新工科背景下产学研协同冶金人才的培养模式探索

岳 强 吴 巍 孔 辉 龙红明

（安徽工业大学冶金工程学院 安徽·马鞍山 243002）

以“互联网+”和“智能制造”为发展方向的钢铁行业不断实现产业转型升级。在当前新工科背景下，对教学人员的教学内容和方法都提出了更高的要求。将教学和科研有机结合，以适应新时代的教学方法和教学理念，对于培养新型冶金工程人才，服务于冶金工业发展，实现企业战略转型具有重要意义。高校教师如何将教学、科研、科研成果有机结合起来，全面培养学生分析问题、解决问题的能力，目前仍然具有挑战性。从学校的角度来看，要合理处理人才培养与科学发展的关系；从教师的角度看，要合理处理科研任务与教学任务的关系；同样，对学生来说，既要培养学生掌握知识的能力，也要培养学生创新和实践的能力。科研与教学有机结合，注重培养学生的实践能力和创新意识，形成科研与教学相互促进的良性循环，对当前提升冶金工程专业学生综合素质有重要意义。根据我校冶金工程专业的特点，对教学计划和教学内容进行了整合和修订，积极动员本科生参与教师科研项目，培养学生扎实的理论基础和初步的科研创新能力。

安徽工业大学冶金工程学科是原冶金部在华东地区布点设立的重点建设学科，具有硕士学位和博士学位授予权。冶金工程专业具有鲜明的工程特色和深厚的底蕴及特色。2015年冶金工程专业通过工程教育专业认证，2018年冶金工程学科入选安徽省品牌特色专业。在当前新工科背景下，该专业的毕业生需掌握现代冶金工程相关基础理论、专业知识和基本技能，善于应用现代信息技术和管理技术，具备国际化视野、富有创新精神，具有分析和解决复杂工程问题的能力。本文以钢铁冶金专业特色为基础，在新工科背景下，探索产学研协同创新模式下，冶金人才的培养，探讨专业改革在提升学生创新精神和分析问题、解决问题的能力。培养学生不仅掌握较好的专业基础知识，而且也可成为企业所需的“复合型”、“应用型”人才。在新工程背景下，探索适合本校工程专业的产学研合作模式，不仅具有重要的参考意义和理论价值，而且对所有工程专业都具有一定的普遍性。

1 以科研促进教学，教学与科研相辅相成

教师通过科研案例教学课激发学生对科学研究和技术发展的兴趣。教学科研一体化是高校教育教学的重要组成部分，也是提高人才培养质量的有效途径。要构建以科研促教学、以教学促科研的良性互动机制，把科研成果转化为教学素材，把科研案例融入教学的方方面面，实现培养具有创新能力人才的目标，全面提高教育教学质量。

鼓励教师在毕业论文和毕业设计课题采用企业实际运行的真实课题，根据企业实际工作状况，进行相关实验探索，最后完成毕业论文和毕业设计。这既是一个实习实践过程，同时是一个解决实际问题的过程。该训练过程能够使学生在真实的工程环境中了解解决实际问题的方法，加深理论知识，培养工程技能，使传统的、简单的填鸭式训练向探求式创新教育转变。把传统课题转化为脚踏实地的工程训练，提高了应用型高级专业人才的素质。通过毕业论文和毕业设计的实践训练使学生了解实际生产过程和应用现状，学习解决实际问题的方法，全面提高了专业的认知，离校后可快速适应工作。

2 科研平台的应用

安徽工业大学冶金工程专业是省级重点学科和省级教改示范专业，在发展学科专业建设和深化教学改革，提高教学质量方面开展了一系列教学改革活动。通过与国内钢铁厂的科研合作，建立校外实践基地，同时，也建立了校内炼钢、连铸过程教学、科研平台。

2.1 校外实习、校内实训平台的应用

建立了稳定的校外实验基地，如：马钢技术中心炼钢模拟实验室，永联钢铁生产实习基地和浙江湖州不锈钢生产实习基地等。校外实习、校内实训平台的训练使学生提高了对抽象现场的直观认识。对全国炼钢模拟大赛进行积极宣传，搭建校内仿真实训平台，积极培训本科生参加模拟大赛，在大赛过程中对书本知识进一步的巩固。

2.2 冶金过程水模拟试验研究平台的应用

冶金反应器的基本物理现象是钢水的流动。在高温高压条件下，冶金反应器内钢液流场的测量不仅困难，实际研究条件有限，而且研究成本也很高。根据相似原理，可通过物理模型和相关的试验方法，对其流动、传热、传质等传递行为进行研究，以了解其中的规律，验证数学模拟结果的正确性，为优化工艺和开发新模型提供参考依据。通过水模拟实验，学生可以更直观地了解钢铁企业冶金单元反应器内的流动特征。水模拟结合数值模拟实验可进一步了解冶金反应器中的传递现象。

2.3 冶金过程数值模拟平台的应用

基于冶金过程热力学、过程动力学和冶金传输理论，研究并建立了冶金过程的数学模型，系统动态模拟了冶金过程，模拟了实际冶炼生产过程，为更好地优化现场工艺参数提供了数据参考。对冶金过程中钢水的动量传递、传热、传质，炼钢顶底复吹转炉、精炼连铸中间包炉外流场和温度场进行了深入的数值模拟。利用仿真技术解决过去依赖传统理论难以解决的问题，更有效地解决实际问题。

3 导师制下的科研训练

本科导师制是在实行辅导员制和班主任制的基础上，选拔专职教师为本科新生导师，学生从大一到大四都是同一个导师。根据学生特点，从学术规划、能力培养等多方面进行个性化指导，促进师生交流，构建新型师生关系的创新管理模式。本科导师需要具有较高的教学能力和科研水平，同时具有较强的责任心，为人师表，关心爱护学生的成长。每一位本科生导师积极关心所带的本科生，发挥教师在人才培养中的主导作用和学生的主体作用。导师要积极引导学生了解自己的科研方向，并参与到自己的科研项目，同时，对本科生进行学业指导，达到培养学生能力的目标。本科生导师带领学生积极参与多层次的科技创新、创业、大学生实践活动，以具体的产学研研究项目为基础，多角度、多方位地培养学生解决问题的能力。

本科生导师以培养学生具有扎实的专业基础，并熟悉工程背景和相关工艺技术的专业人才为目标。注重学生综合素质、个性发展和创新能力的培养，利用学科和科研的优势，推动实验教学改革，将科学研究全面渗透到本科实验教学中。注重学生的个性化发展，突出创新能力的培养，选择部分学生提前进入实验室参与实验工作，发挥学生的聪明才智，最大限度地发挥学生的主动性和创造性，突出培养创新意识和独立工作能力。本科导师尽可能地为学生提供多方位从事科技活动、科研训练的机会。通过导师制探索出一套行之有效的产学研结合新模式，提高学生科技创新的积极性和主动性，提高学生的创新实践能力。导师制是我校本科生教育过程中发挥教师重要作用的一个重要举措，也是改革培养模式，加强素质教育和差异化教育，促进学生成长和发展的有益探索。

4 创新型应用人才培养的教学体系

几年来，根据冶金行业的科研优势，对教学计划和教学内容进行了整合和修订。积极动员本科生参与教师科研项目，积极参与各类创新实践训练，培养学生独立思考和分析问题解决问题的能力。在教学过程中，鼓励授课教师引入相关最新的研究案例，以使学生了解最新的实际生产过程和应用状况。通过科研活动，教师不仅丰富了课堂教学内容，而且为教学方法的改革和教学效果的提高提供了参考。在课堂教学方面强调探究式学习方法的应用，将被动学习转变为主动探索，激发学生学习的热情。

教师将科研成果、经历和科学思维方法传授给学生，将科研成果融入教学,丰富了教学内容。科研所产生的新成果、新技术、新知识，促进了教学内容的更新和改革，丰富了课堂教学。教师通过科研活动激发了学生对科学研究与科技开发的兴趣。产学研结合是建立和完善创新应用型人才培养的主要发展方向。培养具有较强工程实践能力的工程技术人才的关键是实践教学。经过多年的教学实践，我们建立了完善的实践教学体系。坚持理论教学与实践教学相结合，注重培养学生的创新精神和工程实践能力，提高学生的就业和工作能力。依托产学研项目，在教学过程中，教师将最新科研成果融入实践教学。有计划、有步骤地安排学生参加教师的研究，锻炼学生的科研能力。在新工程背景下，在产学研相结合的人才培养模式下，不断完善创新应用型人才培养教学体系。

5 结语

以科研促教学，以教学为核心，既能培养学生的实践能力，又能全面提高综合素质；既能满足理论教学的基本培养要求，又能达到专业教学的综合培养目的。协同产学研、导师制、应用科研平台在创新型应用人才培养的教学体系，从而实现提高新工科冶金人才的能力，既可为生产一线提供工程应用复合型人才，又可为学生在进一步的科研工作提供良好的科研基础。