冶金工程專業(yè)本科創(chuàng)新性人才培養(yǎng)研究

龍木軍　陳登福　段華美　刁江

摘 要 為了培養(yǎng)高素質(zhì)本科創(chuàng)新性人才，研究設(shè)置了個性化培養(yǎng)的研究型課程，重點建設(shè)了專業(yè)基礎(chǔ)和專業(yè)方面的核心課程，開設(shè)了新生研討課，大幅度增加了科研訓(xùn)練計劃項目，創(chuàng)新和改革了創(chuàng)新性人才實踐環(huán)節(jié)的培養(yǎng)模式，實行了本科學業(yè)導(dǎo)師制度。經(jīng)本科創(chuàng)新性人才培養(yǎng)實踐證明，這些人才培養(yǎng)舉措效果較好。

關(guān)鍵詞 冶金工程 創(chuàng)新人才 教學實踐 科研訓(xùn)練 學業(yè)導(dǎo)師制度

中圖分類號：G642? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2020.09.016

Research on the Cultivation of Innovative Talents in Metallurgical Engineering

LONG Mujun， CHEN Dengfu， DUAN Huamei， DIAO Jiang

（College of Materials Science and Engineering， Chongqing University， Chongqing 400030）

Abstract In order to cultivate high-quality innovative talents of undergraduate course， the research has set up personalized training research-oriented courses， focused on the construction of professional foundation and professional core courses， opened freshmen seminar courses， greatly increased scientific research and training programs， innovated and reformed the training mode of innovative talents in practice， and implemented the undergraduate academic tutor system. The practice of undergraduate innovative talent training has proved that these measures are effective.

Keywords metallurgical engineering; innovative talents; teaching practice; scientific research training; academic tutor system

冶金工業(yè)是我國國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)。隨著行業(yè)的產(chǎn)能過剩，為了增強企業(yè)的競爭力，產(chǎn)品質(zhì)量提升和新品種開發(fā)的重要性更加突出。因而冶金工程高素質(zhì)創(chuàng)新性人才是相關(guān)企業(yè)亟需的力量，也是高等院校重點培養(yǎng)的目標。針對本科創(chuàng)新人才的培養(yǎng)問題，教育者們開展了大量的研究。[1-4]

1 專業(yè)歷史與現(xiàn)狀

重慶大學冶金工程專業(yè)1935年設(shè)立，當時隸屬于礦冶系。抗戰(zhàn)時期，全國著名的冶金專家?guī)缀跞繀R集到此，周志宏、魏壽昆、蔣導(dǎo)江等著名教授曾先后在重慶大學任教。

新中國建立后，成立冶金系。1961年招收首屆鋼鐵冶金專業(yè)研究生。70多年來為國家培養(yǎng)了近7000余名高級科研和技術(shù)人才。到1979年以前，學校有煉鐵、煉鋼和后來新辦冶金熱能方向三個專業(yè)。1980年煉鐵、煉鋼兩專業(yè)合并拓寬為鋼鐵冶金（化學冶金）專業(yè)。1997年鋼鐵冶金專業(yè)拓寬調(diào)整為冶金工程專業(yè)。

目前重慶大學冶金工程專業(yè)本科每年招生3個班。

2 課程設(shè)置與教學研究

2.1 個性化培養(yǎng)的研究型課程

個性化培養(yǎng)是本科人才培養(yǎng)的重要內(nèi)容之一。[5]冶金工程專業(yè)設(shè)置了“冶金工藝設(shè)計與研究”課程。該課程分為兩個學期。冶金工藝設(shè)計與研究（1）主要由冶金學科教授，基于各自多年的科研方向和科研成果，針對冶金工藝或冶金流程的部分工序或成套工序以及冶金工程專業(yè)對創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的要求，以講座的形式講授冶金過程前沿和冶金工藝及其變化的思考。講座的老師需要布置大作業(yè)或有一定的互動教學。

冶金工藝設(shè)計與研究（2） 主要由冶金學科教授和部分副教授，單獨指導(dǎo)5-7人，每周與學生見面2-3次;從學生個性和興趣出發(fā)，進一步給學生以研討的方式講授冶金工藝流程的相關(guān)前沿知識，布置給學生專題，查閱總結(jié)資料、對專題進行文獻綜述和對專題涉及的技術(shù)問題提出解決方案（研究方案）;學生以小組形式，以講座、討論、研究的形式單獨指導(dǎo)課程學習，各自小組學生的成績由所指導(dǎo)的教師給出。

本課程經(jīng)實踐，發(fā)現(xiàn)效果顯著，對培養(yǎng)學生的科研素養(yǎng)和創(chuàng)新能力起到了很好的作用。

2.2 專業(yè)雙語課程建設(shè)

為培養(yǎng)具有國際視野的創(chuàng)新性人才，2004年我校首次開設(shè)了“鐵冶金學”和“鋼冶金學”專業(yè)核心課程為本科雙語課程。[6， 7]其英語教材和精心準備的英語多媒體課件等已連續(xù)近16屆應(yīng)用于本科教學中，效果優(yōu)良，對學生專業(yè)知識學習、國際視野開拓、創(chuàng)新能力培養(yǎng)、英語能力提升起到了重要作用。該成果于2010年獲得教育部國家級雙語教學示范課程稱號。

近些年來，我們冶金專業(yè)的本科生攻讀碩士及博士學位的學生中，每年均有人在國外繼續(xù)攻讀博士學位或聯(lián)合培養(yǎng);專業(yè)雙語課程的設(shè)置，提升了學生的外語水平，為學生發(fā)表高水平SCI論文打下了牢靠的基礎(chǔ)。

2.3 系列核心課程的構(gòu)建

近年來，通過學校大類課程重點建設(shè)項目，重點建設(shè)了冶金工程專業(yè)的5門系列核心課程（冶金原理、傳輸原理、鐵冶金學、鋼冶金學、有色金屬冶金學）。課程建設(shè)內(nèi)容為：

（1）組建課程教學團隊，研究課程教學內(nèi)容與教學方法，教學內(nèi)容規(guī)范化和標準化。其中，冶金原理教學團隊近10人，傳輸原理教學團隊5人，鐵冶金和鋼冶金學雙語課程教學團隊近20人，有色冶金學教學團隊5人。

（2）教學團隊提出教學大綱意見，經(jīng)冶金系全體教師的教學會議討論研究，進一步凝練和修訂了課程的教學大綱;完善了電子多媒體課件;制作了部分課程的網(wǎng)絡(luò)課件，學生可在重大材料學院網(wǎng)站上查閱與學習。

（3）冶金原理課程建設(shè)情況。冶金原理主要講授金屬熔體和熔渣的高溫特性及反應(yīng)機理，包括冶金（火法和濕法）過程的熱力學和動力學，是冶金工藝理論的基礎(chǔ);重慶大學冶金原理課程已有良好的基礎(chǔ)，進一步重點建設(shè)該課程，是提高冶金工程專業(yè)本科生的基礎(chǔ)理論水平和培養(yǎng)質(zhì)量的重要保證。在冶金原理課程教材建設(shè)方面，重慶大學于20世紀30年代編著了國家第1本冶金原理教材，20世紀70年代末期開始由黃希祜教授編著冶金原理教材，歷經(jīng)30余年，先后修訂出版了4版。關(guān)于第4版教材，由冶金學科的教師和博士生，通過出差、留學國外訪問等方式，收集了國內(nèi)外（重點是西方經(jīng)濟發(fā)達國家）近年來出版的最新教材、專著、科學研究成果（比如最新渣圖集）等資料，將這些資料總結(jié)編入了最新版的冶金原理教材中。第4版100萬余字，于2013年出版。教材于1996年獲得冶金部優(yōu)秀教材第1名，1997年獲得國家教學成果一等獎。

2007年，黃希祜教授主編，冶金工業(yè)出版社出版了“鋼鐵冶金原理習題解答”教材。

冶金原理課程獲得了2009年重慶市精品課程稱號。

創(chuàng)新改進了“冶金原理”實驗課程教學模式，開發(fā)了冶金原理實驗教學多媒體軟件。將實驗課程中教師講授的目的意義、實驗原理、實驗方法等內(nèi)容制成多媒體及相關(guān)動畫，學生在實驗前觀看，高溫實驗基本由學生自主進行。

開發(fā)了“冶金原理”冶金原理試題庫軟件。此軟件在試卷生成、進行試題和試卷分析等方面可以為教師節(jié)省大量時間，而且能夠在大范圍內(nèi)進行高質(zhì)量測驗，對提高冶金原理課程教學質(zhì)量具有積極的促進作用。

（4）傳輸原理課程建設(shè)情況。傳輸原理課程主要涉及（高溫）液體及金屬凝固過程的流動、傳熱及傳質(zhì)量過程的基本理論。國外在20世紀70年代開始將流動、傳熱及傳質(zhì)量3種傳輸現(xiàn)象合并講授，國內(nèi)冶金高校在20世紀80年代初期開始陸續(xù)開設(shè)傳輸原理課程。重慶大學是國內(nèi)較早開設(shè)傳輸原理的高校（1981年），由高家銳教授編著的傳輸原理教材于80年代中期正式出版，得到許多高校采用。目前正在對較早前出版的傳輸原理教材進行修訂，即將由清華大學出版社出版。

（5）鐵冶金學和鋼冶金學課程建設(shè)情況。見章節(jié)2.2。

（6）加強和創(chuàng)新實驗課程教學。為了加強系列核心課程的實驗教學，提高課程教學質(zhì)量，顯著增加了課程的實驗教學學時，創(chuàng)新了實驗教學模式。

對專業(yè)基礎(chǔ)課程冶金原理、傳輸原理，每門課程的實驗學時增加為16學時;對冶金原理課程，開發(fā)了輔助實驗教學的多媒體軟件，該軟件可以明顯提高實驗教學質(zhì)量;除任課教師外，系上每年安排青年教師和部分博士生參與實驗教學工作以提高實驗教學效果;對專業(yè)課程鐵冶金學、鋼冶金學、有色金屬冶金學3門課程的實驗，為加強實驗環(huán)節(jié)的教學工作，專門單獨設(shè)置了一門“冶金工程實驗”課程，學時數(shù)為48學時。編著了由重慶大學正式出版的“冶金工程實驗”教材。5門系列核心課程的學時學分等數(shù)據(jù)列于表1中。

2.4 ?新生研討課

重慶大學冶金工程專業(yè)從2009年開始開設(shè)新生研討課，學時16學時。新生研討課由學科知名教授主講，小班上課，并實行互動教學。課程結(jié)束前組織參觀冶金、材料和公共檢測實驗室1次（半天）。新生研討課的主要講授內(nèi)容為：

（1）冶金工程專業(yè)的行業(yè)背景與人才培養(yǎng)計劃分析（專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)主干課，選修課模塊，各課程之間的關(guān)系，本專業(yè)與相近專業(yè)的關(guān)系，輔修其他專業(yè)課程及第二專業(yè)選擇指導(dǎo)）。

（2）大學的分類及研究型大學的學習方法（含學習方法、思維方法、學生能力要素等研討）。

（3）研究型大學人才培養(yǎng)目標與人生規(guī)劃（確定職業(yè)發(fā)展規(guī)劃，盡早明確是就業(yè)（含企業(yè)、研究院所、設(shè)計單位、公務(wù)員等多方面就業(yè)）或是保研、考研、讀博、本科后出國、讀研后出國、博士聯(lián)合培養(yǎng)與出國攻讀博士等）。

（4）重慶大學冶金工程專業(yè)的教學改革與深造（含創(chuàng)新人才培養(yǎng)舉措包括介紹國家大學生創(chuàng)新實驗項目、重慶大學科研訓(xùn)練計劃、本專業(yè)個性化培養(yǎng)課程、材料創(chuàng)新實驗班、各類競賽等情況，就業(yè)、讀研、出國比例情況）。

（5）國內(nèi)和國外相關(guān)高校設(shè)置本專業(yè)的情況及本專業(yè)在國內(nèi)的地位、優(yōu)勢分析。

（6）冶金工程技術(shù)的發(fā)展及簡介。

3 研究型創(chuàng)新性人才實踐環(huán)節(jié)的培養(yǎng)模式

3.1 科研訓(xùn)練項目

近年來，每年冶金工程專業(yè)學生獲得國家大學生創(chuàng)新實驗項目2項、重慶大學科研訓(xùn)練計劃項目15-20項。這兩種項目均是大一、大二和大三的學生參加。冶金工程專業(yè)有60%-70%左右的學生可以獲得科研能力的訓(xùn)練。

3.2 創(chuàng)新實驗班

從2010年開始，開設(shè)了材料創(chuàng)新實驗班，該班面向全校與材料相關(guān)的本科專業(yè)選拔學生，學生原來的專業(yè)不變。冶金工程專業(yè)每年有3-5名左右的學生選拔進入材料創(chuàng)新實驗班。除原專業(yè)的課程外，實驗班主要增加科學研究思維方法、創(chuàng)新能力、材料基礎(chǔ)與新材料課程的學習，并將每位學生分配至各專業(yè)教授和副教授課題組中進行指導(dǎo)和科研能力訓(xùn)練，鼓勵學生在本科期間發(fā)表較高水平的學術(shù)論文。

3.3 高年級進實驗室制度

學生從大學3年級后，鼓勵進入冶金工程專業(yè)各教授副教授的課題組，參加課題組的日常學術(shù)會議，在實驗室參加課題組的一些科研實驗工作。據(jù)統(tǒng)計，近年來每年約有20%-30%的學生進入了實驗室。

3.4 本科教學實驗設(shè)置與裝備更新

通過冶金學科教師科研工作積累，國家項目和企業(yè)橫向合作重大項目的支撐，購買和自制了一些反映冶金工程技術(shù)最新發(fā)展的科研裝備，并及時地用于本科教學中。近10年來，這些裝備能夠開出最新的冶金工程專業(yè)實驗10余個。此外，通過國家“985”工程、“211”工程、“雙一流”項目的實施，購買的高端儀器設(shè)備也已開出多個專業(yè)基礎(chǔ)課程的新實驗。

3.5 畢業(yè)設(shè)計

畢業(yè)設(shè)計是工程教育中的一個重要實踐環(huán)節(jié)。冶金工程專業(yè)的本科畢業(yè)設(shè)計工作在第7學期15周左右開始進行。選題實行1人1題，在第7學期開始進行畢業(yè)設(shè)計課題的資料查閱、相關(guān)知識學習、文獻綜述、研究方案制訂、外文文獻翻譯工作，這些工作在第8學期前3周全部完成。在第8學期第4周做開題報告。開題報告分組一般由4-6位老師及相關(guān)學生10-15人組成，開題報告進行時學校與學院教學督導(dǎo)的教授參加。

冶金工程專業(yè)的畢業(yè)生還需要撰寫畢業(yè)設(shè)計階段報告（1個月1次）和中期報告。與開題報告類似，中期報告一般需要分組以類似于答辯的方式進行。在整個畢業(yè)設(shè)計工作中，學院與學校督導(dǎo)組教授全程參與監(jiān)督，會發(fā)現(xiàn)問題、提出解決措施。教師與學院領(lǐng)導(dǎo)對畢業(yè)設(shè)計有嚴格的指導(dǎo)與監(jiān)督。每位畢業(yè)設(shè)計學生必須有固定的設(shè)計地點，需要按時上下班，學生與教師每周必須交流2次以上。畢業(yè)設(shè)計的學生需要定期向老師或課題組匯報工作和提出下階段的工作任務(wù)及需要解決的問題，大多數(shù)的課題組每周的科研（學術(shù)）例會都吸收畢業(yè)生參加。答辯前將組織教師和督導(dǎo)組教授對論文進行格式和規(guī)范性審查，提出修改意見。對畢業(yè)答辯后5%的學生，學院將組織全院范圍的二次答辯，不合格者將不能畢業(yè)。

這些措施的實行，對保證本科畢業(yè)設(shè)計的質(zhì)量，對學生培養(yǎng)科研素養(yǎng)和提高科研能力起到了良好作用。

4 學業(yè)導(dǎo)師制度

針對大學本科1-2年級學生與專業(yè)教師接觸少、對專業(yè)及學習方法等的認識不足、對個人的未來職業(yè)規(guī)劃迷茫等問題，近年來重慶大學冶金工程專業(yè)實行了本科生學業(yè)導(dǎo)師制度來解決這些問題。

本科生的學業(yè)導(dǎo)師由具有博士學位或具有高級職稱的專任教師擔任。每位指導(dǎo)教師指導(dǎo)學生3-8名，每一個月導(dǎo)師至少與學生接觸交流1次及以上，每次交流時間在2小時左右。交流的議題很廣，包括學習方法、學習習慣、課程學習、社會活動、職業(yè)規(guī)劃、就業(yè)情況與就業(yè)領(lǐng)域、讀研深造、出國學習、組織能力與學術(shù)研究能力培養(yǎng)、良好生活與學習習慣等各個方面。交流情況與次數(shù)將由學生與學院進行統(tǒng)計，對按要求做得好的導(dǎo)師學院將給予資金補助，對做得差或沒有與學生交流過的導(dǎo)師，學院將在下一年度除名。

經(jīng)近些年的實踐，發(fā)現(xiàn)效果很好。這一制度目前在重慶大學獲得了推廣。

5 結(jié)語

近年來，為了培養(yǎng)高素質(zhì)的本科創(chuàng)新型人才，重慶大學冶金工程專業(yè)在本科人才培養(yǎng)的多個方面付出了巨大的努力。研究設(shè)置了個性化培養(yǎng)的研究型課程，重點建設(shè)了專業(yè)基礎(chǔ)和專業(yè)方面的核心課程，開設(shè)了新生研討課，大幅度增加了科研訓(xùn)練計劃項目，創(chuàng)新和改革了創(chuàng)新性人才實踐環(huán)節(jié)的培養(yǎng)模式，實行了本科學業(yè)導(dǎo)師制度。這些舉措經(jīng)本科創(chuàng)新性人才培養(yǎng)實踐證明效果明顯。

通訊作者：龍木軍

基金項目：重慶市高等教育教學改革研究項目（173007）：傳統(tǒng)優(yōu)勢工科專業(yè)更新升級的探索與實踐——以冶金工程專業(yè)為例

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