2）毕业实习。毕业实习安排在大学四年级第二学期的开始。目前我院的毕业实习主要包括中国核动力研究设计院的实习和山东核电有限公司的实习。中国核动力研究设计院实习主要有高通量工程试验堆、岷江堆、“615”实验基地的实习及针对相关内容的专题讲座等。学生们在高通量工程试验堆和岷江堆运行组、电气组、热工仪表组、机械组等部门的跟班实习，了解了高通量工程试验堆、岷江堆的工作原理及主要系统与设备，掌握了反应堆物理启动实验的步骤，控制和保护系统的工作方式等专业方面的知识，对核电研究设计单位的工作有了进一步的认识，对从事核电相关工作的规范性、安全性有了更直接的认识，增强了核安全意识，为以后走向核工业单位奠定了良好的基础。通过615试验基地的实验设施的参观，了解了核电设计中工程试验的重要性，开拓了视野，激发了科研兴趣。山东核电有限公司的实习主要包括核电厂全址规划蓝图的沙盘模型的观摩、海阳核电项目至今的建设纪实的参观、AP1000核电技术的设备特点及先进的设计理念学习，核岛、常规岛施工现场参观等。通过山东核电有限公司的毕业实习，学习和了解了核电企业文化、核电站应急、核电站设计管理、核电站施工管理和安全规范，亲身感受了非能动安全先进核电厂AP1000的施工现场，增加了对核电企业的认识，提高了自身对核安全的深刻理解，尤其是对模块化施工等先进理念的学习和现场认识对三代核电先进理念有了更深的了解。
三、结束语
华北电力大学核科学与工程学院秉承了华北电力大学厚基础、重实践的教学思想，高度重视实践教学，狠抓实验实践环节和过程的教学设计和实验室建设，形成了一套具有华北电力大学特色的核工程与核技术专业实践教学体系。通过核工程与核技术专业实验教学体系多角度、立体式的训练，巩固了学生的专业基础和专业技能。通过校外实习拓宽了学生的知识体系，加强了理论与实际的联系，为今后进一步的学习和工作奠定了基础。学生通过参加创新实践活动，提高了科研能力和创新能力。总之，校内实验、校外实习以及创新实践三方面为主的本科实践教学体系建设，为培养具有基本技能、工程应用及创新思维的创新型应用工程人才奠定了基础。
参考文献：
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[6]左国平,于涛,宋碧英,等.深化核类专业实践教学改革提高人才培养质量[J].中国现代教育装备,2011,(1):144-146.
（责任编辑：刘丽娜）