冶金工程专业卓越工程师创新能力培养探讨——以重庆科技学院为例

秦跃林，朱光俊，万新，杨治立，何红，杨艳华

“卓越工程师教育培养计划”（以下简称“卓越计划”）是为落实我国新型工业、创新型国家、人力资源强国战略而部署的高等教育重大改革计划。其主要目标是：面向工业界、面向世界、面向未来，培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量多类型的工程技术人才，为实现工业化和现代化、建设创新型国家奠定坚实的人力资源基础，增强我国的核心竞争力和综合国力［1］。创新能力培养是“卓越计划”实施的重中之重，是将“中国造”转向“中国创”的关键，是实现创新型国家战略目标的根本任务。不同层次的卓越工程师对创新能力的要求有所不同。应用型本科层次的卓越工程师的创新能力主要体现在：能够在工程一线创新性地从事产品的生产、营销和服务，或工程项目的施工、运行和维护［2］。

近年来，全球铁矿石等原材料供应与价格波动、气候变化和环境保护，对钢铁工业的发展提出了新的挑战。我国钢铁行业面临产能过剩、品种质量亟待优化、布局调整进展缓慢、能源资源“瓶颈”凸显、自主创新能力不强等一系列难题。在国内外复杂形势的影响下，我国钢铁行业进入了发展的“寒冬期”，低增长、低效益、低价格、高压力成为行业未来发展的“新常态”。因此，处于“寒冬期”的钢铁工业对冶金工程专业卓越工程师的创新能力提出了新的要求。人才是技术创新的第一要素，是企业的核心竞争力所在，只有增强自主创新能力，我国钢铁行业才能实现从“做大做强”到“做精做强”的转变发展。

本文以重庆科技学院为例，研究冶金工程专业卓越工程师创新能力的培养，重点讨论创新实践教学体系的构建。

一、坚持“以学生为本”的创新实践教育理念

重庆科技学院冶金工程专业办学历史悠久，办学特色鲜明，长期依托行业办学，确立了“行业性、地方性、开放性、应用型”的办学定位，明确了“立足重庆、背靠行业、面向世界、服务全国”的办学思路，坚持“德育为先、加强基础、突出应用、注重素质、面向基层”的高级应用型人才培养理念，60多年来为冶金行业培养了大量各层次人才。2012年，冶金工程专业被教育部批准为“卓越计划”专业，在计划实施过程中特别注重对学生的创新实践教育［3］。

创新实践教育的活动主体是学生，学生的主体性体现在选题、计划、组织实施到评价等整个创新实践教育过程之中。为了满足新形势、新常态下行业企业对冶金类人才的工程应用和创新能力要求，适应行业技术高度集约和学科专业交叉的特点，学校确立了“以学生为本，注重学生知识、能力和素质多方面的协调发展，特别突出工程实践能力，注重强化责任意识和创新思维培养”的创新实践教学理念。依托行业企业，构建了以钢铁制造“炼铁—炼钢—连铸—轧钢”工艺流程为主线，融合铁前矿物处理与加工，覆盖钢铁制造下游材料制备与加工，囊括冶金装备设计与制造，辐射生产安全与环保的“大冶金、全流程”的实践教学平台和教学体系，创新实践教学方式方法，增强了学生成为钢铁脊梁、敢于担当的社会责任感和强烈的专业、职业自豪感，造就了“质朴坚韧、业精致用”的新时代冶金卓越工程师。

二、构建创新实践教育体系，提升学生创新能力

根据高级应用型人才培养目标，重点依托校企共建平台，构建由创新性实验、创新训练项目、创新竞赛活动、参与教师科研项目等教育教学活动构成的创新实践教育体系，循序渐进、多角度地提升冶金工程专业卓越工程师的创新能力，最终达到现代冶金企业所需的工程素质和修养要求。

（一）创新性实验

创新性实验主要包括设计类、综合类和集成类实验，一般认为在实验手段、方法和结果上能够有所突破和出现新元素，均可认为是创新性实验。近年来，企业已成为创新的主体，冶金工艺及装备发生了翻天覆地的变化。在传统基础性、验证性和演示性实验的基础上，注重从冶金工程专业领域的最新成果和新近发展中凝练实验内容；鼓励教师将研究课题转化为实验项目，将科研成果融入实践教学；强调将企业工程实践中的技术需求提炼转化为实践实验教学项目，提高学生解决实际工程问题的创新能力。

（二）创新训练项目

创新训练项目遵循“兴趣导向、自主实施”的原则，学生个人或团队在导师指导下，独立完成研究项目选题与设计、研究方案论证与制定、研究条件准备与实施、研究报告撰写与成果汇报等工作。创新训练项目注重培养学生的创新思维，对学生进行系统的科研训练，培养学生发现、分析和解决问题的能力，养成良好习惯，具备高素养，真正提高学生的实践、创新能力。同时，制定适合冶金工程专业本科层次卓越工程师创新能力培养的创新训练内容和教学计划，将创新训练项目作为选修课程纳入“卓越计划”专业培养方案，对参与的学生实施“一对一”导师制，为学生无偿提供创新项目实施所需的场地和仪器设备，不断加强导师队伍建设，制定相应的激励政策，鼓励并引导教师主动担任学生创新训练项目导师。

（三）创新竞赛活动

创新竞赛活动是培养学生创新能力的最佳途径之一，要求学生在教师的指导和团队的协作下，强化各种知识的综合应用，熟悉领域的最新成果，构思创新方案，在不断尝试和实验过程中设计和制作出最具创意的作品。无论是否获奖，均可使参与学生的实际动手能力和创新能力得到显著提高。对于冶金工程专业的学生，主要通过组织参加国际网络炼钢大赛、挑战杯、金相大赛等来实施。特别是国际网络炼钢大赛，可以让冶金工程专业的学生将课堂上所学的理论知识很好地运用于解决工程实际问题。我校连续几年获得亚太赛区2至10名的好成绩，2014年更是取得赛区第1名，将代表中国参加在比利时布鲁塞尔举行的总决赛，极大地提升了学生对冶金工程专业的认同感和自信心。

（四）参与教师科研项目

参与教师科研项目可以使学生所学知识在应用中得到巩固，并能够掌握各种研究方法和手段，形成创新意识、训练创新思维、开发创新潜能、提升创新素质。主要通过鼓励学生竞聘校级、院级创新团队的科研助理，参与教师的纵横向科研项目等。在任科研助理的工作过程中，不断熟悉科研的各个环节，接受系统的科研训练，养成良好的科研习惯；通过参与企业横向项目强化工程意识，激活技术创新思维；参与教师的纵向项目了解学科前沿发展动态，发展创新思维。

三、创新实践教学手段与方法，强化学生创新能力

以构建的创新教育体系为依托，加强对实践教学方式、方法和手段改革，通过持续探索与实践，在基于问题、项目、案例的互动式、研讨式实践教学方法的基础上，借助现代化教学手段，探索并采用了基于信息技术的情景体验式、网络交互式等现代实践教学方法。

（一）基于问题、案例的实践教学方法

1.问题导向式教学方法

以冶金专业课程问题为线索，创设问题，激发学生自主学习的兴趣，让学生在寻求和探索解决问题的思维活动中，掌握书本知识、发展思维智慧、培养动手技能，从而达到培养学生发现、认知和解决问题的能力。该教学方法为学生提供了交流、合作、探索和发展的平台，使学生切身体会解决问题的成就感，在教学活动中学会思考与创造，掌握技能促进创造思维的发展。比如 “碱金属对焦炭热性能的影响实验”“流体流动状态”“煤粉含硫量测定”等实验项目就是使用该教学方法组织实施的。

2.案例研讨式教学方法

将生产现场的工程项目或教师的科研成果转化为实验项目案例，如在“铁冶金学”“钢冶金学”“冶金传输原理”等与现场紧密相关的实验课程教学中，从生产现场中抽取更多贴近实际、具有强烈工程背景和代表性的典型过程及故障。如出铁、出渣、脱气搅拌、钢水合金化、钢水打炮、炉壁结瘤等进行案例教学。提高了学生的学习兴趣，调动了学习主动性和积极性，既使学生分析和解决问题的能力得到了强化，开阔了视野，拓宽了知识面，提高了综合素质，又使教师的教学能力和教学水平得到了提升，提高了教学效果。

（二）基于信息技术的现代实践教学方法

1.情景体验式教学方法

在实验教学过程中，教师有目的地引入或创设形象生动具体的冶金流程典型场景，激发学生的学习热情，把认知活动和情感活动结合在一起。如利用中心仿真教学资源，让学生在钢铁制造虚拟仿真实验教学平台上，情景重现，模拟操控生产现场设备，改变生产条件，调节生产工艺，熟悉生产现场流程。情景式教学方法让学生真切地感受现场的生产情景，对知识的掌握更加牢固，工程实践能力得到提高，工程意识得到强化。

2.网络交互式教学方法

采用现代信息化手段，运用计算机多媒体网络技术，借助钢铁制造虚拟仿真实验教学平台，“翻转课堂”将学习的主动权从教师转移给学生，学生不再单纯依赖教师讲授，而是可以通过互联网使用中心优质的教学资源，虚拟仿真实验教学平台成为师生之间和学生与学生之间互动学习交流的场所。网络交互式教学方法改变了老师的角色，其职责更多的是引导学生运用所学知识解决实际问题，最终达到教学相长的良性循环。

四、结语

进入低增长、低效益、低价格、高压力发展“新常态”的钢铁工业对冶金工程专业卓越工程师的创新能力提出了新的要求，不仅能够在工程一线创新性地从事产品的生产、营销和服务，而且还需要创新性地进行开发、设计和生产的能力。重庆科技学院顺应行业发展，在坚持以“学生为本”的创新实践教学理念的指导下，构建了由创新性实验、创新训练项目、创新竞赛活动、参与教师科研项目等教育教学活动构成的创新实践教育体系，探索了基于信息技术的情景体验式、网络交互式等现代实践教学方法，从而全面强化了冶金工程专业卓越工程师的创新能力。

[1]教育部关于实施卓越工程师教育培养计划的若干意见[S].（教高[2011]1 号），2011-01-08.

[2]林健.卓越工程师创新能力的培养[J].高等工程教育研究，2012（5）.

[3]吕俊杰，杨治立，朱光俊.应用型冶金工程专业卓越工程师教育计划探索[J].教育与职业，2012（14）.