时间：2023-08-15 17:25:13
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇化学工程中的伦理问题，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
从总体上来看，现行培养方案的的培养目标及基本要求符合专业特点及专业发展的需要，课程设置及课时安排也基本符合专业的要求。但是现行培养方案也存在着一些问题:(1)理论课的学时较多，容易形成以教师为主导的教学模式，学生自主学习和从事创新性实验项目的时间不足，而且所学习的理论知识难以应用于实践，在毕业实习、毕业设计中表现尤为突出。(2)由于公共课程较多的原因，学生在前三个学期的学习过程中难以接触到真正的专业课程，真正学习专业理论知识的时间非常有限，也造成了安排在大一下半学期的认知实习难以对学生产生相应的专业影响。(3)核心课程的核心地位不突出，既没有从课时上保证，也没有从考核方式上来要求。(4)没有专业概论课程，学生到了三、四年级，对专业的认识还不够清晰，对课程之间的承接关系没有概念，综合运用专业知识来解决实际问题的能力不足。(5)部分课程内容重复，难以形成教学上的高效率。(6)课程体系中没有能很好地跟上现代化学工业中信息化的脚步，已经广泛应用的设计软件，如Aspenplus、ProE等还没有进入课程体系。(7)毕业实习还有待加强，目前安排的毕业实习时间较短，难以达到实习的目的。
2化学工程与工艺专业人才培养模式改革的思路
美国、德国等发达工业国家的统计资料表明，高级工程人才的需求比例为:从事工程科学研究的人才为5%，这部分人才主要以研究和发现工程过程中的基本理论为主，偏重于工程学术研究;从事设计、开发的工程人才约占35%，主要工作是将科学原理和学科体系知识转化为设计方案或设计图纸;从事生产工艺、运行维护、管理销售等工作的工程技术人员约占65%，将设计方案与图纸转化为产品。后两者可以统称为工程应用人才。化工学院在建院之初，就确定了以培养工程应用型人才为主要目标。根据几年来在人才培养的探索与实践过程中，我们认为，确切地说，我们应该以打造工程生产一线工程师、工程技术人员为人才培养的主要目标，也就是说，以培养工程技术人员为主，对于一些学有余力的学生，可以通过进一步的深造和在实践工作岗位上的锻炼，成为工程人才。培养化工类工程应用型人才，就是要强调本科教育的专业性，通过本科教育这一相对完整的人才培养周期，是学生接受相对完整的、作为一线工程师所需要的基本教育，具有一线工程师应有的基本知识、基本能力、基本素质。学生通过这样的教育，应该具有系统的专业基础知识、较强的实践动手能力、主动的自主学习能力、灵活的岗位适应能力，在现有成熟的化工技术和规范的基础上，能够应用理论知识和技术，解决生产实际中的具体技术问题，特别是应用所学专业知识进行集成创新和引进吸收再创新。同时，一线工程师还应具有一定的人文精神和环境意识。现代化学工业，不仅融化学科学、化工技术、艺术于一体，还与自然资源、生态环境、伦理道德等重大社会问题息息相关，在“十”提出“建设美丽中国”的历史背景下，在培养的学生多数服务于生态环境脆弱的西部地区的前提下，更应该注重培养学生的人文精神和环保意识［3］。经过四年的执行，现行培养方案在培养应用型化工技术人才方面起到了重要的作用，也积累了丰富的经验。在新方案修订过程中，要在保持原方案优点，尤其是突出实践教学的基础上，针对原方案的不足，结合现代化学工业新的发展现状以及地区经济，来综合考虑，完成修订工作。基于这样的认识，对于新的培养方案，需要遵循“理论系统够用，突出实践动手，营造工程背景，重视过程培养与评价，提倡自主学习，强化创新训练”的原则。化学工程与工艺专业人才培养方案修订工作的指导思想:以复合型、创新性人才培养为核心，以教学改革、科学研究和服务社会为宗旨，以高素质、重能力、求创新为根本，以学生为主体、教师为主导，培养学生理论知识、综合能力、实践技能和科学素养全面协调健康发展。力求达到理论与实践、基础与提高、传承与创新、教学与科研、素质教育与技术训练的统一。
3化学工程与工艺专业人才培养模式改革的内容
明确提出以转变教育思想和更新教育观念为先导，以完善和落实本科综合培养方案为主线，深化教学改革;优化课程体系，更新教学内容，加强实践环节，改进教学方法和教学手段;加强师资队伍建设，提高教师整体综合素质，形成一支教学科研相结合、教学思想活跃、知识结构、年龄结构优化的教学梯队;注重学生知识、能力、素质、个性的协调发展，强化创新意识，进一步提高人才培养质量，走改革和创新之路，探索教学管理的新机制、新模式，开创教学工作的新局面。
3.1理论课的教育改革(1)深化课程体系改革，构建创新能力和全面发展的化工专业人才培养计划调整知识结构，本着“理论系统够用”的原则，认真梳理现行培养方案中的理论课程体系，根据专业方向，确定4～5门核心课程，凸显核心课的核心地位，以核心课程为中心，构建理论课程体系。将理论课程按课程的特点、内容和相关性进行进一步整合，划分为课程群，即将部分前后有衔接的课程，进行内容整合，减少重叠内容，突出重点，通过课程群的建设，使学生在学习时可以更加连贯，便于融会贯通。(2)改革和更新教学内容，积极吸收本专业科学技术发展的新成果，将化工及相关领域新技术、新成果纳入课堂教学;(3)深化教学方法改革，尊重学生个性发展，推进启发式和讨论式教学方法，提倡案例教学;主要课程注重引进和选用国内外优秀教材，不断促进本科教学质量的提升。(4)改革教学技术，推行现代化教学手段。包括:多媒体、网络、仿真等。尽可能采用双外语教学。(5)改进教学和管理机制，在理论教学过程中，重视过程培养和评价，并以此为契机，提倡学生自主学习，在教学大纲上和教学内容上引导学生自学。
3.2实践性教学环节的教育改革工程技术人才的创新能力集中体现在工程实践活动中创造新的技术成果的能力，包括新产品和新技术的研发，新流程和新装置的设计，新的工厂生产过程操作运行方案等。反映在教学过程中就是工程实践能力的训练和培养。因此在改革中高度重视和加强实践类教学环节，继续保证实践教学的突出地位。在实践性教学环节中，构建由易到难，贯穿全程，逐步贴近工程实际的实践教学体系，保证实践教学环节比重在整个培养方案的比重不低于25%，适当调整理论教学课程，使教学前移，为学生创造更多地时间参与工程实践，并积极创造条件推进“3+1”培养模式的改革。对教学计划内要求的实践性教学，结合工程实际，以实验与工艺基本操作技能训练为基础，积极开展教学改革和建设。具体方案:在基础实验方面，重视对学生实际动手能力、规范操作和严谨务实的作风的培养。在专业基础实验方面，结合地区经济的发展和教师的科研方向开发大综合专业实验项目，逐步引入具有工程意义的实验项目，增加综合性、设计性和研究型实验的比例。为后续实践教学、创新性实验项目、学科竞赛、毕业设计等环节奠定基础。在校内实训平台建设中，基于工程背景及地方产业特点，以培养学生动手及实践能力和工程意识为出发点，形成满足培养化工类专业和相关专业的实践综合能力训练及培养的实训课程体系。以学校建设化工实训中心为契机，加强工程实训，弥补毕业实习过程中只能看不能动的缺憾，是学生真正了解化工厂。在毕业实习和毕业设计(论文)环节，贯彻卓越工程师计划，建立学生到企业和社会开展实践实习的有效机制。精选认识实习单位，加强基地建设，继续为学生在毕业实习过程中提供“顶岗实习”机会，结合就业，让学生能够在就业后缩短适应期。提高学生对专业的认同度和优越感，提高学习本专业的兴趣。毕业设计以工厂实际设计为题，毕业论文以教师科研为题。落实理论联系实际，结合工程与科研实际，一人一题，真题真做。实施双向选择和规范化管理。使学生的分析问题、解决问题、协作精神、创新意识和能力等得到充分锻炼。
3.3课堂外教学环节的教育改革对教学计划外的实践能力培养，可通过开展各类科技创新实践活动、大赛和专业技能培训的形式进行延伸。加强科研与实践教学的融合，组建学生科研兴趣小组，强化化工设计、计算机辅助设计等环节，全面训练实践能力。目前我院已开展大学生创新实验、校级“化学实验技能竞赛”，参加全国大学生挑战杯、“PRO/E建模设计大赛”和全国大学生化工设计大赛”等赛事上取得好成绩。2012年、2013年、2014年由中国化工学会、中国化工教育协会、教育部高等学校化学工程与工艺专业教学指导分委员会举办的国内包括清华大学、天津大学、浙江大学等百所高校参加的“中国石化－三井化学杯”杯大学生化工设计竞赛中，以本专业学生为主的代表队最终获得全国一等奖二项，全国二等奖四项的优异成绩。这些活动的开展即可从多方面培养大学生的创新思维和工程技能，培养团队协作精神，增强大学生的工程设计与实践能力，又可帮助学生发现、发展各自的志趣、潜力和特长，并对学生的就业和考研起到积极作用。
4结语
当前化学（教育）专业课程存在的问题主要有：1.学科及专业基础课程内容过于“学术化”。长期以来，受“重学术、轻专业”传统思想的影响，化学（教育）专业课教学从教学目标、教学内容、教学方法及评价方式都是以高等化学专业知识传授和训练为中心，而与中学化学教学的需要和特点联系专业课程的开设却很少，从而影响了从教者职前技能、从教能力和教研能力的培养和提高。2.化学专业教育课程占比重过低。目前化学（教育）专业课程设置中，教育专修课程在教学计划中所占比重只有7%，这一比重大大低于当今西方国家教师教育专业教育课程占课程20%-30%的水平。同时，作为提高学生教育教学能力的重要实践环节———教育实习也从过去的12周缩减为现在的8周。这与教师专业化理论对职前教育的要求差距很大，这样很难培养出合格教师应具备的教育理论知识和实践工作能力。3.通识教育课程综合性不强。目前对化学教育专业所开设的通识教育课程整体来看综合性不够，缺乏学科之间的综合，即自然科学、人文科学之间的综合，学生学到的知识都是单科化的，他们很难掌握不同领域知识之间的内在联系，无法综合处理不同学科的信息和概念，背离了开设通识教育的真谛。4.面向基础教育的课程设置不够完善。目前化学（教育）专业的课程体系中研究基础教育的教育理论、课程内容、实践课的课程所占比例较少，不适应基础教育改革的要求，所设置的课程跟不上基础教育的变化。
二、化学（教育）专业课程改革构想
教师的素质结构体现了教师专业化程度，教师教育的课程结构是决定教师素质的主要因素。而化学（教育）专业课程的设置又是化学教师专业化的落脚点和决定化学教师专业水平高低的核心因素，根据教师专业化理论，化学（教育）专业课程设置应作如下改革创新。
1.设置综合性的通识课程
通识教育的目的是培养塑造学生正确的人生观、世界观、人文精神、健全人格与教师气质，以及认识事物、观察解决问题的能力，增强学生处理社会关系和与人交流、协作的能力。因此，我们建议对化学（教育）专业开设政治理论（包括哲学）、外语、高等数学、普通物理、体育、计算机理论及应用等通识课程的基础上，再增加一些人文科学基础课程，如人类学、伦理学、人口生态学、大学语文、艺术教育等课程，同时开设与化学相关学科的综合课程。提高通识课程在总课程中占的比例，优化课程内容，突出课程内容的综合性，使学生从宏观整体上把握人文知识和自然科学知识。
2.设置适合教师教育特色的化学专业课程体系
化学专业课程既是为培养化学专门人才而设置，又是化学教师教育的核心内容，体现学科的“学术性”。然而，我国教师教育特色化学学科专业课程设置过于重视学术性，而削弱了专业性。目前化学（教育）专业学生欠缺的并不是化学专业基础知识，而是化学与社会、能源、材料、生活等方面的相关知识，及化学专业与中学化学教育密切联系的相关知识。因此，从教师教育化学专业的培养目标出发，应在大一和大二开设专业基础课，大三开设环境化学、材料化学、生命化学、化学与能源、化学与社会等课程，并加强学科内、学科间的相互渗透。选修课应增设学科前沿性知识、与基础教育课程相关的知识，使学生认识到学科在当前基础教育新课改中的变化及要求，并有效将化学学科教学从知识与技能、过程与方法、情感态度价值观等几个方面进行；实验课程的设置上应建立一套全新的实验教学体系，以提高学生的综合实验能力，使学生形成并发展综合的、现代的实验研究与实验设计能力；在实验教学方法和教学模式上应突出综合性、开放性及学生自主性，并加强讨论式和探究式教学模式。这样对提高化学（教育）专业学生的综合素质能力，适应21世纪基础教育改革的需要提供必要的保障。
3.丰富化学教育系列课程
化学教育的课程设置是为学生未来从事教育教学工作提供一定的理论基础和方法指导。因此，化学教育系列课程应该在心理学、教育学的基础理论及相关学科课程基础上，开设化学教学论、中学化学教材分析与教学设计、化学史、化学教学艺术、化学教育测量与评价、化学与社会、计算机辅助化学教学等课程。同时，化学教育课程应注意联系中学化学教育教学实际，使学生在未来的工作中能将所学的知识运用到日常教育教学工作中去。
4.化学教育实践课程多样化
教育实践课程是教师教育专业最突出的体现，是提高学生教学技能的重要途径和核心环节，是教师教育专业教学计划中不可缺少的教学过程。“教育实践不只是传统意义的一个教学环节，而是一个教学过程，而且，与其他理论课的一门一门结业不同，它是教师教育专业学生在校期间(包括寒暑假)都要不间断地进行的最为完善的教学过程，是包括教学技能训练、教育见习、教材教法研究、模拟教学和教学实践等内容在内，并由此形成的大教育实习观指导下建立起来的全程教育实习模式，其最大特征就是全程。”
1991年我到加拿大的西安大略大学留学，同时担任该校“工程伦理学”课程的助教(T.A.)。这是一门面向全校工科学生开设的选修课。尽管它不是任何一个系的必修课，但是每个学期的学生人数高达400人。基本原因是，工科学生在毕业取得学位以后往往要参加“职业工程师”执照考试，而工程伦理学是该考试的主要内容之一。该课程的考试由两部分组成，期中论文占40%，期末笔试占60%。作为助教，我的工作是批改期中论文和期末考卷。期中论文的内容至今记忆犹新，它主要是要求学生用课堂上学到的工程伦理学理论原理和相关法律规则对一个真实案例做理论分析。
该校化学工程系的某学生在毕业后在一家小公司幸运地找到了一份工作，很快他发现这是一项对环境有严重破坏效果的工程。经过初步考虑，他发现自己主要有四个选择：①辞职，这样一来可以避免自己做破坏环境、违背伦理的事情，但是，在当时恶劣的经济状况和就业环境之下，再找一份工作绝非易事。在尊重个人利益的西方价值体系中，这种考虑是合乎情理的。②劝说公司老板増加环保措施，事实上在此之前己经有工程师提出过这种建议，结果是惨遭解雇。③告密，希望政府环保部门能够阻止这项工程的继续实施。政府可能对公司课以罚款，公司将倒闭，最终他还是会失去工作，最重要的是，告密违反了“对雇主忠诚”的原则。在欧美早期的各种工程师职业规范中，这一条曾经被列为“最高原则”。当代工程伦理体系尽管加上了“对职业的忠诚”和“对社会公共利益的忠诚”，然而“对雇主忠诚”和“保密原则”仍然得到工程界和社会公众的普遍承认。④若无其事、继续工作。这样虽然可以暂时保住工作，但是必须昧着良心干破坏环境的工作，而且一旦东窗事发，同样面临公司倒闭和个人失业的命运。更严重的是，这个年轻人还会失去经过几年努力而获得的“职业工程师”执照，而且短期之内无法重新申请。何去何从?这位年轻人面临一个艰难的选择。
因为该案例没有标准的正确答案，所以学生给出的答案五花八门。尽管如此，这种案例分析提高了学生学习工程伦理学的兴趣，并为他们将来在实际工作中可能遇到的工程伦理选择提供了一次实战训练。现在看来，工程伦理学的教学和制度性实施为保护环境和公众利益提供了一种除政府行为(比如对公司处罚)以外的另一种有效措施。这里面包含某种值得我们借鉴和学习的东西。工程伦理学是一块可以攻玉的他山之石。
虽然工程伦理的概念在西方工业化初期的某些行规和条例中己经开始出现，然而主要是在过去的20年里，随着保护环境和可持续发展逐渐成为世界经济和社会生活的重要主题，工程伦理的研究、教学和制度性实施在西方各国才有了长足的进步和发展。比如美国工程和技术认证委员会(ABET)在20世纪80年代就明确要求美国各大学的工程教育必须包括工程伦理的教育课程才能通过认证。1996年推出的美国工程师“工程基础”考试的修订本也包含了工程伦理的内容。英国、法国、德国、日本、加拿大、澳大利亚等工业发达国家的工程师专业组织也都纷纷制定或更新了本专业的伦理规范，认同、接受、履行工程伦理规范是成为职业工程师的必要条件。到20世纪90年代中期，我国台湾的工程界和教育界也把工程伦理教育作为工程师必备的专业素养，并开设了工程伦理学课程。
2工程伦理学与国家的可持续发展策略
在过去的几年里，构建和谐社会和追求可持续发展逐渐成为我国政治和经济生活的主旋律。像计划生育政策一样，可持续发展也将成为我国的一项长期基本国策。因为随着经济的持续増长，不可再生的资源将越来越少，环境的污染和恶化将抵消经济増长所能带来的所有成就，工程从业人员职业道德规范的缺失将给社会带来广泛、有时可能是巨大的灾难性后果。有一种流行的观点认为，像环境污染之类的现象是工业化过程中不可避免的负面效应，是经济増长的必然代价。这种观点是以历史决定论为思想基础的，即历史的发展必须遵循自身的某种严格的逻辑规律，我们不可能跨越历史发展阶段而实施相应的政策和措施。英国哲学家波普尔曾经在《历史决定论的贫困》(1957)中从理论上系统地批驳了历史决定论6]。从现实的角度来看，我们没有任何理由相信，在充分认识到环境污染和资源枯竭的危害以及纠正这些错误所将要付出的巨大代价之后我们不可能有所作为，我们必须重复西方发达国家己经走过的弯路和陷阱。新一届中央政府顺应时代潮流，与时俱进，将国家发展战略从过去的追求单纯的经济増长调整为追求可持续发展，全面的发展观和构建和谐社会成为当代中国政治经济生活的第一主题。用西方的话来说，工程伦理学在当代中国是一■项“政治上正确^(politicallycorrect)的事业。
作为研究工程伦理学的学者，我们是否己经准备好了呢?显然没有，事实上我们已经滞后于时代的步伐。政府目前比我们的动作更快。国家人事部、建设部、国家环境保护总局于2006年6月己经联合颁布《关于印发“注册环保工程师制度暂行规定”、“注册环保工程师资格考试实施办法”和“注册环保工程师考核认定办法”的通知》并规定，申请全国勘察设计注册环保工程师资格考核认定的专业技术人员符合考核认定条件，经测试合格后，即可取得《中华人民共和国注册环保工程师资格证书》。根据同期由中国环境保护产业协会的全国勘察设计注册工程师环保专业委员会秘书处编辑的《注册环保工程师执行资格考核认定测试手册》，参加考试的人员不分专业方向，但是，凡是与环境保护相关的工程项目的主要工程师都必须具备《中华人民共和国注册环保工程师资格证书》。考核内容主要分为两个方面:①涵盖环保专业相关的法律、法规、政策、标准、规范，②水污染防治、大气污染防治、固体废物处理处置和物理污染防治等方面相关的专业知识。
关于考试内容有两点值得引起我们的注意。第一，《测试手册》完全缺乏伦理和道德的维度，也就是工程伦理学中的典型内容，比如工程师的职业道德和规范，对雇主、职业和社会公共利益的忠诚，工程伦理的基本原则，各种利益冲突的处理，等等。从文化差异上来看，中国在历史上长期实行的是仁义和道德政治，并非法治，这种政治文化在国民的心理特征中有根深蒂固的积淀。相比之下，西方的政治具有明显的法治特征。中国目前的目标是构建法制社会，但是这并不等于说我们可以放弃道德和伦理的维度。实际上两种政治理念各有长处和短处，如果说法治主要强调的是外在的社会约束，那么道德伦理主要强调的是内在的自我约束，没有理由认为我们只能取其中的一样而必须放弃另一样，两者应该是互补的关系。在我国构建法制社会是否完成，何时能完成都存在疑问的情况下，特别是工程伦理在西方国家己经证明工作有效的情况下，完全放弃伦理道德维度和中国传统的政治文化显然是一个错误。所以我国工程伦理学界的首要任务是要争取将工程伦理的内容放进各种职业工程师资格考试中去。
第二，目前的考试和学习内容对工程师面对未来可能遇到的伦理挑战和利益冲突没有太大的直接帮助。西方的工程伦理学教育己经经历了两个主要的发展时期。开始采取的是“从上致下”的教学方法，即首先讨论的是工程伦理学的基本原理和原则，然后再将这些原理和原则应用于工程的实践案例，教学实践证明效果不理想。然后普遍采用的是“从下致上”的教学方法，即从案例教学出发，然后再引入基本概念和理论性的原理原则分析。教学实践证明，“从下致上”的教学方法能很快引起工科学生学习工程伦理学的兴趣。像本文开始介绍的那种案例分析显然对工程学生面对未来可能遇到的伦理挑战和利益冲突是一次实战演练。
3工程伦理学在中国的学术建构
目前看来工程伦理学在中国的发展至少应该包括以下几个方面:①学术研究:由几个主要的理工院校牵头，系统研究欧美各国的工程伦理研究、教学和制度实施状况，翻译国外重要的工程伦理学教材。②课程教育体系的建立:在学术研究的基础上，开始编写自己的工程伦理学教材，培训工程伦理学教师队伍，在理工院校开设工程伦理学的选修课。逐步争取工程伦理学成为全国理工院校工程教育的必修课。③开展工程伦理学的中国化研究，收集本国的工程伦理案例，研究西方的工程伦理学基本原则和理论体系，中西伦理文化的区别，整合中国当代和传统的伦理价值观念，建立成熟的工程伦理学基本原则和理论体系。④推动建立中国的“职业工程师”考核制度，并使工程伦理学成为相关考试的内容。
在我国发展工程伦理学有必要借鉴我国生命伦理学的发展过程和经验。我国的生命伦理学在邱仁宗先生的倡导下，经过20多年的研究和发展，己经初具规模。己经形成北京、上海和武汉三大生命伦理学研究中心。中国的生命伦理学研究己经取得国际学界的认可，并于2006年8月在北京承办了第8届世界生命伦理学大会。医学伦理学己经成为全国医学院的必修课程。生物医学研究伦理审查制度己经得到生物和医学界的认可，原来是生命伦理学的学者找生物和医学研究者做伦理审查，现在是他们主动找上门要求做伦理审查，因为在国际著名生物医学杂志上必须有伦理审查委员会(RB)的审查报告。综观我国生命伦理学的发展过程，大致上可以分为三个阶段:①案例研究，②生命伦理学基本原则和价值体系的理论分析，特别是四个基本原则之间的冲突和关系研究。③生命伦理学基本原则和价值体系的中国化研究。目前我国的生命伦理学研究己经进入第三阶段。
工程伦理学和生命伦理学同为应用伦理学，尽管两者有所区别，还是应该有许多共同之处。在我国发展工程伦理学应该观察生命伦理学过去二十年的发展过程，他们的成功经验。比如工程伦理学的理论发展可能也要经历类似的三个阶段。工程伦理学界是否也可以建立工程伦理审查委员会，政府让工程伦理学专家对重大工程进行工程伦理审察，并使它成为一种制度?在科学全面发展观和可持续发展的政治环境下，这可能成为一项有益而且长期可行的措施。当然西方目前己经证明行之有效的措施是建立“职业工程师”执照制度。
工程伦理学和生命伦理学，作为应用伦理学，一方面，它们应该从理论伦理学获得理论资源;另一方面，它们可能为理论伦理学的理论新发展提供经验动力。在科学的历史发展过程中，每次观察手段和实验仪器的改进(比如望远镜和显微镜的发明)都会带来大量新的科学事实，这种新的科学事实都无一例外地为科学的理论发展提供了新的经验基础和动力。对伦理学而言，情况可能类似。科学技术的进步带来了大量新的伦理事实和种种前所未有的伦理问题，这种新的伦理事实和问题应该为伦理学的理论发展提供新的经验基础和动力。应用伦理学可能使理论伦理学脱胎换骨，成为一门经验的学科。
Abstract： In the rational use of nuclear energy， at the same time people should pay attention to the radiation effects generated by α-ray， β-ray， γ-ray and neutron radiation of radioactive material. In order to reduce the radiation hazards， in addition to away from the radiation source and reducing the radiation time， the choice of appropriate shielding form is particularly important. This paper investigates the common shielding materials and structures， explores their application scenarios， and compares the advantages and disadvantages of various shielding forms.
关键词：放射性物质；辐射防护；屏蔽；材料；乏燃料
Key words： radioactive material；radiation protection；shielding；material；spent fuel
中图分类号：X591 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）15-0160-04
0 引言
原子能科学成果与技术应用在人类发展史具有划时代的意义[1-3]，在医疗应用、国家安全、工业探伤等领域得以广泛应用，并展现出来广阔的美好前景。技术的两面性在生活中无处不在，原子能也不例外。人类在享有原子能技术带来的美好成果的同时，辐射作用也会带来某些直接或者间接的危害[4，5]。
原子核从一种结构转变为另一种结构，或者一种能量状态转变为另一种能量状态过程中，释放出来微观粒子流[6-8]。这种能自然的向外辐射能量，发出射线的物质，称为放射性物质，一般都是相对原子质量较高的金属，如钚，铀等。放射性物质发出的射线可分为α射线、β射线、γ射线和中子射线[9]。射线对人类正常的生产生活影响很大，应努力避免和减少其危害。辐射防护作为原子能科学与技术领域的重要组成部分，在合理利用原子能的同时，为保护环境和人类健康提供了科学依据。辐照防护的三原则有[10，11]：
①时间防护：累计剂量的大小与受照时间成正比。受辐射时间越短，危害越小。
②距离防护：由辐射引起的剂量率水平与该处到放射源距离的平方近似成反比。距离越远，该处的剂量率越低，危害越小。
③屏蔽防护：在人与放射源之间增加一道或几道防护屏障。屏蔽设计应根据辐射水平的高低、辐射分区的要求、操作的性质以及对空间大小的要求等，选择适宜的屏蔽材料和屏蔽w设置的形式，通过计算分析并考虑合理的裕量来确定屏蔽体的厚度。
常用的屏蔽材料有金属、混凝土等，如表1所示。
1 常见屏蔽方案
美国核管理委员会（NRC）对屏蔽的定义为：屏蔽是任何能吸收辐射的材料或屏障，有助于保护人员或材料不受电离辐射的影响。选择合适的屏蔽材料，确定屏蔽的结构形式和参数，有助于妥善处理放射性问题。
1.1 水
在核电站乏燃料的后处理中，从反应堆卸出的乏燃料组件，具有较强的放射性，必须贮存一段时间后才能运输。依据GB 11806-2004的规定[15]，正常运输条件下，在运输容器外距表面2m处任意一点的剂量率值不得超过0.1mSv/h。为使其放射性和衰变热降低，必须在反应堆的贮存水池中存放并冷却一段时间。同时，一定厚度的水可以保障人员在水池上方的观测安全和环境安全。如图美国核能协会给出了水池的三个关键液位[16]。
使用水作为屏蔽材料，缺点也比较明显，乏燃料水池冷却系统需要持续工作[17，18]，废液属于二次污染物，运行和维护成本较高。水池贮存周期一般为5～10年，随着我国核电站运行时间的增加，水池的贮存能力趋于饱和，有待于采用其他方式进行最终处置或处理。
1.2 钢-铅
大多数的辐射屏蔽采用金属铅，辅以钢结构支撑。铅的优点为成本低、容易成型、屏蔽性能好。铅属于重金属，缺点是对人体有害，操作时需要注意防护，处置方式也会受限制。
中国核电工程有限公司设计的GY-40型运输容器[19]，是运输工业用钴60放射源而设计的铅屏不锈钢容器，主要屏蔽材料为铅，外层采用不锈钢支撑，主体外形示意见图2。辐射屏蔽采用不锈钢-铅-不锈钢结构，通过严格的试验验证，容器的各项功能均满足国家法规标准的要求。这样的屏蔽结构能保证在放射源运输途中，人员和环境的安全。
作为铅屏容器，灌铅质量直接关系到乏燃料的屏蔽能力[20，21]，因而制造过程中的灌铅工艺是关键。
1.3 球墨铸铁
20世纪八十年代，原西德Siempelkanmp铸造公司研发了一种100t重的球墨铸铁容器，并根据核燃料容器可能遇到的事故工况，进行了9m跌落，800℃火烧以及大型飞射物撞击等试验，在充分考虑密封和屏蔽性能的条件下，该球墨铸铁容器满足了安全贮存核反应堆乏燃料的严格要求，开创了球墨铸铁容器的先河[22]。
西德核服务公司（GNS）开发了一套MOSAIK铸铁容器，根据内容物的比活度，有适当厚度的铅内衬，制造成本比钢-铅容器降低很多[23]。
球墨铸铁具有良好的力学性能和铸造性能，在制成容器时不同于不锈钢需要焊接。球铁容器通过铸造直接成型，可保证容器本体的完整和可靠密封，以及良好屏蔽作用，铸铁的缺点是制造工艺复杂，需要考虑厚壁浇铸可能出现的缺陷，并采用恰当的冷却系统，保证良好的金相组织。
1.4 贫铀
贫铀中的U235含量低于天然铀，是一种密度大，中子俘获截面大[24，25]，屏蔽作用强的物质。同时具有辐照稳定性良好，熔点高，导热性好，机加工性能好等优点，贫铀对γ及X射线的吸收能力很强，是一种性能优异的屏蔽材料。采用贫铀作为屏蔽材料的缺点是，贫铀本身具有一定的放射性，需要为其再次设置屏蔽材料，国内能加工贫铀的厂家也较少。相对于铅，贫铀的价格较高[26]，比较适合局部需要屏蔽作用较强的屏蔽容器。
用于D运秦山三期重水反应堆生产的钴调节棒转运容器，采用了贫铀作为屏蔽材料。容器从内到外的主要屏蔽结构包括：内筒体，贫铀屏蔽层、铅屏蔽层以及外筒体。容器底部设有屏蔽门，材料也是贫铀。该型容器主要是考虑了空间大小限制，在较小的空间形成较好的屏蔽作用，具体结构如图4所示。
1.5 混凝土
虽然金属材料的屏蔽能力较好，但对于核电厂等大型屏蔽体，需要考虑工程造价和实用性。最常用的辐射屏蔽材料是混凝土，主要包括重混凝土、蛇纹石混凝土等[27，28]。
重混凝土的骨料一般选取赤铁矿或重晶石，蛇纹石混凝土容重大，化学结合水含量高，应用于高温条件下的生物屏蔽。在配合比设计中，需要考虑容重和化学结合水率以及现场施工要求[29]。
混凝土以其成本较低，制作方便，耐腐蚀等优点，在条件适合的情况下，可开发混凝土贮存容器。典型代表有美国Holtec公司研制的HI-STORM容器和法国AREVA TN公司的NUHOMS混凝土贮存模块。混凝土容器一般位于地面之上[30]，如图5所示。混凝土容器可以垂直或水平方向贮存。
混凝土是良好的结构材料和辐射屏蔽材料，但导热性能不佳。为了及时排出热量排出的要求，设计上大多采用通气式结构。通过专用管道可以排出混凝土容器中的热量。
1.6 复合材料
两种或两种以上的不同材料，通过物理化学方法形成复合材料，其整体性能优于单一基体，目前已有复合材料应用于中子屏蔽的研究成果。
韩仲武等人[31，32]研究了钨镍组合及合金，建立了三种材料组合模型――镍前钨后、钨前镍后及钨镍合金，使用MCNP程序模拟透射率和透射能谱，获得了三种模型的屏蔽性能，对屏蔽材料选择和结构设计有一定的指导意义。
李晓玲等[33]研究了一种铅硼聚乙烯新型复合屏蔽材料，对其成分配比进行优化设计，最终完成了样品试制并通过相关考核。
柴浩等人[34]设置基体为SEBS热塑性弹性体，功能填料为碳化硼，研发了新型柔性复合材料――B4C/SEBS，经过受力分析和传热计算及中子屏蔽试验，发现该复合材料具有良好的柔韧性能和中子屏蔽性能。
2 小结
本文介绍了常见的放射性物质屏蔽用结构形式和材料。混凝土主要用于核电厂的大型屏蔽体，以及乏燃料贮存领域。乏燃料水池主要用于在堆短期贮存，为后处理创造条件。铅、贫铀，球墨铸铁等金属大多用于放射源和乏燃料的运输和贮存。复合材料现也逐步进入放射性物质的屏蔽领域，特别是中子屏蔽。选择并确定屏蔽材料和布置，同时要充分结合使用空间位置关系、工艺要求和技术经济等条件。
参考文献：
[1]宋嘉颖.核能安全发展的伦理研究[D].南京理工大学，2013.
[2]周海林.放射性物质运输规范分析及其应用研究[D].上海交通大学，2013.
[3]赵慧.秦山第三核电厂厂址建造乏燃料干式中间贮存设施的初步可行性分析[D].上海交通大学，2007.
[4]张瑞萍.放射性辐射的危害及安全防护[J].北京人民警察学院学报，2011（06）：51-53.
[5]张亚丽.环氧树脂基辐射防护材料的制备及性能研究[D].南京航空航天大学，2010.
[6]杨裔，剑侠.α、β粒子辐射检测技术的研究与系统实现[D].中北大学，2014.
[7]杨新兴，李世莲，等.环境中的放射性污染及其危害[J].前沿科学，2015（01）：4-15.
[8]沈才卿.宝石矿物与放射性的若干问题[J].中国宝玉石，2015（05）：142-154.
[9]封章林.工业辐射防护[M].北京：中国环境科学出版社.2015.
[10]赵妮.砾石填充砂体识别技术研究[D].西安石油大学，2012.
[11]陈文.综合医院建筑防辐射技术研究[D].重庆大学，2002.
[12]朱迪.航空γ能谱测量仪器谱蒙特卡罗模拟[D].成都理工大学，2009.
[13]郑向华，陈文捷，等.（60）Co辐照装置增源后剂量场分布及剂量测定[J].中国农学通报，2005（11）：392-394.
[14]于洪波，李炯栋.放射性物质海上运输监管[J].世界海运，2012（02）：33-36.
[15]GB11806-2004，放射性物质安全运输规程[S].
[16]焦峰，赵丹妮，等.福岛核事故后提高乏燃料水池仪表可靠性的经验反馈[J].核安全，2015（12）：17-24.
[17]刘华，国外乏燃料后处理概况[J]，化学工程与装备，2012（11）：122-126.
[18]王.乏燃料水池自然循环特性分析[D].哈尔滨工程大学，2012.
[19]刘慧芳，张鑫.GY-20和GY-40型大容量钴-60运输容器关键技术研究[J].原子能科学技术，2012（S1）：749-752.
[20]汪海，孙胜，等.核电站主泵水力部件运输容器设计[J].科学技术与工程，2016（03）：183-187.
[21]周玉清，游美英，等.RY-Ⅰ型乏燃料运输容器研究试验[J].中国核科技报告，1993.
[22]罗上庚，张传智，等.低、中放固体废物包装容器[J].原子能科学与技术，1988（11）：692-701.
[23]郭文菁.压力容器用球墨铸铁材料疲劳性能试验研究[D].浙江大学，2013.
[24]葛鹏.贫铀材料的工业应用[J].稀有金属快报，2004（02）：36-37.
[25]冷言冰.贫铀长期作用后的吸收分布特点及其主要蓄积器官的损伤效应研究[D].第三军医大学，2006.
[26]王文学.贫铀弹及其危害[J].中国工业医学杂志，2001（01）：61-62.
[27]伍崇明.核工程抗强辐射屏蔽混凝土试验研究[D].中南大学，2008.
[28]杨帆.防辐射混凝土应用与施工技术研究[D].河北工业大学，2015.
[29]潘智生，赵晖，等.防辐射混凝土研究现状、存在问题及发展趋势[J].武汉理工大学学报，2011（01）：45-51.
[30]刘彦章，王鑫，等.压水堆乏燃料中间贮存技术研究[J].核科学与工程，2015，35（1）：44-49.
[31]韩仲武，栾伟玲，等.钨、镍组合及钨镍合金的辐射屏蔽性能模拟[J].核技术，2013，38（1）.
[32]韩仲武.核电救灾机器人辐射屏蔽材料性能模拟研究[D].华东理工大学，2014.
【关键词】卓越人才 实验班 教学改革 实践
【中图分类号】G424.1 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2014）7-0064-03
一、“卓越计划”与卓越人才培养
高等工程教育是高等教育的重要部分，为国家培养各类工程技术人才。随着社会的不断发展，经济结构的转变，走中国特色新型工业化道路、建设创新型国家等一系列战略部署对高等工程教育改革发展提出了迫切的要求。2010年6月，教育部在天津召开了“卓越工程师教育培养计划”（简称“卓越计划”）启动会。“卓越计划”是贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020）》的重大计划，旨在培养和造就创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型的工程技术人才，通过工程教育改革和创新提高工程人才培养质量，促进我国从工程教育大国走向工程教育强国。
“卓越计划”启动后，全国高校纷纷响应，目前已有三百多所高校分批次加入到“卓越计划”中。许多高校根据自身定位与特色，以实施“卓越计划”为契机，开展形式多样的卓越人才培养工作。清华大学确立了建设“研究型、管理型、创新型、国际型”卓越工程人才的培养体系。同济大学开展了“卓越生源行动计划”、“卓越课程行动计划”和“卓越实践行动计划”等卓越系列计划。天津科技大学是教育部第二批“卓越计划”高校，包装工程、食品科学与工程、生物工程三个专业为卓越计划实施专业。2010年，学校提出实施“行业卓越人才培养计划”，遵循“行业指导、校企合作、分类实施、形式多样”的原则，将卓越工程师培养纳入卓越人才培养体系之中。“行业卓越人才培养计划”分为三个层次，第一层次便是组建“行业卓越人才实验班”。
二、卓越人才实验班
在教育部“卓越计划”和天津科技大学“行业卓越人才培养计划”背景下，我校于2011年9月实施了《天津科技大学行业卓越人才实验班计划》，组建了“机械电子工程实验班”、“材料科学与化学工程实验班”、“食品与生物工程实验班”、“工商管理实验班”四个卓越人才实验班。
学校成立“卓越人才培养管理中心”专门负责实验班学生的统筹管理工作，各相关学院成立卓越人才培养工作领导小组，实行校院两级管理。实验班实行导师制，各相关学院制定导师制方案，导师主要负责学生专业选择、学习进程规划，并对学生研究内容和方法等进行指导。
实验班采取2+2的培养模式，学生在一、二年级不分专业，按照大类培养，进入三年级由学生自主确定专业。学生选拨由最初的新生报道后申请报名、经初试和面试合格后录取拓展为在部分省份采用高考直招方式按大类录取一定比例选拔与新生入校后选拔相结合的方式。为激励学生，保障人才培养质量，实验班实行滚动机制，根据平均学分绩点对学生进行预警、分流与增补。
为加强建设卓越人才实验班，学校给予了政策上的多方面支持。学校集中优秀师资，进行了多方面的教学改革，实行资源优化配置，为卓越人才实验班提供优越条件，通过因材施教地制定培养方案、组建优秀的基础教学团队和专业导师团队、建设专业核心课与双语课等方式提高人才培养质量。
三、卓越人才实验班的教学改革实践
（一）因材施教制定培养方案
培养方案是培养学生的一套计划，学生依据培养方案中所要求的内容逐步完成学业从而达到培养目标。培养方案是否科学合理直接影响人才培养质量。依据“宽口径、厚基础、强实践”的要求，确定“卓越”的培养目标和要求，建构合理课程体系，因材施教地制定培养方案是卓越人才培养的前提，也是卓越人才实验班追求卓越的基础。下面就以天津科技大学2013级机械电子工程卓越人才实验班培养方案为例进行分析。
机械电子工程卓越人才实验班依托机械工程学院和电子信息与自动化学院按照大类招生，学生在大一、大二年级主要学习校通识课程和学科基础课程，大三开始学生自主选择学习方向，分为“机械电子工程”方向和“自动化”方向，分别在机械工程学院和电子信息与自动化学院学习专业领域课程。机械电子工程卓越人才实验班的培养方案由机械工程学院和电子信息与自动化学院联合制定，培养方案不是机械电子工程专业与自动化专业培养方案的简单叠加，而是根据对卓越人才的要求，因材施教地制定培养目标、培养要求和课程体系。
1.培养目标
实验班以培养卓越人才为目标，其培养方案对学生需要掌握的知识技能以及需要具备的能力都做出了详细的说明。通过表一的对比可以发现，非实验班学生的培养目标是培养高素质的应用型人才，而实验班无论是在知识学习的范围上还是在能力培养的广度和深度上，其目标都区别于非实验班的学生，更强调扎实的基础，创新能力、工程实践能力的培养以及人文素养的提升。
2.培养要求
为了实现培养目标，实验班的培养方案对学生提出了明确具体的要求。要求学生在毕业时能获得9个方面的知识能力：①具有较扎实的数学、自然科学基础和机械工程、电气工程等科学知识的应用能力，以及独立试验并进行数据分析的能力。②系统地掌握专业领域的理论知识，具有设计机电系统、部件的能力。③具有对机械及电气工程问题进行系统表达、建立模型、分析求解和论证的能力。④具有新工艺、新设备、新技术研发的初步能力。⑤具有较强的动手能力、创新能力和独立工作的能力。⑥较好地掌握生产过程控制、自动化仪表、信息处理及计算机控制技术等方面的专业知识，了解运动控制等方面的专业知识及学科前沿和发展趋势。⑦获得较好的系统分析、系统设计及系统开发方面的工程实践训练。⑧具备一定的科研和组织管理能力，具有较强的工作适应能力。⑨知识面宽广，具有终身教育的意识和继续学习的能力。
3.课程体系
根据卓越人才的培养目标和要求，实验班的课程体系强调厚基础、强实践。 ①基础课程围绕机械电子工程和自动化两个方向开设，无论必修课还是选修课都旨在夯实学生基础，为专业课程的学习做好铺垫。部分课程是专门为实验班学生开设的，其他专业不开设，例如大一第一学期开设的《机械导论》是实验班两个方向学生的必修课，这在2013级机械电子工程专业的培养方案中是没有的。②实验班培养方案中选修课数量较多，是为了给学生多一些选择，让他们能根据自己的实际需要选择课程，为他们提供了更加优良的条件。《工程伦理学》是实验班培养方案中的一门选修课，在夯实学生基础知识的同时，还注重对学生健康人格的塑造。③理论环节与实践环节紧密结合，每学期都有实践环节，各种实习、实验、课程设计、毕业设计与理论课相得益彰，大大加强了学生的创新能力和工程实践能力。
（二）组建优秀的教学团队
1.基础教学团队
优秀的师资是培养卓越人才的重要条件。为了实现资源的优化配置，学校为卓越人才实验班优先选派有丰富教学经验的教学名师授课，并组建了《高等数学》 和《大学英语》两门课的教学团队，以团队建设促进教学质量的提高。教学团队进行教学改革，教学方法研究，提高学生学习兴趣和学习水平。
两个教学团队为实验班专门开设了《数学分析》、《数学建模与实验》和《英语口语》等通识选修课，并引导实验班学生优先选择专设的这些课程。在日常授课时，教学团队的老师们不仅注重知识的传授，还十分注重能力的培养，实验班学生在优秀教学团队的带领下，还积极参加全国或天津市的数学、英语竞赛并取得了较好的成绩。
2.专业导师团队
为了加强实验班学生专业实践能力和创新能力的培养，学校在基础教学团队的基础上要求各相关学院组建导师团队。导师团队由1名负责人和6-8名成员组成，帮助学生进行学业规划、指导学生参与科研实践，引导学生开展创新性活动，开拓学生视野。其主要职责有：指导专业核心课任课教师进行教学内容的改革与优化；指导学生进行学业规划和职业规划；帮助学生提早进入实验室参与科研实践，指导学生撰写科技论文、申报各类创新性的科研项目，鼓励学生参与各类学科竞赛，培养学生创新能力；对有研究潜质并准备攻读研究生的学生进行指导，帮助学生提早开展科学研究活动。
（三）专业核心课与双语课建设
为推动实验班课程教学改革，学校在《天津科技大学关于加强行业卓越人才实验班工作的若干措施》中提出了建设专业核心课与双语课。各相关学院已经开始有计划、有重点、逐步地展开对专业核心课和双语课的建设。
目前已有理论力学、机械设计、机电一体化系统设计、自动机械设计、机械制造技术基础（一）、自动控制原理、电路（一）、高分子化学、高分子物理、化工热力学、化学反应工程、生物反应工程、食品工艺学、食品技术原理、管理学等几十门核心课程，其中自动控制原理、化学反应工程、食品工艺学等多门课程既是专业核心课程又是双语课程。
核心课是整个课程体系中的精髓与重点，核心课程建设的重要性不言而喻。各相关学院发动优秀教师对核心课程进行教学内容、教学方法上的改革，选用权威教材，采用多种教学方式，改进教学效果、提高教学质量。
在双语课建设方面，鼓励教师选用国外高质量原版教材开展教学。这对实验班学生外语水平提出了较高的要求，也在潜移默化地推动实验班学生努力学习外语。利于让学生养成翻阅外文文献资料的习惯，及时掌握学术前沿动态，也为以后深入地学习打下良好的基础。
结语
卓越人才实验班的教学改革涉及方方面面，本文仅结合天津科技大学的实际情况对目前主要实施的改革实践进行了梳理，如何进一步加强卓越人才实验班学生的工程实践能力与创新能力、提升学生的科研能力等诸多方面还有待研究。总之，根据学校的定位与专业的特色，不断推进教学改革探索，逐步地完善政策制度，将有利于卓越人才实验班的建设，提升工程人才的培养质量。
参考文献：
[1]林键.“卓越工程师教育培养计划”专业培养方案再研究[J].高等工程教育研究，2011.
[2]陈益飞.高校培养卓越人才探讨[J].教育评论，2013.
[3]张安富，刘兴凤.实施“卓越工程师教育培养计划”的思考[J].高等工程教育研究，2010.
[4]林华东，张惠典.创新培养模式 造就卓越人才――以泉州师范学院“卓越人才培养工程”为例[J].泉州师范学院学报，2013.
[5]孙健.论“卓越计划”实施背景下高等工程教育课程体系设计[J].高等理科教育，2012.
