摘要在最近十年,激光技術(shù)有了長(zhǎng)足的進(jìn)展,激光的強(qiáng)度超過(guò)了1022W/cm2,激光的電場(chǎng)達(dá)到~4×1012V/cm.當(dāng)這種高強(qiáng)度的激光照射在靶上時(shí),可以產(chǎn)生許多由激光產(chǎn)生的核反應(yīng)現(xiàn)象.在這篇文章中,作者回顧了這一領(lǐng)域的研究進(jìn)展,并對(duì)在不遠(yuǎn)的未來(lái)激光產(chǎn)生電子､質(zhì)子､中子､X射線和正電子發(fā)展的潛力進(jìn)行了一些討論.

關(guān)鍵詞啁啾脈沖放大,粒子云,正電子發(fā)射層析術(shù),庫(kù)侖爆炸

1什么是激光核物理

最近十年中,激光技術(shù)有了顯著的進(jìn)展,激光強(qiáng)度已超過(guò)1022W/cm2,激光的電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到3.8×1012V/cm,比氫原子中電子玻爾軌道上的庫(kù)侖場(chǎng)大759倍,相當(dāng)于在原子大小上相應(yīng)加上約40kV的電壓,在原子核大小上相應(yīng)加上約0.38V的電壓,在這種很強(qiáng)的電場(chǎng)作用下,所有的原子都會(huì)在極短的時(shí)間內(nèi)被電離,產(chǎn)生從幾個(gè)MeV到幾百M(fèi)eV的質(zhì)子,幾十MeV到GeV的電子和其他粒子,以及韌致輻射和中子,這些粒子可以產(chǎn)生核反應(yīng),打開了核物理以及非線性相對(duì)論光學(xué)研究的新領(lǐng)域[1—3].

在今后的十年中,激光強(qiáng)度可能會(huì)提高到1026—1028W/cm2,這樣高強(qiáng)度的激光可以將粒子加速到1012—1015eV,并將成為研究粒子物理､引力物理､非線性場(chǎng)論､超高壓物理､天體物理和宇宙線研究中的一個(gè)有力工具[1].

超高功率超短脈沖激光技術(shù)的發(fā)展,在實(shí)驗(yàn)室中創(chuàng)造了前所未有的極端物態(tài)條件,如高電場(chǎng)､強(qiáng)磁場(chǎng)､高能量密度､高光壓和高的電子抖動(dòng)能量､高的電子加速度,這種極端的物理?xiàng)l件,目前只有在核爆中心､恒星內(nèi)部､星洞邊緣才能存在,在它和物質(zhì)的相互作用中,產(chǎn)生了高度的非線性和相對(duì)論效應(yīng),產(chǎn)生了嶄新的物理學(xué)領(lǐng)域,也為多個(gè)交叉學(xué)科前沿研究領(lǐng)域帶來(lái)了歷史性的機(jī)遇和拓展的空間.

朱光亞教授為本書所作的序言對(duì)原子核物理學(xué)的產(chǎn)生、發(fā)展、與其他學(xué)科的交叉、及下一個(gè)世紀(jì)的展望做了極好的描述。原子核物理研究的基本問(wèn)題包括：核的構(gòu)成及“版圖”是怎樣的？核子間相互作用及其表現(xiàn)形式是怎樣的？核的轉(zhuǎn)化規(guī)律是怎樣的？……隨著加速器技術(shù)、探測(cè)器技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，人們可以獲得更高能量及各種種類的離子（包括放射性離子），它可用作炮彈去轟擊各種不同的原子核（靶核），產(chǎn)生各種核反應(yīng)產(chǎn)物，從而研究原子核物理學(xué)的各種基本問(wèn)題。促使原子核物理學(xué)在更高激發(fā)能、更高角動(dòng)量和更大同位旋等的自由度內(nèi)不斷開拓新領(lǐng)域。

本書基本上是圍繞著這個(gè)發(fā)展主線來(lái)描述的。全書共分八章，第一章緒論，概述了80年代以來(lái)原子核物理發(fā)展的主要成就，并展望今后可能取得重大進(jìn)展的前沿方向，非常值得普通讀者一讀。第二至第五章分別論述了核結(jié)構(gòu)和亞位壘融合及核裂變理論方面的最新成就。第六至第八章分別論述了下世紀(jì)初期原子核物理研究的三個(gè)前沿領(lǐng)域：中高能核－核碰撞，亞核子自由度研究和放射性束物理。

核結(jié)構(gòu)一直是原子核物理學(xué)研究的中心課題之一在證實(shí)原子核由質(zhì)子和中子組成的假設(shè)并建立了核的殼模型和集體模型以后，出現(xiàn)了兩個(gè)新領(lǐng)域——原子核的高自旋態(tài)研究和巨共振研究，揭示原子核在快速轉(zhuǎn)動(dòng)和具有更高激發(fā)能時(shí)的核結(jié)構(gòu)特性。最近幾年隨著放射性核束裝置投入使用，當(dāng)強(qiáng)烈改變核內(nèi)中子數(shù)和質(zhì)子數(shù)平衡，推向質(zhì)子滴線和中子滴線時(shí)的原子核結(jié)構(gòu)特性已引起人們的極大興趣。本書第二、三章詳細(xì)介紹了這些方面的新進(jìn)展和發(fā)展前景，詳細(xì)介紹了高自旋態(tài)研究中發(fā)現(xiàn)的回彎現(xiàn)象。有些現(xiàn)象的物理內(nèi)涵至今還沒有搞清楚。特別地，為了便于讀者理解，作者對(duì)于巨共振的一般知識(shí)和各種巨共振模式做了系統(tǒng)介紹，并著重介紹了新的中子暈核產(chǎn)生的軟模式巨共振，建立在激發(fā)態(tài)上的巨共振，巨共振的各種衰變方式，原子核自旋同位旋激發(fā)，磁巨共振，高溫轉(zhuǎn)動(dòng)核的巨共振等前沿課題。

核裂變的發(fā)現(xiàn)是原子核物理基礎(chǔ)研究的產(chǎn)物，并已得到了廣泛的應(yīng)用，但是有關(guān)核裂變的許多問(wèn)題尚未完全搞清楚，一直還是原子核研究的一個(gè)重要方面。本書第四、五章論述壘下重離子融合裂變反應(yīng)和原子核裂變，也提到了作者在這方面的近期成果，內(nèi)容豐富，有的現(xiàn)象用理論解釋還有偏差。作者也介紹了最近少量有關(guān)中子暈（皮）核的近壘和壘下裂變反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)及兩種相反的理論預(yù)言，并預(yù)計(jì)這方面研究將開辟重離子核反應(yīng)的新方向。對(duì)通常原子核的裂變反應(yīng)以及現(xiàn)有的核裂變的液滴模型、裂變道理論、裂變理論的殼修正、核裂變的擴(kuò)散模型、用多維輸運(yùn)過(guò)程來(lái)研究裂變動(dòng)力學(xué)以及裂變理論中的量子修正，書中都有介紹。并對(duì)形狀同質(zhì)異能態(tài)現(xiàn)象、裂變中的延遲現(xiàn)象等實(shí)驗(yàn)及其理論進(jìn)行了詳盡的描述。對(duì)耗散裂變從唯象描述到微觀理論的發(fā)展，作者給出了一個(gè)極好的展望。對(duì)裂變過(guò)程中的時(shí)標(biāo)和核的粘滯性直到裂變理論和相關(guān)的非平衡態(tài)理論的關(guān)系也有很好的描述。

從第六章開始本書著重描述下世紀(jì)原子核物理可能會(huì)取得重大進(jìn)展的三個(gè)前沿領(lǐng)域。第六章是有關(guān)中高能和相對(duì)論性核－核碰撞的，其中重大課題有：核物質(zhì)的狀態(tài)方程；核物質(zhì)相變，包括液氣相變和夸克－膠等離子體(QGP)的產(chǎn)生；熱核性質(zhì)和多重碎裂衰變的新模式等。宇宙初期大爆炸時(shí)可能產(chǎn)生QGP，這是人們從未認(rèn)識(shí)過(guò)的新物態(tài)。作者從介紹核態(tài)方程的一般知識(shí)開始，進(jìn)而較為詳細(xì)地介紹了理論研究的現(xiàn)狀，包括玻耳茲曼－烏林－烏倫貝克(BUU)方程，量子分子動(dòng)力學(xué)方法(QMD)及核－核碰撞的輸運(yùn)模型的蒙特卡羅模擬，然后描述中高能核－核碰撞的有關(guān)實(shí)驗(yàn)及其解釋。最后詳細(xì)地介紹了QGP產(chǎn)生的有關(guān)實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)上診斷QGP產(chǎn)生的方法。對(duì)QGP的研究將對(duì)原子核物理，粒子物理和天體物理產(chǎn)生重大影響，但到目前為止，還沒有一個(gè)實(shí)驗(yàn)明確表明QGP的存在。人們期待著20世紀(jì)末美國(guó)相對(duì)論性重離子加速器RIHC的運(yùn)行及其實(shí)驗(yàn)結(jié)果。除了通過(guò)觀察中子星和超新星爆發(fā)可以獲得部分有關(guān)高溫高密核物質(zhì)的信息外，中高能核－核碰撞是目前實(shí)驗(yàn)室中研究高溫高密核物質(zhì)的唯一途徑，這方面將有許多新的結(jié)果出現(xiàn)。

自80年代放射性核束裝置問(wèn)世以來(lái)，人們發(fā)現(xiàn)了中子暈核等一系列新現(xiàn)象。國(guó)際核物理學(xué)界普遍認(rèn)為，放射性核束物理，包括它在天體物理和其他相關(guān)學(xué)科的應(yīng)用是今后一個(gè)較長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)原子核物理學(xué)重要的前沿領(lǐng)域之一。本書第七章對(duì)放射性核束產(chǎn)生的方法和有關(guān)裝置做了詳細(xì)的介紹，特別介紹了我國(guó)學(xué)者提出的蘭州重離子加速器冷卻儲(chǔ)存環(huán)裝置和北京放射性核束裝置。這是一個(gè)方興未艾的新領(lǐng)域。許多發(fā)現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)核理論模型提出了尖銳的挑戰(zhàn)。利用放射性核束進(jìn)行的核反應(yīng)和傳統(tǒng)的核反應(yīng)有很多不同之處，特別是一些學(xué)者提出用這種核反應(yīng)來(lái)合成超重元素，從而擴(kuò)展人們已經(jīng)知道的元素種類，放射性核束將大大提高人們合成新元素并研究這些新核素的性質(zhì)的能力。自然界除了200多種穩(wěn)定核素外，理論預(yù)言大約還有6000個(gè)以上的不穩(wěn)定核素，到目前為止人們合成了其中的2000多個(gè)，放射性核束將使人們更容易去合成這些未知的核素，特別是當(dāng)這些核素越來(lái)越接近于中子滴線和質(zhì)子滴線時(shí)，將表現(xiàn)出許多新奇的性質(zhì)，發(fā)現(xiàn)并解釋這些性質(zhì)將是對(duì)原子核物理學(xué)的重大挑戰(zhàn)。

中國(guó)原子能科學(xué)研究院丁大釗、陳永壽和張煥喬三位研究員編著的《原子核物理進(jìn)展》，是一本全面介紹核物理前沿的專著。該書對(duì)近10年來(lái)原子核物理的主要成就及下世紀(jì)初三個(gè)重要的發(fā)展研究領(lǐng)域做了系統(tǒng)的論述，并適當(dāng)結(jié)合作者和我國(guó)其他科研工作者的研究成果。它可引導(dǎo)青年研究者直接達(dá)到原子核物理學(xué)的最前沿。對(duì)于從事天體物理、粒子物理、凝聚態(tài)物理等方面研究的研究人員，本書也極具參考價(jià)值。恰逢天然放射性發(fā)現(xiàn)100周年及王淦昌教授90華誕前夕，正是王教授的學(xué)生編……

朱光亞教授為本書所作的序言對(duì)原子核物理學(xué)的產(chǎn)生、發(fā)展、與其他學(xué)科的交叉、及下一個(gè)世紀(jì)的展望做了極好的描述。原子核物理研究的基本問(wèn)題包括：核的構(gòu)成及“版圖”是怎樣的？核子間相互作用及其表現(xiàn)形式是怎樣的？核的轉(zhuǎn)化規(guī)律是怎樣的？……隨著加速器技術(shù)、探測(cè)器技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，人們可以獲得更高能量及各種種類的離子（包括放射性離子），它可用作炮彈去轟擊各種不同的原子核（靶核），產(chǎn)生各種核反應(yīng)產(chǎn)物，從而研究原子核物理學(xué)的各種基本問(wèn)題。促使原子核物理學(xué)在更高激發(fā)能、更高角動(dòng)量和更大同位旋等的自由度內(nèi)不斷開拓新領(lǐng)域。

本書基本上是圍繞著這個(gè)發(fā)展主線來(lái)描述的。全書共分八章，第一章緒論，概述了80年代以來(lái)原子核物理發(fā)展的主要成就，并展望今后可能取得重大進(jìn)展的前沿方向，非常值得普通讀者一讀。第二至第五章分別論述了核結(jié)構(gòu)和亞位壘融合及核裂變理論方面的最新成就。第六至第八章分別論述了下世紀(jì)初期原子核物理研究的三個(gè)前沿領(lǐng)域：中高能核－核碰撞，亞核子自由度研究和放射性束物理。

核結(jié)構(gòu)一直是原子核物理學(xué)研究的中心課題之一在證實(shí)原子核由質(zhì)子和中子組成的假設(shè)并建立了核的殼模型和集體模型以后，出現(xiàn)了兩個(gè)新領(lǐng)域——原子核的高自旋態(tài)研究和巨共振研究，揭示原子核在快速轉(zhuǎn)動(dòng)和具有更高激發(fā)能時(shí)的核結(jié)構(gòu)特性。最近幾年隨著放射性核束裝置投入使用，當(dāng)強(qiáng)烈改變核內(nèi)中子數(shù)和質(zhì)子數(shù)平衡，推向質(zhì)子滴線和中子滴線時(shí)的原子核結(jié)構(gòu)特性已引起人們的極大興趣。本書第二、三章詳細(xì)介紹了這些方面的新進(jìn)展和發(fā)展前景，詳細(xì)介紹了高自旋態(tài)研究中發(fā)現(xiàn)的回彎現(xiàn)象。有些現(xiàn)象的物理內(nèi)涵至今還沒有搞清楚。特別地，為了便于讀者理解，作者對(duì)于巨共振的一般知識(shí)和各種巨共振模式做了系統(tǒng)介紹，并著重介紹了新的中子暈核產(chǎn)生的軟模式巨共振，建立在激發(fā)態(tài)上的巨共振，巨共振的各種衰變方式，原子核自旋同位旋激發(fā)，磁巨共振，高溫轉(zhuǎn)動(dòng)核的巨共振等前沿課題。

核裂變的發(fā)現(xiàn)是原子核物理基礎(chǔ)研究的產(chǎn)物，并已得到了廣泛的應(yīng)用，但是有關(guān)核裂變的許多問(wèn)題尚未完全搞清楚，一直還是原子核研究的一個(gè)重要方面。本書第四、五章論述壘下重離子融合裂變反應(yīng)和原子核裂變，也提到了作者在這方面的近期成果，內(nèi)容豐富，有的現(xiàn)象用理論解釋還有偏差。作者也介紹了最近少量有關(guān)中子暈（皮）核的近壘和壘下裂變反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)及兩種相反的理論預(yù)言，并預(yù)計(jì)這方面研究將開辟重離子核反應(yīng)的新方向。對(duì)通常原子核的裂變反應(yīng)以及現(xiàn)有的核裂變的液滴模型、裂變道理論、裂變理論的殼修正、核裂變的擴(kuò)散模型、用多維輸運(yùn)過(guò)程來(lái)研究裂變動(dòng)力學(xué)以及裂變理論中的量子修正，書中都有介紹。并對(duì)形狀同質(zhì)異能態(tài)現(xiàn)象、裂變中的延遲現(xiàn)象等實(shí)驗(yàn)及其理論進(jìn)行了詳盡的描述。對(duì)耗散裂變從唯象描述到微觀理論的發(fā)展，作者給出了一個(gè)極好的展望。對(duì)裂變過(guò)程中的時(shí)標(biāo)和核的粘滯性直到裂變理論和相關(guān)的非平衡態(tài)理論的關(guān)系也有很好的描述。

從第六章開始本書著重描述下世紀(jì)原子核物理可能會(huì)取得重大進(jìn)展的三個(gè)前沿領(lǐng)域。第六章是有關(guān)中高能和相對(duì)論性核－核碰撞的，其中重大課題有：核物質(zhì)的狀態(tài)方程；核物質(zhì)相變，包括液氣相變和夸克－膠等離子體(QGP)的產(chǎn)生；熱核性質(zhì)和多重碎裂衰變的新模式等。宇宙初期大爆炸時(shí)可能產(chǎn)生QGP，這是人們從未認(rèn)識(shí)過(guò)的新物態(tài)。作者從介紹核態(tài)方程的一般知識(shí)開始，進(jìn)而較為詳細(xì)地介紹了理論研究的現(xiàn)狀，包括玻耳茲曼－烏林－烏倫貝克(BUU)方程，量子分子動(dòng)力學(xué)方法(QMD)及核－核碰撞的輸運(yùn)模型的蒙特卡羅模擬，然后描述中高能核－核碰撞的有關(guān)實(shí)驗(yàn)及其解釋。最后詳細(xì)地介紹了QGP產(chǎn)生的有關(guān)實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)上診斷QGP產(chǎn)生的方法。對(duì)QGP的研究將對(duì)原子核物理，粒子物理和天體物理產(chǎn)生重大影響，但到目前為止，還沒有一個(gè)實(shí)驗(yàn)明確表明QGP的存在。人們期待著20世紀(jì)末美國(guó)相對(duì)論性重離子加速器RIHC的運(yùn)行及其實(shí)驗(yàn)結(jié)果。除了通過(guò)觀察中子星和超新星爆發(fā)可以獲得部分有關(guān)高溫高密核物質(zhì)的信息外，中高能核－核碰撞是目前實(shí)驗(yàn)室中研究高溫高密核物質(zhì)的唯一途徑，這方面將有許多新的結(jié)果出現(xiàn)。

中國(guó)原子能科學(xué)研究院丁大釗、陳永壽和張煥喬三位研究員編著的《原子核物理進(jìn)展》，是一本全面介紹核物理前沿的專著。該書對(duì)近10年來(lái)原子核物理的主要成就及下世紀(jì)初三個(gè)重要的發(fā)展研究領(lǐng)域做了系統(tǒng)的論述，并適當(dāng)結(jié)合作者和我國(guó)其他科研工作者的研究成果。它可引導(dǎo)青年研究者直接達(dá)到原子核物理學(xué)的最前沿。對(duì)于從事天體物理、粒子物理、凝聚態(tài)物理等方面研究的研究人員，本書也極具參考價(jià)值。恰逢天然放射性發(fā)現(xiàn)100周年及王淦昌教授90華誕前夕，正是王教授的學(xué)生編……

朱光亞教授為本書所作的序言對(duì)原子核物理學(xué)的產(chǎn)生、發(fā)展、與其他學(xué)科的交叉、及下一個(gè)世紀(jì)的展望做了極好的描述。原子核物理研究的基本問(wèn)題包括：核的構(gòu)成及“版圖”是怎樣的？核子間相互作用及其表現(xiàn)形式是怎樣的？核的轉(zhuǎn)化規(guī)律是怎樣的？……隨著加速器技術(shù)、探測(cè)器技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，人們可以獲得更高能量及各種種類的離子（包括放射性離子），它可用作炮彈去轟擊各種不同的原子核（靶核），產(chǎn)生各種核反應(yīng)產(chǎn)物，從而研究原子核物理學(xué)的各種基本問(wèn)題。促使原子核物理學(xué)在更高激發(fā)能、更高角動(dòng)量和更大同位旋等的自由度內(nèi)不斷開拓新領(lǐng)域。

本書基本上是圍繞著這個(gè)發(fā)展主線來(lái)描述的。全書共分八章，第一章緒論，概述了80年代以來(lái)原子核物理發(fā)展的主要成就，并展望今后可能取得重大進(jìn)展的前沿方向，非常值得普通讀者一讀。第二至第五章分別論述了核結(jié)構(gòu)和亞位壘融合及核裂變理論方面的最新成就。第六至第八章分別論述了下世紀(jì)初期原子核物理研究的三個(gè)前沿領(lǐng)域：中高能核－核碰撞，亞核子自由度研究和放射性束物理。

核結(jié)構(gòu)一直是原子核物理學(xué)研究的中心課題之一在證實(shí)原子核由質(zhì)子和中子組成的假設(shè)并建立了核的殼模型和集體模型以后，出現(xiàn)了兩個(gè)新領(lǐng)域——原子核的高自旋態(tài)研究和巨共振研究，揭示原子核在快速轉(zhuǎn)動(dòng)和具有更高激發(fā)能時(shí)的核結(jié)構(gòu)特性。最近幾年隨著放射性核束裝置投入使用，當(dāng)強(qiáng)烈改變核內(nèi)中子數(shù)和質(zhì)子數(shù)平衡，推向質(zhì)子滴線和中子滴線時(shí)的原子核結(jié)構(gòu)特性已引起人們的極大興趣。本書第二、三章詳細(xì)介紹了這些方面的新進(jìn)展和發(fā)展前景，詳細(xì)介紹了高自旋態(tài)研究中發(fā)現(xiàn)的回彎現(xiàn)象。有些現(xiàn)象的物理內(nèi)涵至今還沒有搞清楚。特別地，為了便于讀者理解，作者對(duì)于巨共振的一般知識(shí)和各種巨共振模式做了系統(tǒng)介紹，并著重介紹了新的中子暈核產(chǎn)生的軟模式巨共振，建立在激發(fā)態(tài)上的巨共振，巨共振的各種衰變方式，原子核自旋同位旋激發(fā)，磁巨共振，高溫轉(zhuǎn)動(dòng)核的巨共振等前沿課題。

核裂變的發(fā)現(xiàn)是原子核物理基礎(chǔ)研究的產(chǎn)物，并已得到了廣泛的應(yīng)用，但是有關(guān)核裂變的許多問(wèn)題尚未完全搞清楚，一直還是原子核研究的一個(gè)重要方面。本書第四、五章論述壘下重離子融合裂變反應(yīng)和原子核裂變，也提到了作者在這方面的近期成果，內(nèi)容豐富，有的現(xiàn)象用理論解釋還有偏差。作者也介紹了最近少量有關(guān)中子暈（皮）核的近壘和壘下裂變反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)及兩種相反的理論預(yù)言，并預(yù)計(jì)這方面研究將開辟重離子核反應(yīng)的新方向。對(duì)通常原子核的裂變反應(yīng)以及現(xiàn)有的核裂變的液滴模型、裂變道理論、裂變理論的殼修正、核裂變的擴(kuò)散模型、用多維輸運(yùn)過(guò)程來(lái)研究裂變動(dòng)力學(xué)以及裂變理論中的量子修正，書中都有介紹。并對(duì)形狀同質(zhì)異能態(tài)現(xiàn)象、裂變中的延遲現(xiàn)象等實(shí)驗(yàn)及其理論進(jìn)行了詳盡的描述。對(duì)耗散裂變從唯象描述到微觀理論的發(fā)展，作者給出了一個(gè)極好的展望。對(duì)裂變過(guò)程中的時(shí)標(biāo)和核的粘滯性直到裂變理論和相關(guān)的非平衡態(tài)理論的關(guān)系也有很好的描述。

從第六章開始本書著重描述下世紀(jì)原子核物理可能會(huì)取得重大進(jìn)展的三個(gè)前沿領(lǐng)域。第六章是有關(guān)中高能和相對(duì)論性核－核碰撞的，其中重大課題有：核物質(zhì)的狀態(tài)方程；核物質(zhì)相變，包括液氣相變和夸克－膠等離子體(QGP)的產(chǎn)生；熱核性質(zhì)和多重碎裂衰變的新模式等。宇宙初期大爆炸時(shí)可能產(chǎn)生QGP，這是人們從未認(rèn)識(shí)過(guò)的新物態(tài)。作者從介紹核態(tài)方程的一般知識(shí)開始，進(jìn)而較為詳細(xì)地介紹了理論研究的現(xiàn)狀，包括玻耳茲曼－烏林－烏倫貝克(BUU)方程，量子分子動(dòng)力學(xué)方法(QMD)及核－核碰撞的輸運(yùn)模型的蒙特卡羅模擬，然后描述中高能核－核碰撞的有關(guān)實(shí)驗(yàn)及其解釋。最后詳細(xì)地介紹了QGP產(chǎn)生的有關(guān)實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)上診斷QGP產(chǎn)生的方法。對(duì)QGP的研究將對(duì)原子核物理，粒子物理和天體物理產(chǎn)生重大影響，但到目前為止，還沒有一個(gè)實(shí)驗(yàn)明確表明QGP的存在。人們期待著20世紀(jì)末美國(guó)相對(duì)論性重離子加速器RIHC的運(yùn)行及其實(shí)驗(yàn)結(jié)果。除了通過(guò)觀察中子星和超新星爆發(fā)可以獲得部分有關(guān)高溫高密核物質(zhì)的信息外，中高能核－核碰撞是目前實(shí)驗(yàn)室中研究高溫高密核物質(zhì)的唯一途徑，這方面將有許多新的結(jié)果出現(xiàn)。

一、21世紀(jì)物理學(xué)的幾個(gè)活躍領(lǐng)域

蒸蒸日上的凝聚態(tài)物理學(xué)

自從80年代中期發(fā)現(xiàn)了所謂高臨界溫度超導(dǎo)體以來(lái)，世界上對(duì)這種應(yīng)用潛力很大的新材料的研究熱情和樂(lè)觀情緒此起彼伏，時(shí)斷時(shí)續(xù)。這種新材料能在液氮溫區(qū)下傳導(dǎo)電流而沒有阻抗。高臨界溫度超導(dǎo)材料的研究仍是今后凝聚態(tài)物理學(xué)中活躍的領(lǐng)域之一。目前，許多國(guó)家的科學(xué)工作者仍在爭(zhēng)分奪秒，繼續(xù)進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)，向更高溫區(qū)，甚至室溫溫區(qū)超導(dǎo)材料的研究和應(yīng)用努力。可以預(yù)計(jì)，這個(gè)勢(shì)頭今后也不會(huì)減弱，此外，高臨界溫度的超導(dǎo)材料的機(jī)械性能、韌性強(qiáng)度和加工成材工藝也需進(jìn)一步提高和解決。科學(xué)家們預(yù)測(cè)，21世紀(jì)初，這些技術(shù)問(wèn)題可以得到解決并將有廣泛的應(yīng)用前景，有可能會(huì)引起一場(chǎng)新的工業(yè)革命。超導(dǎo)電機(jī)、超導(dǎo)磁懸浮列車、超導(dǎo)船、超導(dǎo)計(jì)算機(jī)等將會(huì)面向市場(chǎng)，屆時(shí)，世界超導(dǎo)材料市場(chǎng)可望達(dá)到2000億美元。

由不同材料的薄膜交替組成的超晶格材料可望成為新一代的微電子、光電子材料。超晶格材料誕生于20世紀(jì)70年代末，在短短不到30年的時(shí)間內(nèi)，已逐步揭示出其微觀機(jī)制和物理圖像。目前已利用半導(dǎo)體超晶格材料研制成許多新器件，它可以在原子尺度上對(duì)半導(dǎo)體的組分摻雜進(jìn)行人工“設(shè)計(jì)”，從而可以研究一般半導(dǎo)體中根本不存在的物理現(xiàn)象，并將固態(tài)電子器件的應(yīng)用推向一個(gè)新階段。但目前對(duì)于其他類型的超晶格材料的制備尚需做進(jìn)一步的努力。一些科學(xué)家預(yù)測(cè)，下一代的電子器件可能會(huì)被微結(jié)構(gòu)器件替代，從而可能會(huì)帶來(lái)一場(chǎng)電子工業(yè)的革命。微結(jié)構(gòu)物理的研究還有許多新的物理現(xiàn)象有待于揭示。21世紀(jì)可能會(huì)碩果累累，它的前景不可低估。

近年來(lái)，兩種與磁阻有關(guān)的引起人們強(qiáng)烈興趣的現(xiàn)象就是所謂的巨磁阻和超巨磁阻現(xiàn)象。一般磁阻是物質(zhì)的電阻率在磁場(chǎng)中會(huì)發(fā)生輕微的變化，而巨磁和超巨磁可以是幾倍或數(shù)千倍的變化。超巨磁現(xiàn)象中令人吃驚的是，在很強(qiáng)的磁場(chǎng)中某些絕緣體會(huì)突變?yōu)閷?dǎo)體，這種原因尚不清楚，就像高臨界溫度超導(dǎo)材料超導(dǎo)性的原因難以捉摸一樣。目前，巨磁和超巨磁實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的主要障礙是強(qiáng)磁場(chǎng)和低溫的要求，預(yù)計(jì)下世紀(jì)初在這方面會(huì)有很大的進(jìn)展，并會(huì)有誘人的應(yīng)用前景。

可以預(yù)計(jì)，新材料的發(fā)展是21世紀(jì)凝聚態(tài)物理學(xué)研究重要的發(fā)展方向之一。新材料的發(fā)展趨勢(shì)是：復(fù)合化、功能特殊化、性能極限化和結(jié)構(gòu)微觀化。如，成分密度和功能不均勻的梯度材料；可隨空間時(shí)間條件而變化的智能材料；變形速度快的壓電材料以及精細(xì)陶瓷材料等都將成為下世紀(jì)重要的新材料。材料專家預(yù)計(jì)，21世紀(jì)新材料品種可能突破100萬(wàn)種。

中央電視臺(tái)《新聞聯(lián)播》節(jié)目中以“用生命譜寫永恒之光”為題，播出了馬祖光院士的感人事跡，《人民日?qǐng)?bào)》發(fā)表了《光的追求》一文，一個(gè)學(xué)習(xí)馬祖光院士的熱潮在全國(guó)興起。通過(guò)學(xué)習(xí)馬組光院士的事跡后，深有感觸，我覺得，我們應(yīng)該著重學(xué)習(xí)以下幾點(diǎn)：

一、學(xué)習(xí)馬祖光愛國(guó)愛黨，為國(guó)家，該爭(zhēng)的時(shí)候還是要爭(zhēng)

國(guó)家興亡、匹夫有責(zé)的信念，根深蒂固地在馬祖光的血脈里流淌。23歲那年，沒等研究生班畢業(yè)，他即被抽調(diào)組建物理教研室；30歲那年，國(guó)家需要，受命創(chuàng)辦核物理專業(yè)；42歲那年，還是國(guó)家需要，領(lǐng)銜創(chuàng)辦激光專業(yè)……1980年，在著名的德國(guó)漢諾威大學(xué)物理研究所，他獨(dú)自一人研究成功地發(fā)現(xiàn)了新光譜，在研究所把他的名字排在他寫的論文的第三位時(shí)，他站出來(lái)說(shuō)話了：“這不是我個(gè)人的事，這是中國(guó)人做出來(lái)的，榮譽(yù)應(yīng)該屬于中國(guó)?！痹趪?guó)內(nèi)從不爭(zhēng)名的馬祖光不答應(yīng)了。最后，所長(zhǎng)寫下證明：“發(fā)現(xiàn)新光譜，這完全是中國(guó)的馬祖光一人獨(dú)立做出來(lái)的?！保澜绮毮浚绹?guó)、蘇聯(lián)、法、德、意等國(guó)的科學(xué)家做不出來(lái)的東西，中國(guó)人做出來(lái)了，這給中國(guó)人爭(zhēng)了很大的光。

二、學(xué)習(xí)馬祖光知難而進(jìn)、不斷創(chuàng)新的精神

馬祖光對(duì)待困難的勇氣，對(duì)待事業(yè)的不斷創(chuàng)新精神也很值得我們學(xué)習(xí)。馬祖光當(dāng)初放下駕輕就熟的核物理專業(yè)，同他的同事們一起開辟和建立一門新的學(xué)科――激光專業(yè)，這需要很大的勇氣和創(chuàng)新精神。在實(shí)驗(yàn)室條件很差，設(shè)備很簡(jiǎn)陋的情況下，他帶著研究生繼續(xù)做試驗(yàn)，研究新的激光震蕩譜線，很艱苦，但是他沒有半點(diǎn)怨言。在德國(guó)期間，作為改革開放后中國(guó)首批公派留學(xué)人員，馬祖光掂量得出肩上責(zé)任的份量。他悄悄盯上了“鈉雙原子分子第一三重態(tài)躍遷”，這是近紅外激光發(fā)展中的世界難題，是國(guó)際激光研究的一大熱點(diǎn)。經(jīng)歷了很多次失敗，在同行下了最后通諜――“必須改題”時(shí)，馬祖光堅(jiān)決不干：“放棄？請(qǐng)?jiān)俳o我10天時(shí)間！”在這最后的10天里，馬祖光獨(dú)自一人，連熬了5個(gè)夜，終于成功發(fā)現(xiàn)了各國(guó)科學(xué)家夢(mèng)寐以求的“Na2新的近紅外連續(xù)譜區(qū)”。辛苦的耕耘終于得到了美滿的果實(shí)。

三、學(xué)習(xí)馬祖光甘于清貧、為人師表的學(xué)者風(fēng)范

“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代使得MOOC（慕課）可以而且正在成為大學(xué)教育的一個(gè)組成部分。得益于同濟(jì)大學(xué)已經(jīng)在中國(guó)大學(xué)MOOC上線的“大學(xué)物理學(xué)”系列課程的建設(shè)和應(yīng)用，以及前期“醫(yī)用物理學(xué)”微課程設(shè)計(jì)項(xiàng)目的順利完成，我們正在進(jìn)行具有醫(yī)學(xué)特色的醫(yī)用物理學(xué)微課程視頻資源庫(kù)的開發(fā)和建設(shè)。并逐步建立醫(yī)用物理學(xué)在線課程所配套的教學(xué)資源庫(kù)，其中包括微課程視頻錄制，配套媒體資源建設(shè)以及醫(yī)用物理學(xué)試題庫(kù)建設(shè)等。目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)資源的覆蓋和共享，填補(bǔ)和提供醫(yī)學(xué)類在校生課堂外的自主學(xué)習(xí)平臺(tái)，并為相關(guān)教師開展翻轉(zhuǎn)課堂、SPOC等教學(xué)模式改革提供平臺(tái)。

1醫(yī)用物理學(xué)在線課程建設(shè)

基于同濟(jì)大學(xué)自主開發(fā)的大學(xué)物理在線課程（見圖1）平臺(tái)，結(jié)合醫(yī)用物理學(xué)的教材建設(shè)和教學(xué)特色，我們正在開展醫(yī)用物理學(xué)在線課程的開發(fā)和建設(shè)。根據(jù)在線課程對(duì)教學(xué)資源的需求，需要進(jìn)行一系列課程資源的配套建設(shè)，其中軟件部分就包括了微課程腳本的設(shè)計(jì)，微課程視頻的錄制和制作，配套媒體資源庫(kù)建設(shè)，以及醫(yī)用物理學(xué)題庫(kù)建設(shè)等。圖2是醫(yī)用物理學(xué)在線課程的網(wǎng)頁(yè)界面，它是由課時(shí)列表、討論區(qū)、資料區(qū)、評(píng)價(jià)等板塊構(gòu)成。其中課時(shí)列表區(qū)以微課程為主題，是課程的核心部分，也是我們建設(shè)的重點(diǎn)內(nèi)容。微課程以章節(jié)為單元展開，每單元分為若干講，每講以知識(shí)點(diǎn)為主題展開。根據(jù)章節(jié)內(nèi)容的容量，每單元可設(shè)計(jì)為十幾講到幾十講不等。例如“振動(dòng)與波聲波超聲波”部分就有三十六講。每講都有與之配套的視頻（課程微視頻，時(shí)長(zhǎng)約為5~10分鐘）、文檔（演示文稿，即配合微視頻的PPT電子課件）、隨堂測(cè)試（包括單選題，多選題，判斷題和填空題）。每單元有配套的單元作業(yè)和單元測(cè)試，課程結(jié)束后還有課程考試。討論區(qū)由教師答疑，課堂交流和學(xué)生討論組成。學(xué)習(xí)者可以在這里進(jìn)行師生互動(dòng)和生生互動(dòng)，即可以隨時(shí)向教師就課程，作業(yè)和測(cè)試等內(nèi)容提出問(wèn)題，并得到教師的答疑解惑。同時(shí)，學(xué)習(xí)者還可以借助于該板塊就學(xué)習(xí)中遇到的疑難問(wèn)題展開討論以獲得同伴的幫助，支持和認(rèn)可，并增加學(xué)習(xí)的趣味性和認(rèn)同感。資料區(qū)則提供給學(xué)習(xí)者與課程相關(guān)的各種資料和信息，如多媒體資源，包括視頻，圖像圖形，動(dòng)畫，網(wǎng)站等。借助教育技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)，向課程的深度與廣度延伸，給學(xué)生提供一個(gè)立體化多維度的學(xué)習(xí)環(huán)境。評(píng)價(jià)是由課程測(cè)評(píng)和學(xué)生互評(píng)組成。課程測(cè)評(píng)是系統(tǒng)對(duì)學(xué)生的單元作業(yè)和單元測(cè)試進(jìn)行評(píng)分，包括課程期末考試。而學(xué)生互評(píng)則是學(xué)習(xí)者之間的互相評(píng)價(jià)。這些評(píng)價(jià)按一定的權(quán)重相加，最后給出學(xué)習(xí)者一個(gè)總評(píng)成績(jī)。

2醫(yī)用物理學(xué)微課程視頻資源庫(kù)建設(shè)

由上述可知，開展醫(yī)用物理學(xué)微課程視頻資源庫(kù)建設(shè)是醫(yī)用物理學(xué)在線課程開發(fā)和建設(shè)的重點(diǎn)內(nèi)容。它包括與該教學(xué)主題相關(guān)的教學(xué)設(shè)計(jì)、演示文稿、媒體素材，以及學(xué)習(xí)者在微課程學(xué)習(xí)后所進(jìn)行的自我評(píng)價(jià)，如在線討論，練習(xí)測(cè)試等輔助性教學(xué)資源，它們以一定的形式組合在一起，營(yíng)造一個(gè)半結(jié)構(gòu)化、主題式的資源單元應(yīng)用“小環(huán)境”。2.1微課程選題和腳本設(shè)計(jì)。結(jié)合物理學(xué)，我們?cè)谖⒄n程的設(shè)計(jì)上盡可能突出醫(yī)用物理學(xué)的特點(diǎn)。例如在振動(dòng)和波部分，選擇聲波作為一個(gè)微課程系列。該部分包括了6個(gè)知識(shí)點(diǎn)，它們是：聲波和聲速、聲壓和聲強(qiáng)、聲強(qiáng)級(jí)和響度級(jí)、超聲波、超聲波的應(yīng)用和超聲醫(yī)學(xué)診斷。在激光部分是：激光產(chǎn)生的原理、激光的生物效應(yīng)、激光的醫(yī)學(xué)應(yīng)用、醫(yī)用激光器簡(jiǎn)介等。X射線部分是：X射線的產(chǎn)生、X射線譜、X射線的吸收、X射線與物質(zhì)的相互作用、X射線的生物效應(yīng)和X射線的醫(yī)學(xué)應(yīng)用等。原子核物理部分是：原子核的基本性質(zhì)、原子核的結(jié)合能和核力、原子核的放射性、輻射劑量和輻射防護(hù)、放射性核素在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用、核磁共振的基本原理和核磁共振波譜儀等。在微課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，除了做到突出醫(yī)學(xué)特色外，每個(gè)知識(shí)點(diǎn)既能獨(dú)立成篇，又在整體上具有系統(tǒng)性。在物理學(xué)的許多部分都涉及醫(yī)學(xué)現(xiàn)象的物理原理以及物理原理在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域方面的應(yīng)用，從這些方面入手進(jìn)行選題，更能提高醫(yī)學(xué)類學(xué)生學(xué)習(xí)物理學(xué)的興趣，幫助他們加強(qiáng)對(duì)物理概念和規(guī)律的理解，培養(yǎng)和提高他們分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。結(jié)合我們主編的《醫(yī)用物理學(xué)》教材（由清華大學(xué)出版社出版），在腳本（課件）的設(shè)計(jì)中，更加注重課件與教材之間的關(guān)聯(lián)性以充分體現(xiàn)該教材的特色?？傊?，無(wú)論在教學(xué)內(nèi)容的安排，課件配圖或媒體的應(yīng)用，還是在課件背景的設(shè)計(jì)等各個(gè)方面都圍繞該設(shè)計(jì)理念展開，即做到：（1）知識(shí)點(diǎn)全面覆蓋；（2）突顯醫(yī)學(xué)知識(shí)和應(yīng)用；（3）內(nèi)容短小精練；（4）應(yīng)用媒體資源如數(shù)字化課件，動(dòng)畫，圖形圖像，演示錄像等元素。4分別是X射線部分和原子核物理部分的腳本設(shè)計(jì)案例。特別強(qiáng)調(diào)的是為了增加微課程視頻的可視度，在微課程腳本設(shè)計(jì)中，我們將盡可能加入題材多樣的媒體資源，如圖像、圖形，演示錄像，3D課件及動(dòng)畫等元素。希望通過(guò)視覺效果，充分體現(xiàn)“知識(shí)脈沖”效應(yīng)對(duì)學(xué)習(xí)者的“沖”擊作用，激發(fā)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣，達(dá)到在“時(shí)間碎片”中學(xué)習(xí)“知識(shí)碎片”的最佳效果。2.2微視頻錄制和制作。微課程視頻的錄制形式多種多樣，可以是錄像室錄制、隨堂錄制或屏幕抓拍等。經(jīng)過(guò)實(shí)踐、對(duì)比和調(diào)研，目前我們采用了以PPT為主的屏幕抓拍，以及教師的隨堂授課錄制。另外動(dòng)員學(xué)生加入到我們的課程建設(shè)中來(lái)，讓學(xué)生做學(xué)習(xí)的主人。不僅調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，而且更大程度上發(fā)揮了學(xué)生自己的創(chuàng)新思想和想象能力。事實(shí)上學(xué)生的作品（微視頻、實(shí)驗(yàn)錄像、計(jì)算機(jī)課件等）都能收到學(xué)生的積極響應(yīng)。除了上述的主要微課程視頻模式，我們對(duì)習(xí)題課視頻做了不同的處理。習(xí)題課在物理教學(xué)環(huán)節(jié)中有著重要的作用，但在微課程中增加配合知識(shí)點(diǎn)的例題講解，會(huì)導(dǎo)致時(shí)長(zhǎng)的增加。為此，在課程設(shè)計(jì)中，我們將習(xí)題另外單獨(dú)錄制。形式上采用教師邊做邊講解的方式，讓學(xué)生深切感受到老師就在自己身邊娓娓分析。根據(jù)課程需要還會(huì)單獨(dú)錄制演示實(shí)驗(yàn)等。除了微課程視頻庫(kù)的建設(shè)，還有配套媒體資源建設(shè)以及醫(yī)用物理學(xué)試題庫(kù)建設(shè)等工作也在進(jìn)一步實(shí)施中。

3結(jié)語(yǔ)

摘要：核安全工程是2010年經(jīng)教育部批準(zhǔn)設(shè)置的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)相關(guān)本科專業(yè)，南華大學(xué)是目前唯一獲批該專業(yè)（方向）招生的高校。文章對(duì)南華大學(xué)核安全工程專業(yè)（方向）在人才培養(yǎng)方案制定、培養(yǎng)目標(biāo)、課程體系、師資隊(duì)伍建設(shè)、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、實(shí)習(xí)基地建設(shè)等方面的探索與實(shí)踐進(jìn)行了闡述，旨在為核安全領(lǐng)域本科層次人才培養(yǎng)提供參考。

關(guān)鍵詞：核安全工程；人才培養(yǎng)；高校

2010年，南華大學(xué)發(fā)揮自身幾十年為我國(guó)核工業(yè)事業(yè)培養(yǎng)了大批專業(yè)人才的優(yōu)勢(shì)和特色，憑借扎實(shí)的專業(yè)建設(shè)基礎(chǔ)，積極申報(bào)高等學(xué)校戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)相關(guān)本科專業(yè)———核安全工程，并獲得教育部批準(zhǔn)設(shè)置。2010年即從新生中通過(guò)轉(zhuǎn)專業(yè)的方式轉(zhuǎn)入一個(gè)自然班開始培養(yǎng)工作，該專業(yè)2011年獲批湖南省特色建設(shè)本科專業(yè)，2012年獲批湖南省專業(yè)綜合改革試點(diǎn)專業(yè)。2012年普通高等學(xué)校專業(yè)目錄修訂后，原“核安全工程”與“輻射防護(hù)與環(huán)境工程”專業(yè)調(diào)整為“輻射防護(hù)與核安全”。2013年經(jīng)湖南省教育廳批準(zhǔn)，南華大學(xué)以“核安全工程（專業(yè)方向）”繼續(xù)招收本科學(xué)生，也是迄今唯一批準(zhǔn)設(shè)置該專業(yè)的高校。本文從人才培養(yǎng)方案制定、培養(yǎng)目標(biāo)、課程體系、師資隊(duì)伍建設(shè)、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、實(shí)習(xí)基地建設(shè)等方面闡述南華大學(xué)核安全工程專業(yè)建設(shè)，以期為核安全領(lǐng)域本科層次人才培養(yǎng)提供借鑒與參考。

一、核安全工程專業(yè)培養(yǎng)方案制定的思考

隨著我國(guó)環(huán)境壓力日益突出，核能作為一種幾乎是零排放的清潔能源，在我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)調(diào)整中將發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。為了保證我國(guó)核電建設(shè)的安全、高效發(fā)展，國(guó)家環(huán)保部核安全局已在國(guó)內(nèi)實(shí)施注冊(cè)核安全工程師制度。為了適應(yīng)核安全人才的強(qiáng)大的需求現(xiàn)狀，南華大學(xué)于2007年率先在安全工程專業(yè)下設(shè)置了核電安全工程和鈾礦冶安全工程兩個(gè)專業(yè)方向，并在人才培養(yǎng)目標(biāo)方面進(jìn)行了積極探索[1]。為了制定核安全工程專業(yè)培養(yǎng)方案，學(xué)科建設(shè)團(tuán)隊(duì)首先以需求為導(dǎo)向，先后調(diào)研了中核福清核電站、中核三門核電站、中國(guó)原子能科學(xué)研究院、中核北方核燃料元件有限公司（二○二廠）、中核錦原鈾業(yè)有限公司等十多個(gè)核工業(yè)企事業(yè)單位，獲得了中核北方核燃料元件有限公司、中國(guó)核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院、秦山核電有限公司、西安中核藍(lán)天鈾業(yè)有限公司等單位的信函回執(zhí)反饋意見，并利用南華大學(xué)為中核集團(tuán)開辦的安全工程領(lǐng)域工程碩士班學(xué)生來(lái)校學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，分企業(yè)類別（核電企業(yè)、研究院所、鈾礦冶企業(yè)、核燃料加工企業(yè)、核廢物處理企業(yè)等）召開學(xué)員座談會(huì)，聽取意見與建議。同時(shí)，組織南華大學(xué)相關(guān)專業(yè)（特別是核類專業(yè)）教師多次研討核安全工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案。最終確定以“核安全工程師應(yīng)用型人才培養(yǎng)”為辦學(xué)宗旨，主要參照國(guó)家《注冊(cè)核安全工程師》、《注冊(cè)安全評(píng)價(jià)師》和《安全工程專業(yè)中、高級(jí)技術(shù)資格評(píng)審條件》的知識(shí)要求，根據(jù)“基礎(chǔ)厚、口徑寬、能力強(qiáng)、素質(zhì)高”的原則制定該專業(yè)人才培養(yǎng)方案，并分別于2012年和2014年進(jìn)行了兩次修改。

二、核安全工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)

摘要：目的探索基礎(chǔ)核醫(yī)學(xué)課的教學(xué)方法。方法選取2016年級(jí)臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)本科生216名為研究對(duì)象，按學(xué)號(hào)隨機(jī)將其分成試驗(yàn)組和對(duì)照組，每組108名。對(duì)照組以傳統(tǒng)核醫(yī)學(xué)教學(xué)模式進(jìn)行授課，試驗(yàn)組以問(wèn)題教學(xué)法（PBL）結(jié)合核醫(yī)學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)進(jìn)行授課。比較兩組的教學(xué)效果。結(jié)果試驗(yàn)組對(duì)“有助于了解核輻射防護(hù)知識(shí)”“認(rèn)為核醫(yī)學(xué)工作及檢查不可怕”“對(duì)核醫(yī)學(xué)工作、學(xué)習(xí)深造感興趣”教學(xué)效果問(wèn)卷調(diào)查的認(rèn)同人數(shù)占比高于對(duì)照組（P<0.05）。試驗(yàn)組的見習(xí)課和理論成績(jī)均高于對(duì)照組（P＜0.05）。結(jié)論P(yáng)BL結(jié)合核醫(yī)學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)方法可提高學(xué)生的綜合能力和學(xué)習(xí)成績(jī)，值得在基礎(chǔ)核醫(yī)學(xué)課中推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：核醫(yī)學(xué)；問(wèn)題教學(xué)法；物理演示

實(shí)驗(yàn)核醫(yī)學(xué)是開展核技術(shù)在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用及其相關(guān)理論研究的學(xué)科，包括基礎(chǔ)、臨床、實(shí)驗(yàn)和分子核醫(yī)學(xué)等分支學(xué)科[1]，其是核電子學(xué)、核化學(xué)和生物學(xué)等現(xiàn)代學(xué)科與醫(yī)學(xué)相結(jié)合的產(chǎn)物[2]。然而，當(dāng)前核醫(yī)學(xué)教學(xué)中存在重視理論課程、忽視實(shí)習(xí)課程的問(wèn)題，實(shí)習(xí)課程中主要集中在醫(yī)學(xué)相關(guān)實(shí)習(xí)討論，忽視核物理、儀器設(shè)備和放射性藥物等基礎(chǔ)核醫(yī)學(xué)的見習(xí)課程[3]，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)核醫(yī)學(xué)學(xué)習(xí)和理解欠缺，且易產(chǎn)生輻射恐怖，從而失去興趣。問(wèn)題教學(xué)法（PBL）是以學(xué)生為主體，問(wèn)題為中心，老師為導(dǎo)向的新型教學(xué)模式，其核心在于促使學(xué)生通過(guò)自主學(xué)習(xí)探究問(wèn)題的答案，被廣泛應(yīng)用于高校教學(xué)當(dāng)中[4-5]。本研究通過(guò)應(yīng)用PBL教學(xué)法結(jié)合核醫(yī)學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)方法，探討基礎(chǔ)核醫(yī)學(xué)課的教學(xué)方法，旨在改善基礎(chǔ)核醫(yī)學(xué)課的教學(xué)效果和提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率。

1資料與方法

1.1一般資料。選取2016年級(jí)臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)本科生216名為研究對(duì)象，按學(xué)號(hào)隨機(jī)將其分成試驗(yàn)組和對(duì)照組，每組108名。試驗(yàn)組平均年齡（20.51±1.43）歲；男生49名，女生59名。對(duì)照組平均年齡（20.86±2.21）歲；男生47名，女生61名。兩組的一般資料無(wú)顯著差異（Р>0.05）。兩組均使用張永學(xué)、高再榮主編的《核醫(yī)學(xué)》（第3版，科學(xué)出版社出版）。教學(xué)內(nèi)容包括核醫(yī)學(xué)物理基礎(chǔ)、儀器設(shè)備、放射性藥物及輻射防護(hù)等章節(jié)。見習(xí)場(chǎng)所為廣西醫(yī)科大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科，擁有SPECT/CT、PET/CT、醫(yī)用回旋加速器、藥物合成器及放射性藥物質(zhì)控等設(shè)備。在試驗(yàn)教學(xué)前，已經(jīng)對(duì)兩組學(xué)生的醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)成績(jī)進(jìn)行分析、整理，根據(jù)學(xué)生基礎(chǔ)課程的理論考試成績(jī)情況進(jìn)行分組分班教學(xué)，因此兩組學(xué)生的學(xué)習(xí)能力基本均等。1.2方法。試驗(yàn)組理論課教學(xué)采用PBL教學(xué)法，具體如下：①根據(jù)教學(xué)大綱要求的知識(shí)概念熟練掌握知識(shí)點(diǎn)；②7~8名學(xué)生為一組，學(xué)生各自發(fā)揮自己的優(yōu)勢(shì)，制訂問(wèn)題并建立假設(shè)；③文獻(xiàn)資料查找，尋找解決方案，提出假設(shè)；④由教師主持，組內(nèi)討論、歸納和總結(jié)方法，論證研究假設(shè)；⑤教師整合結(jié)果，進(jìn)行總結(jié)、拓展及補(bǔ)充，點(diǎn)明知識(shí)重點(diǎn)和疑難點(diǎn)。見習(xí)課采用核醫(yī)學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)，由教師演示和學(xué)生參與、配合完成，具體如下：①放射性藥物制備與質(zhì)控；②ECT藥物的制備；③放射性輻射監(jiān)測(cè)核醫(yī)學(xué)物理實(shí)驗(yàn)，引出放射性核素示蹤及顯像原理、特點(diǎn)、臨床應(yīng)用及輻射防護(hù)。對(duì)照組理論課教學(xué)采用傳統(tǒng)面授版書教學(xué)，見習(xí)課以教師講解-學(xué)生參觀為主的傳統(tǒng)見習(xí)模式：見習(xí)老師帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入核醫(yī)學(xué)現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)醫(yī)用回旋加速器、PET/CT室、SPECT/CT室進(jìn)行參觀學(xué)習(xí)。1.3觀察指標(biāo)及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。教學(xué)結(jié)束后對(duì)試驗(yàn)組和對(duì)照組學(xué)生各發(fā)放了108張問(wèn)卷進(jìn)行調(diào)研（調(diào)查問(wèn)卷已進(jìn)行預(yù)調(diào)查，保證其穩(wěn)定性和可靠性），包括接觸核醫(yī)學(xué)前認(rèn)知調(diào)查（核醫(yī)學(xué)了解程度、核醫(yī)學(xué)了解途徑）、教學(xué)效果[是否有助于了解核輻射防護(hù)知識(shí)、是否認(rèn)為核醫(yī)學(xué)工作及檢查可怕（或不可怕）、對(duì)核醫(yī)學(xué)工作、學(xué)習(xí)深造是否感興趣]。設(shè)計(jì)基礎(chǔ)核醫(yī)學(xué)課的考核測(cè)試題（內(nèi)容主要以核醫(yī)學(xué)物理、儀器設(shè)備、放射性藥物及輻射防護(hù)等知識(shí)為主），統(tǒng)一進(jìn)行理論考核測(cè)試（卷面100分）和見習(xí)課考核（50分）。理論考核內(nèi)容包括核物理基礎(chǔ)、儀器設(shè)備、放射性藥物及輻射防護(hù)等非診斷、治療和體外分析等；見習(xí)課程考核內(nèi)容包括核醫(yī)學(xué)科現(xiàn)場(chǎng)的工作場(chǎng)所、儀器設(shè)備、顯像操作及輻射防護(hù)等。1.4統(tǒng)計(jì)學(xué)方法。采用SPSS23.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，計(jì)數(shù)資料用n/%表示，用χ2檢驗(yàn)，計(jì)量資料用x軃±s表示，用t檢驗(yàn)，以P<0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2結(jié)果

20世紀(jì)是科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的時(shí)代。在這個(gè)時(shí)代，目睹了人類分裂原子、拼接基因、克隆動(dòng)物、開通信息高速公路、納米加工和探索太空。很難設(shè)想，若沒有科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，沒有原子能、沒有計(jì)算機(jī)、沒有半導(dǎo)體，現(xiàn)代生活將是什么樣子。與科學(xué)技術(shù)的發(fā)展一樣，物理學(xué)也經(jīng)歷了極其深刻的革命?？梢哉f(shuō)，物理學(xué)每時(shí)每刻都在不停的發(fā)展，其活躍的前沿領(lǐng)域很多，是最有生命力、成果最多的學(xué)科之一。

一、21世紀(jì)物理學(xué)的幾個(gè)活躍領(lǐng)域

蒸蒸日上的凝聚態(tài)物理學(xué)

自從80年代中期發(fā)現(xiàn)了所謂高臨界溫度超導(dǎo)體以來(lái)，世界上對(duì)這種應(yīng)用潛力很大的新材料的研究熱情和樂(lè)觀情緒此起彼伏，時(shí)斷時(shí)續(xù)。這種新材料能在液氮溫區(qū)下傳導(dǎo)電流而沒有阻抗。高臨界溫度超導(dǎo)材料的研究仍是今后凝聚態(tài)物理學(xué)中活躍的領(lǐng)域之一。目前，許多國(guó)家的科學(xué)工作者仍在爭(zhēng)分奪秒，繼續(xù)進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)，向更高溫區(qū)，甚至室溫溫區(qū)超導(dǎo)材料的研究和應(yīng)用努力?？梢灶A(yù)計(jì)，這個(gè)勢(shì)頭今后也不會(huì)減弱，此外，高臨界溫度的超導(dǎo)材料的機(jī)械性能、韌性強(qiáng)度和加工成材工藝也需進(jìn)一步提高和解決。科學(xué)家們預(yù)測(cè)，21世紀(jì)初，這些技術(shù)問(wèn)題可以得到解決并將有廣泛的應(yīng)用前景，有可能會(huì)引起一場(chǎng)新的工業(yè)革命。超導(dǎo)電機(jī)、超導(dǎo)磁懸浮列車、超導(dǎo)船、超導(dǎo)計(jì)算機(jī)等將會(huì)面向市場(chǎng)，屆時(shí)，世界超導(dǎo)材料市場(chǎng)可望達(dá)到2000億美元。

由不同材料的薄膜交替組成的超晶格材料可望成為新一代的微電子、光電子材料。超晶格材料誕生于20世紀(jì)70年代末，在短短不到30年的時(shí)間內(nèi)，已逐步揭示出其微觀機(jī)制和物理圖像。目前已利用半導(dǎo)體超晶格材料研制成許多新器件，它可以在原子尺度上對(duì)半導(dǎo)體的組分摻雜進(jìn)行人工“設(shè)計(jì)”，從而可以研究一般半導(dǎo)體中根本不存在的物理現(xiàn)象，并將固態(tài)電子器件的應(yīng)用推向一個(gè)新階段。但目前對(duì)于其他類型的超晶格材料的制備尚需做進(jìn)一步的努力。一些科學(xué)家預(yù)測(cè)，下一代的電子器件可能會(huì)被微結(jié)構(gòu)器件替代，從而可能會(huì)帶來(lái)一場(chǎng)電子工業(yè)的革命。微結(jié)構(gòu)物理的研究還有許多新的物理現(xiàn)象有待于揭示。21世紀(jì)可能會(huì)碩果累累，它的前景不可低估。

近年來(lái)，兩種與磁阻有關(guān)的引起人們強(qiáng)烈興趣的現(xiàn)象就是所謂的巨磁阻和超巨磁阻現(xiàn)象。一般磁阻是物質(zhì)的電阻率在磁場(chǎng)中會(huì)發(fā)生輕微的變化，而巨磁和超巨磁可以是幾倍或數(shù)千倍的變化。超巨磁現(xiàn)象中令人吃驚的是，在很強(qiáng)的磁場(chǎng)中某些絕緣體會(huì)突變?yōu)閷?dǎo)體，這種原因尚不清楚，就像高臨界溫度超導(dǎo)材料超導(dǎo)性的原因難以捉摸一樣。目前，巨磁和超巨磁實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的主要障礙是強(qiáng)磁場(chǎng)和低溫的要求，預(yù)計(jì)下世紀(jì)初在這方面會(huì)有很大的進(jìn)展，并會(huì)有誘人的應(yīng)用前景。