冶金类传统工科专业大学生创新能力培养模式研究与实践

余正伟，龙红明，孟庆民，春铁军，狄瞻霞，魏汝飞，王 平

(安徽工业大学 冶金工程学院，安徽 马鞍山 243002)

自2017年2月以来，教育部积极推进新工科建设，新技术、新产业、新业态和新模式对一流工程人才培养提出了新的要求，系统推进“新工科”人才培养改革意义重大、势在必行，是服务新时代国家发展的战略性举措。

冶金工业作为我国的经济支柱在未来一段时期仍居重要位置，而行业结构调整和转型升级势在必行[1]。在这一过程中，创新型专业人才的培养尤为关键。安徽工业大学拥有与冶金工业相对应的全流程优势学科专业群，基于学校地方高水平创新型大学的定位和“万众创新”的必然要求，探索中国现代工程教育模式，强化高校服务社会功能机制，满足产业升级对人才培养需求，基于新工科建设理念，结合学校实际，积极探索人才培养新模式，努力实现传统工科到新工科的逐步跨越，对冶金类传统工科的建设和可持续发展具有重要的现实意义。

一、大学生创新能力内涵与培养要求

创新是指在前人或他人已经发现或发明成果的基础上, 为人类社会的文明与进步创造出有价值、前所未有的全新的物质产品或精神产品[2]。创新能力主要是指在社会实践过程中，对新事物的好奇、探究时所产生的新观点、新方法、新工艺和新技术[3]。大学生的创新能力主要表现为发散思维、逻辑思维、辩证思维等创新思维，意志力、观察力、富于社会责任感等创新人格，人生观、世界观、实践经验等创新智慧，以及先进仪器设备的操作能力、文献信息收集整理分析能力、社会活动调查能力、创新方法的应用能力和创新成果的展示能力等具体技能。

针对上述大学生创新能力的内涵，对当代大学生创新能力培养要求可以简要地概括为四个方面。一是具备不断探索的精神和求异思维[4]。当代大学生处于精力旺盛、思维活跃的黄金阶段，应该有意识、自觉主动地探索延伸知识体系的深度和广度，培养好奇心、想象力和敏锐的洞察力，捕捉科学技术革新的灵感和突破点。同时，面对当前信息爆炸的时代，对于固有的、习以为常的事物和技术，要敢于质疑、敢于批判，运用敏锐的觉察力、逻辑思维和求异思维，突破经验和规范知识性的束缚。二是具备扎实的知识储备和专业技能。合理的知识结构可以概括为基础知识要扎实、宽厚，专业知识要精深，横向知识和综合知识要兼有。大学生建立合理的多学科知识结构和广博的知识视野，是科技创新的基石和保证；具备扎实的专业技能需要全面掌握专业知识，熟练掌握相关技术设备操作要领和丰富的实践经验，扎实的专业技能是科技创新的保障。三是具备“宏思维”和集成创新能力[5-6]。中国科学院院士李培根教授认为，“宏思维”能力为从战略高度思考并提出解决人类社会及科学研究中的重大问题、综合性问题、复杂问题、长远问题的能力[7]。当前产业转型升级背景下，创新人才要能够通观全局，具备从复杂到简单的整体性思维能力，迅速抓住事物本质，找到问题解决的方法；同时，通过利用交叉学科、融合学科知识和技术集成的方法，构建新的技术结构体系，有针对性地解决日趋复杂具体科学技术问题的集成创新方法，是科技发展不可或缺的方面。四是具备技术反思再创新能力。技术反思能力是指对技术和技术创新活动过程的一种反思和修正能力，包括在技术应用过程中，能够利用所掌握的知识和信息，主动对技术参数进行大数据分析和反思，并从中发现创新点的能力，对技术创新成果的社会价值和经济价值的哲学反思能力，以及对自身技术创新活动的反思能力，不断地对创新过程进行冷静客观的审视和反思，及时改进方法，把握和修正创新活动的方向。其中探索精神和求异思维是创新的源动力，扎实的知识储备和专业技能是创新体系的基础，“宏思维”和集成创新能力是有效途径，不断技术反思是再创新的坚实保障，四个方面共同构成大学生创新能力培养体系。

二、冶金类传统工科专业大学生创新能力培养模式的研究与实践

基于大学生创新能力内涵和培养要求的分析，安徽工业大学炼铁新技术团队围绕大学生科技创新能力培养开展了一系列研究和实践，重点从创新人才的选拔和培养，科研项目和科技竞赛的有机融合以及大学生创新团队的运行保障机制这三个方面着手，构筑了冶金类传统工科专业大学生创新培养模式，如图1所示。

图1 冶金类传统工科大学生创新能力

(一)创新人才选拔和培养

以创新人才选拔为先导。人才是科技创新的基础，从充满活力和朝气的大学生群体中筛选兴趣浓厚、基础扎实、思想活跃，合作能力好的学生进入创新团队。一方面借助于团队老师与学生的深入交流和高年级学生推荐，另一方面借助于切实可行的人才选拔机制。在人才培养中，注重夯实专业基础，培养良好的科研习惯，因材施教，从创新思维、实验技能、文献和数据分析能力、科技写作和展示能力等开展全方位培养，并以科技竞赛促进团队凝聚和成长，形成了“严格选拔、团队指导、朋辈互助、共同成长”的人才选拔和培养模式，扎实做好选拔和培养工作。

以创新能力培养为核心。学生充满好奇心和创造力，具有不可估量的潜在创新能力。在选拔专业基础扎实、兴趣浓厚的人才基础上，鼓励学生结合自身的兴趣爱好和专业特长开展创新探索，培养创新思维；鼓励学生广泛涉猎多学科知识，尤其是前沿学科和交叉学科，开拓眼界，加强知识储备，拓展知识体系；鼓励学生集思广益、勇于实践，多角度、多途径寻找解决问题的方法。

以师资队伍建设为保障。师资队伍是创新活动的重要保障。科技创新活动的开展离不开教师的讲授和引导，通过配备资深教授、实践型教授、高级实验师、海外归国博士和青年博士为主体的指导老师团队，采用团队指导的模式，在理论、技术、实验和项目实施等方面为创新团队提供全程指导，为科研活动的顺利推进和学生成长提供切实保障。

(二)强调科研项目与科技竞赛有机融合

以科研项目为支撑。通常，各类竞赛中获得高级别奖励的项目绝大部分来源于教师的科研课题。高校教师在承担教学任务的同时，还为政府、企业提供市场研究、管理咨询、产品研发、技术升级改造等专业服务，以此获取项目支持，为创新人才培养提供更好、更高的平台。企业委托项目大都是生产过程中急需解决的重点难点问题，具有创新性强、开发周期短的特点，适合本科学生的参与。通过师生共同规划与实施，可以实现本科教学理论和实践双向发展，形成以教学促科研，以科研辅教学的良性互动模式，亦为创新人才培养提供了重要机遇。

以科技竞赛为舞台。以科研项目为支撑和切入点，富有激情、创意和持久科研兴趣动力的青年学生创新团队在专业教师的指导和引领下，必然带来丰硕的成果。因此，将冶金青年科技赛、全国大学生节能减排大赛、“挑战杯”课外科技作品竞赛、“互联网+”创新创业大赛等各类学科竞赛纳入创新团队建设体系考量中，以竞赛为契机，强化学生创新实践意识和兴趣，通过学科竞赛舞台的实战训练，激发出更大的创造潜能。以赛促建，使教师在教学实践过程中提升育人水平，使学生在科研活动中体会人生的价值。

以赛促学，赛训结合。大学生科技竞赛要求学生能够灵活运用所学知识，通过研究与参加竞赛的全过程，学生从文献资料的收集整理、研究计划的制定、试验设备的操作、论文专利的撰写到创新成果的提炼和展示的能力得到全方面的锻炼和提高。同时，通过在竞赛前期和竞赛过程中，强调自主学习和创新实践，引导学生将“思考”、“学习”和“实践”有机结合，形成“以赛促学”氛围和模式。为了提高创新水平和竞赛成绩，在参与竞赛前定期对创新团队的工作进行指导、培训，通过模拟展示与答辩的形式开展竞赛训练，形成了普遍性、经常性的竞赛训练制度，为科技竞赛做好选拔和准备工作，实现“赛训结合”为大学生成长成才提供重要平台和宝贵经历。

(三)建立科技竞赛创新团队运行机制

建立大学生科技创新激励机制。大学生科技创新活动是加强素质教育的重要途径和有效手段，大学生科技创新激励机制是推动大学生科技创新活动深入、均衡和持续发展的重要制度保证。团队通过定时开展科研学术研讨团队会议，对团队的创新思路、科研进展报告、展示方式、论文专利成果等进行组内评价，并借助各级、各类科技竞赛的评定结果对创新团队成果给予一定的荣誉奖励和物质奖励；对于在科技创新实践过程中表现突出的个人和团队，组织材料向校有关职能部门申请给予课外实践学分认定，优先推荐申报各级奖学金，形成集荣誉、学分和物质奖励于一体的科技创新激励机制。

建立创新团队考核评价体系。创新团队组实行动态跟踪管理和建设周期考核制。指导教师定期组织检查跟踪创新团队项目进展，建立科技创新活动管理档案。科技创新团队需制定团队建设周期目标和任务，定期申请汇报考核。考核内容应考虑科技创新的目标与任务，年度工作计划和工作总结，科技成果数量、级别、质量的考核，创新团队领衔教师及团队成员的综合评价等，评选出优秀团队及个人。

建立有效的监察保障机制。成立科技创新管理团队，对团队建设、发展方向以及团队成员科研活动施行统一管理。各创新团队的创新活动计划及经费预算需提交管理团队审核后方可实施，相关补充和调整也必须向管理团队备案。管理团队对创新团队研究进展及取得成绩进行定期考核，并据此发放研究津贴，确保研究经费使用规范合理。没有按期完成任务的创新团队需提出书面说明。

三、冶金类传统工科专业大学生创新培养模式的实践成果

近年来，安徽工业大学炼铁新技术团队紧抓人才选拔和人才培养两个重点，形成“严格选拔、团队指导、朋辈互助、共同成长”的人才选拔培养模式。通过配备资深教授、实践型教授、高级实验师和青年博士为主体的指导老师团队，采取兴趣导向、特长导向、丰富知识体系、鼓励探索等手段最大程度激发学生的创新能力。实践中，以科研项目为支撑，以创新团队为平台，汇聚师生创新思想；以科技竞赛为舞台，采取团队指导、定期考核、有效激励等措施，不断增强学生的创新实践意识和兴趣，将被动实践化为主动实践，全面提升学生的科技创新能力和素质，实现了所选拔、培养的学生从独立参与科研训练项目、到解决专业应用问题，再到团队协作获得科技竞赛高级别奖励的良性循环培养链条。

通过近三年的研究和实践，安徽工业大学炼铁新技术团队在大学生创新能力培养模式建设方面取得了丰硕成果。在团队内，学生投入科技创新创业的积极性、主动性和投入时间都有了显著提升，科技创新创业氛围非常浓厚，创新创业能力得到明显的提升。大学生创新团队成员获批国家级大学生创新创业训练计划项目资助8项，参与申请发明专利40余项，授权23项。通过积极参加全国性和行业性科技竞赛，荣获包括2015年全国“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛一等奖在内的科技竞赛奖项11项。同时，大学生创新团队成员通过在创新团队中认真学习、勇于实践、不断探索，追求卓越，涌现了全国工程硕士实习实践优秀成果获得者2人(每届全国100人)、中国大学生自强之星(提名)1人、安徽省优秀大学生2人、安徽省科技创新之星1人、安徽省普通高等学校“品学兼优毕业生”5人、“践行社会主义核心价值观先进个人”2人、研究生国家奖学金获得者7人等一批优秀代表。

另一方面，安徽工业大学炼铁新技术教师团队在指导学生不断提升创新能力的同时，也收获了诸多荣誉，获批国家级新工科研究项目1项，获批安徽省级教学团队，荣获安徽省教学成果特等奖1项、二等奖1项。团队教师入选安徽省学术和技术带头人后备人选1人，入选安徽省技术领军人才宝钢教育基金-优秀教师奖1人，安徽省教坛新秀奖1人，全国冶金高校院长奖-优秀青年教师奖2人，多人次获“挑战杯”全国大学生系列科技学术竞赛、中国“互联网+”大学生创新创业大赛和全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛等科技竞赛优秀指导老师称号。在潜心传授学生知识、培养学生创新能力的同时，形成了“教学相长”的良性循环，教师队伍不断发展壮大，为培养更高水平的大学生奠定了坚实的基础。