新工科背景下產學研協同冶金人才的培養模式探索

岳 強 吳 巍 孔 輝 龍紅明

（安徽工業大學冶金工程學院 安徽·馬鞍山 243002）

以“互聯網+”和“智能制造”為發展方向的鋼鐵行業不斷實現產業轉型升級。在當前新工科背景下，對教學人員的教學內容和方法都提出了更高的要求。將教學和科研有機結合，以適應新時代的教學方法和教學理念，對于培養新型冶金工程人才，服務于冶金工業發展，實現企業戰略轉型具有重要意義。高校教師如何將教學、科研、科研成果有機結合起來，全面培養學生分析問題、解決問題的能力，目前仍然具有挑戰性。從學校的角度來看，要合理處理人才培養與科學發展的關系；從教師的角度看，要合理處理科研任務與教學任務的關系；同樣，對學生來說，既要培養學生掌握知識的能力，也要培養學生創新和實踐的能力。科研與教學有機結合，注重培養學生的實踐能力和創新意識，形成科研與教學相互促進的良性循環，對當前提升冶金工程專業學生綜合素質有重要意義。根據我校冶金工程專業的特點，對教學計劃和教學內容進行了整合和修訂，積極動員本科生參與教師科研項目，培養學生扎實的理論基礎和初步的科研創新能力。

安徽工業大學冶金工程學科是原冶金部在華東地區布點設立的重點建設學科，具有碩士學位和博士學位授予權。冶金工程專業具有鮮明的工程特色和深厚的底蘊及特色。2015年冶金工程專業通過工程教育專業認證，2018年冶金工程學科入選安徽省品牌特色專業。在當前新工科背景下，該專業的畢業生需掌握現代冶金工程相關基礎理論、專業知識和基本技能，善于應用現代信息技術和管理技術，具備國際化視野、富有創新精神，具有分析和解決復雜工程問題的能力。本文以鋼鐵冶金專業特色為基礎，在新工科背景下，探索產學研協同創新模式下，冶金人才的培養，探討專業改革在提升學生創新精神和分析問題、解決問題的能力。培養學生不僅掌握較好的專業基礎知識，而且也可成為企業所需的“復合型”、“應用型”人才。在新工程背景下，探索適合本校工程專業的產學研合作模式，不僅具有重要的參考意義和理論價值，而且對所有工程專業都具有一定的普遍性。

1 以科研促進教學，教學與科研相輔相成

教師通過科研案例教學課激發學生對科學研究和技術發展的興趣。教學科研一體化是高校教育教學的重要組成部分，也是提高人才培養質量的有效途徑。要構建以科研促教學、以教學促科研的良性互動機制，把科研成果轉化為教學素材，把科研案例融入教學的方方面面，實現培養具有創新能力人才的目標，全面提高教育教學質量。

鼓勵教師在畢業論文和畢業設計課題采用企業實際運行的真實課題，根據企業實際工作狀況，進行相關實驗探索，最后完成畢業論文和畢業設計。這既是一個實習實踐過程，同時是一個解決實際問題的過程。該訓練過程能夠使學生在真實的工程環境中了解解決實際問題的方法，加深理論知識，培養工程技能，使傳統的、簡單的填鴨式訓練向探求式創新教育轉變。把傳統課題轉化為腳踏實地的工程訓練，提高了應用型高級專業人才的素質。通過畢業論文和畢業設計的實踐訓練使學生了解實際生產過程和應用現狀，學習解決實際問題的方法，全面提高了專業的認知，離校后可快速適應工作。

2 科研平臺的應用

安徽工業大學冶金工程專業是省級重點學科和省級教改示范專業，在發展學科專業建設和深化教學改革，提高教學質量方面開展了一系列教學改革活動。通過與國內鋼鐵廠的科研合作，建立校外實踐基地，同時，也建立了校內煉鋼、連鑄過程教學、科研平臺。

2.1 校外實習、校內實訓平臺的應用

建立了穩定的校外實驗基地，如：馬鋼技術中心煉鋼模擬實驗室，永聯鋼鐵生產實習基地和浙江湖州不銹鋼生產實習基地等。校外實習、校內實訓平臺的訓練使學生提高了對抽象現場的直觀認識。對全國煉鋼模擬大賽進行積極宣傳，搭建校內仿真實訓平臺，積極培訓本科生參加模擬大賽，在大賽過程中對書本知識進一步的鞏固。

2.2 冶金過程水模擬試驗研究平臺的應用

冶金反應器的基本物理現象是鋼水的流動。在高溫高壓條件下，冶金反應器內鋼液流場的測量不僅困難，實際研究條件有限，而且研究成本也很高。根據相似原理，可通過物理模型和相關的試驗方法，對其流動、傳熱、傳質等傳遞行為進行研究，以了解其中的規律，驗證數學模擬結果的正確性，為優化工藝和開發新模型提供參考依據。通過水模擬實驗，學生可以更直觀地了解鋼鐵企業冶金單元反應器內的流動特征。水模擬結合數值模擬實驗可進一步了解冶金反應器中的傳遞現象。

2.3 冶金過程數值模擬平臺的應用

基于冶金過程熱力學、過程動力學和冶金傳輸理論，研究并建立了冶金過程的數學模型，系統動態模擬了冶金過程，模擬了實際冶煉生產過程，為更好地優化現場工藝參數提供了數據參考。對冶金過程中鋼水的動量傳遞、傳熱、傳質，煉鋼頂底復吹轉爐、精煉連鑄中間包爐外流場和溫度場進行了深入的數值模擬。利用仿真技術解決過去依賴傳統理論難以解決的問題，更有效地解決實際問題。

3 導師制下的科研訓練

本科導師制是在實行輔導員制和班主任制的基礎上，選拔專職教師為本科新生導師，學生從大一到大四都是同一個導師。根據學生特點，從學術規劃、能力培養等多方面進行個性化指導，促進師生交流，構建新型師生關系的創新管理模式。本科導師需要具有較高的教學能力和科研水平，同時具有較強的責任心，為人師表，關心愛護學生的成長。每一位本科生導師積極關心所帶的本科生，發揮教師在人才培養中的主導作用和學生的主體作用。導師要積極引導學生了解自己的科研方向，并參與到自己的科研項目，同時，對本科生進行學業指導，達到培養學生能力的目標。本科生導師帶領學生積極參與多層次的科技創新、創業、大學生實踐活動，以具體的產學研研究項目為基礎，多角度、多方位地培養學生解決問題的能力。

本科生導師以培養學生具有扎實的專業基礎，并熟悉工程背景和相關工藝技術的專業人才為目標。注重學生綜合素質、個性發展和創新能力的培養，利用學科和科研的優勢，推動實驗教學改革，將科學研究全面滲透到本科實驗教學中。注重學生的個性化發展，突出創新能力的培養，選擇部分學生提前進入實驗室參與實驗工作，發揮學生的聰明才智，最大限度地發揮學生的主動性和創造性，突出培養創新意識和獨立工作能力。本科導師盡可能地為學生提供多方位從事科技活動、科研訓練的機會。通過導師制探索出一套行之有效的產學研結合新模式，提高學生科技創新的積極性和主動性，提高學生的創新實踐能力。導師制是我校本科生教育過程中發揮教師重要作用的一個重要舉措，也是改革培養模式，加強素質教育和差異化教育，促進學生成長和發展的有益探索。

4 創新型應用人才培養的教學體系

幾年來，根據冶金行業的科研優勢，對教學計劃和教學內容進行了整合和修訂。積極動員本科生參與教師科研項目，積極參與各類創新實踐訓練，培養學生獨立思考和分析問題解決問題的能力。在教學過程中，鼓勵授課教師引入相關最新的研究案例，以使學生了解最新的實際生產過程和應用狀況。通過科研活動，教師不僅豐富了課堂教學內容，而且為教學方法的改革和教學效果的提高提供了參考。在課堂教學方面強調探究式學習方法的應用，將被動學習轉變為主動探索，激發學生學習的熱情。

教師將科研成果、經歷和科學思維方法傳授給學生，將科研成果融入教學,豐富了教學內容。科研所產生的新成果、新技術、新知識，促進了教學內容的更新和改革，豐富了課堂教學。教師通過科研活動激發了學生對科學研究與科技開發的興趣。產學研結合是建立和完善創新應用型人才培養的主要發展方向。培養具有較強工程實踐能力的工程技術人才的關鍵是實踐教學。經過多年的教學實踐，我們建立了完善的實踐教學體系。堅持理論教學與實踐教學相結合，注重培養學生的創新精神和工程實踐能力，提高學生的就業和工作能力。依托產學研項目，在教學過程中，教師將最新科研成果融入實踐教學。有計劃、有步驟地安排學生參加教師的研究，鍛煉學生的科研能力。在新工程背景下，在產學研相結合的人才培養模式下，不斷完善創新應用型人才培養教學體系。

5 結語

以科研促教學，以教學為核心，既能培養學生的實踐能力，又能全面提高綜合素質；既能滿足理論教學的基本培養要求，又能達到專業教學的綜合培養目的。協同產學研、導師制、應用科研平臺在創新型應用人才培養的教學體系，從而實現提高新工科冶金人才的能力，既可為生產一線提供工程應用復合型人才，又可為學生在進一步的科研工作提供良好的科研基礎。