返回首页 在线订单 联系我们

服务热线:021-60766769

产品分类
新闻动态
当前位置:主页 > 新闻动态 >
反应堆热工实验课程改革与探索
发布时间:2018-06-06 点击次数:
实验教学是高校教学体系中不可缺少的组成部分,它不仅能加深学生对相应课程理论知识的理解和掌握,同时对学生分析问题和解决问题的能力、工程实践能力以及创新设计能力的培养都有着重要的作用。但是在实际教学过程中,往往存在对实践教学重视不够,实践教学只是作为一种从属关系来安排,不能与理论教学并重。
随着市场与社会对毕业生的工程实践能力要求越来越高,如何加强实验室建设与实践教学改革、以实现高水平应用型人才的培养已经成为应用型本科院校急需解决的一个问题。加强实践教学环节,培养学生的实践能力和创新精神,提高人才培养质量,是高校教学改革的一个重要方面。近年来,围绕如何培养高素质人才,三峡大学在构建新的实践教学体系、改革实践教学方法与手段、规范实践教学管理等方面进行了探索与尝试。本文针对三峡大学核工程与核技术专业的发展现状,分析了当前反应堆热工实验室建设和实践教学的基本情况,提出了一些实验室建设和实践教学改革的思路。
1 反应堆热工实验教学现状
三峡大学核工程与核技术专业筹建于2011 年,并于2012 年正式获教育部批准招生,虽然开设时间不长。但是在学科设立初期就非常重视学生实践能力的培养,先后建立了核辐射探测实验室、核电站仿真实验室、核电站设备模型实验室和反应堆热工实验室等实验室,基本上满足了核工程与核技术专业的教学实践。其中,反应堆热工实验室现有一套反应堆热工水力综合实验台架。利用该实验台架可以进行竖直管和水平管的单相、两相以及自然对流等工况下的近十种热工水力实验,可以让学生从原理上对反应堆堆芯内的一些单相和两相的热力过程有一个直观的了解。在实验课程的设置上结合现有实验装置安排了竖直管和水平管的单相对流换热实验、竖直管和水平管的两相流动换热实验、自然对流原理实验、流动不稳定性试验以及CHF 原理实验等实验课程。
( 1) 单相对流换热实验
通过该实验,可以让学生了解过冷度、热流密度质量流速等参数对流动换热的影响,了解单相流动换热的基本原理和各参数对换热效果的影响过程,从而对冷却剂在堆芯内的流动换热过程有一个直观的了解。
( 2) 两相流动换热实验
通过两相流动换热实验可以让学生了解两相流动换热工况下的换热特性以及一些影响换热效果的因素,直观的认识两相流动换热基本过程,从理论上对反应堆内发生两相流后会产生的一些现象和特性有所了解。
( 3) 自然对流原理实验
通过实验让学生了解自然循环产生的原理和条件、影响自然循环的基本因素以及提高自然循环能力的方法等,从而对堆芯内涉及自然循环的一些热力过程有所了解。
( 4) 流动不稳定性实验
通过该实验让学生对几种典型流动不稳定性产生的原因以及流动不稳定性的存在会对整个流动系统产生的影响有一个直观的认识。
( 5) CHF 原理实验
主要是通过一个软件设定相关参数,来让学生了解实际中是如何防止堆芯内发生沸腾流动的。另外,现有的实验台架还可以根据实际需要更换不同的试验段,完成一些特殊结构的单相和两相流动换热实验,基本上可以满足现有相关科研和教学上的要求。如果从反应堆热工分析课程理论教学的角度来说,现有的实验课程已经基本上可以达到该课程的教学要求。但是如果从工程实际应用的角度来看,这些传统的实验大部分都是理论实验,只能单一地解释某种机理。无法让学生系统地了解这种机理的产生会对其它相关系统产生何种影响,对于学生整体工程实践概念的培养并没有太大的作用。
而且在现有的实验讲义、讲解实验、学生写实验报告的教学过程中,学生往往是比较被动地去做实验,是为了学分而完成实验,既不能提高学生的学习兴趣,也不能培养学生的创新能力和实际操作能力。因此,结合三峡大学核工程专业反应堆热工水力实验室的现状,有必要对现有的实验课程内容、实验教学方法和实验室管理等方面做一些改革,以满足当前的实验课程教学需要。
2 实验课程和实验方法的改革探讨
2. 1 实验课程的改革探讨
实验教学体系改革是实验教学改革的突破口,是整个实验教学改革的重点和难点。新的实验教学体系要围绕创新教育及人才培养的要求,既要注重纵向知识体系的系统性,又要注重横向知识的相互渗透; 在实验教学课程体系建设中,要以学科特点
培养目标及实验教学自身的规律为依据,构建一个系统性的、多层次的实验教学体系,使学生的实验技能和创新能力得到培养和提高。为了有效地提高学生的实践能力,特别是工程实践能力。结合核工程专业的特点和学校现有的实验设备和师资情况,对现有的实验教学课程提出一些改进的措施。
主要是希望利用现有核电站多功能模拟机的系统实验功能,积极开发模拟机的应用潜力和应用范围,将热工水力实验室和反应堆多功能模拟实验室相结合,将原理性实验和系统设备相结合。尝试将现有的核电模拟机应用于“反应堆热工实验”课程中,通过在模拟机上设计一些典型的热力过程,比如: 单相对流换热可以通过堆芯功率密度和冷却剂流量的改变来让学生了解对流换热的基本过程和对整个系统的影响以及在实际操作中如何对这种流动换热工况进行调节等。将“反应堆热工实验”融入到反应堆系统工况中,让学生从系统层面了解对实际工况的影响,从而建立比较系统的热工水力实验课程。当然这种实验方式的改变还是需要建立在已经完成基本理论实验基础上,学生首先通过进行相关的原理性实验,了解特定工况的热工水力特性,然后再在多功能模拟机上开展针对该种热工水力工况的系统模拟实验。通过模拟实验实际验证该种热工过程对整个实际系统会产生何种影响,通过什么方法可以消除或者减弱由此产生的后果。从而将分散的知识系统化,既加深了学生对理论知识的理解,又提高了学生对理论知识进行实践应用的能力,在一定程度上可以解决理论实验和实践操作脱节的问题。
2. 2 实验方法的改革探讨
除了对实验内容做一些改革外,对于实验教学方法也做了一些探讨。首先尝试改变以往讲实验原理、发实验报告、做实验、写实验报告,教师全盘主导而学生往往被动接受的实验教学模式。将学生作为实验的正真参与者,让学生在整个实验过程中能够发挥他们的主动性,对实验的原理、实施以及最后的结果分析都能给予他们独立思考的过程。在教学过程中,尝试通过教师提出问题、学生寻求解决方案、学生验证方案、学生撰写实验报告的方式,让学生参与到整个实验的过程中,带着自己的思想来做实验,从而达到培养学生自主学习、探索学习和提高学生实践动手能力的目的。
同样,这些教学方法的改进大部分还是应该由教师引导进行,学生自己实践操作,通过教师和学生的互动交流达到培养学生独立思考和解决问题的能力。其次,进一步提高实验后处理的灵活性,在实验结果处理上,除了传统的一些数据处理过程外,通过设置一些思考题或者讨论题,让学生在实验结束后可以再对实验过程有所思考,培养学生发散思维和创新操作的能力。从而,将被动的接受教学变为主动的思考学习,将流程式的实践过程变成一种探索解决问题的过程。
2. 3 实验室管理的改革
传统的实验教学方式一般采用的是“三定式”实验教学。即在实验手段上采用规定好的实验线路和步骤,使用规定的仪器和仪表,并在规定的时间内完成实验,这种“三定式”实验教学,学生没有选择的余地,思维能力和创造能力得不到发挥。那么针对三峡大学核工程专业现有的实验设备和教学条件来说,采用这种“三定式”的方法肯定无法满足学生的实验教学。主要的一点就是这种大型的实验设备台数有限,那么在现有实验条件下,既要完成实验又要保证实验质量就必须在实验室管理上做一些改革。首先,改变传统的定时教学为开放式教学,即在每周选择两到三天作为实验日,实验室对学生全天开放,学生可以根据自己的时间随时来实验室做实验,这样可以让学生有一个比较自由的学习环境。其次,不固定实验项目,在规定的实验项目中每次可以选择做其中一个实验或者其中几个实验,只要在整个实验课程结束后完成所有实验项目即可,从而可以让学生能自由选择和安排实验内容,进一步发挥他们学习的积极性和主动性。
3 结语
通过实践教学理念的更新,在实践教学这个系统工程中,根据实际情况构建合理的实验课程体系,把相关的课程知识链接到实验实践教学中,做到真正意义上的理论与实践相结合。同时使学生在较短的时间内,对知识的掌握有较大的提升,学生的综合应用知识能力和自身素质也得到提高,毕业后进入工作岗位就能得心应手尽快进入职业角色。当然对于实验课程和教学方法的改进还需要不断地进行教学实践的探索才能逐渐完善,新的实验项目和教学理念的合理性和可行性也只能通过教学实践来检验。
电话:
021-60766769
手机:
15216837090