刘征建,男,满族,中共党员,现任高等工程师学院副院长,教授、博士生导师,担任中国金属学会炼铁分会秘书长。
探索具有北科钢铁特色的“专业思政”建设模式,让学生“知钢、懂钢、爱钢”
《钢铁冶金学》、《钢铁绿色制造技术》等专业课程历史底蕴深厚,刘征建近年来不断挖掘专业课程所蕴含的思想政治教育元素和所承载的思想政治教育功能,充分融入北科大冶金工程一流学科、A+学科、软科排名连续五年蝉联世界第一,学校依钢而生、因钢而兴、靠钢而强,以及杰出校友的光辉事迹,培养学生的自豪感和荣誉感,提升学生对于专业课程的认可和热爱,增强学生在“钢铁大国”向“钢铁强国”迈进过程中的使命担当。
作为“炼铁新技术”梯队党支部教师负责人带领党支部与首钢、鞍钢等企业党组织开展产学研联创共建,让研究生贴近生产一线,与企业人员共同攻关炼铁新技术,梯队党支部荣获 2021 年第二批全国高校“百个研究生样板党支部”。
建立适合新时代大学生特点的专业课程教学体系,培养学生的创新意识
第一,提出针对新时代大学生的 TREE 型(信任 Trust、尊重 Respect、平等 Equality、鼓励Encourage)情感教育理念,做有温度的教育。“90 后”和“00 后”新时代大学生个性鲜明,他们比“80后”等前几代大学生更渴望被关心、被关注,所以应将情感教育摆在教学体系改革的首要位置。一是信任,信任是建立任何友好关系的基础,教师要真诚,信守承诺,知识储备丰富,赢得学生的认 可、接受,真心信任;二是尊重,要充分尊重学生,注意倾听学生提出的各种建议;三是平等,新时代大学生追求平等,要学会欣赏学生的个性美,以朋友的身份真诚对待学生;四是鼓励,鼓励是伴随新时代大学生成长的主要教育方式,要多给予学生支持和鼓励,给他们树立学习的信心。
第二,开展“金字塔型问题驱动式”专业课程教学内容重构设计,让学生寓学于乐。将原有专业课程的教学单元知识点优化组合,进行“金字塔型问题驱动式”教学设计。从金字塔的塔尖逐层下移来细化设计问题,通过每一个小问题,引出一个小的理论应用案例,讲解其中涉及的 1 个或几个知识点,最终汇聚每一个知识点所在的案例,逐级上推,回答解决最开始提出的处于金字塔尖的问题,实现所有知识点的融会贯通,并让学生清晰了解到每一个知识点的实用性。引入 VR 虚拟现实教学资源、虚拟仿真平台、MOOC 慕课、视频录像和动画等信息化教学手段,提升学生的学习兴趣。其中负责开发的《高炉炼铁生产工艺流程虚拟仿真教学资源建设》获 2019 年全国高校教师教学创新大赛-3D/VR/AR 虚拟仿真主题赛项一等奖。
第三,探索“全程探究式”专业课程教学方法,让学生成为学习的主体,培养学生的创新意识。改变传统的“一言堂”、“满堂灌”、“填鸭式”教学模式,从学习者的“学”出发来重构教学设计,利用雨课堂网络教学工具制作和发布预习课件,开展线上线下混合式教学,以“问题”为先导,通过课前、课中和课后全过程答疑互动,真正让同学“动起来”,提高学生的学习投入度,无论是在课堂上还是课堂外,成为学习的真正主体,突破课堂的时空界限。课堂上在针对具体知识点案例的讲授过程中,采用分组讨论等多种互动方式交替的混合互动式教学形式,让每一位同学都参与其中,切实提升学生分析问题和解决问题的能力。
第四,不断提升教师自身的情感沟通能力和信息化教学能力,以驾驭新的教学模式。在打磨好教学基本功和专业实践能力的基础上,要学会与新时代大学生开展有效的情感沟通,做新时代大学生的良师益友;此外,还要学会熟练掌握现代化教学工具,制作高质量、生动的多媒体课件,并掌握分组讨论、案例教学、项目式教学等多种教学手段,丰富完善自身的教学能力。
基于以上教学创新性成果,刘征建牵头负责的《专业课程线上线下多课堂协同教学模式探索与 实践》和《针对“90 后”和“00 后”新生代大学生特点的专业课程教学模式探索与实践》分别获得北京科技大学第 29 届和第 30 届教育教学成果奖一等奖。《基于“卓越计划”冶金工程型精英育成的专业课程教学模式研究与实践》和《基于“五元一体-六维并举”冶金工程专业高质量本科人才培养体系探索与实践》分别获北京市高等教育教学成果一等奖和二等奖。
以国家发展战略及重大需求为导向来实施科研育人,提升学生的创新能力
刘征建首先从自身做起,“打铁还需自身硬”,深入现场了解掌握企业面临的技术难题和瓶颈所在,同时与国内外专家学者保持紧密沟通交流,掌握最前沿的专业信息,同时关注其他学科的技术进步,以期形成学科交叉、融合创新。主持国家自然科学基金面上项目、国家重点研发计划专题等10余项,参与国家自然科学基金重点项目、国家重点研发计划项目、十一五和十二五国家科技支撑计划项目、与首钢等国内企业合作项目以及中俄、中韩、中瑞、中德、中澳和中印国际合作等项目100余项,目前在低碳炼铁技术研究领域的研究成果被广泛应用于宝武、鞍钢、河钢、首钢、建龙 等工程实践。
在学生论文方向的遴选上提出三大原则:首先是紧密围绕国家战略需求,如“双碳战略”,研究现代钢铁冶金制造过程绿色低碳理论与前沿技术;其次是行业亟需解决的技术问题,但不是直接拿 企业合作课题题目作为学生的毕业论文,而是从行业共性技术问题提炼出科学问题;第三是强化基础研究,目前原始性创新不足的本质原因在于科研人员的理论基础不扎实,所以依据提炼出的科学问题进行有针对性的基础研究。
具体在学生的培养实施阶段,首先着重培养学生的文献检索和研读能力,要让学生对科研信息具有足够的敏锐度和捕捉度,这样才能保证研究方向、研究手段与时俱进;其次在研究技术路线的选择上,要与研究生进行充分的计算讨论,不能盲目试错;第三是头脑风暴,研究团队的学术组会是研究生交流学习的重要平台,大家针对研究课题的方方面面进行充分的交流借鉴,取长补短,相互促进,少走弯路。
刘征建指导本科生李震的本科毕业设计论文《基于可见光-近红外光谱特征识别混合铁矿粉组分研究》,围绕国家“基石”计划,保障我国对于铁矿石战略资源供给和价格的话语权,针对国外铁矿粉都是混合粉、性能不稳定的问题,首次提出采用可见光-近红外光谱技术手段,识别混合铁矿粉的组分来源,可以为铁矿粉采购提供有效的技术支撑,论文获评 2022 年北京市普通高校优秀本科毕业设计论文(冶金与生态工程学院唯一一位)。
刘征建指导研究生承强的论文《球团矿连晶行为的分子动力学研究》,针对钢铁企业低碳清洁炉料球团矿成矿机理尚不深入、生产工艺参数依靠“试错模式”来制定的问题,首次将分子动力学引 入铁矿石球团领域,阐明了赤铁矿连晶生长过程原子迁移及烧结颈长大机制,为球团矿降低能耗和提升质量奠定了理论基础,论文获 2021 年北京科技大学优秀硕士学位论文,研究生承强获国家奖学金奖励,同时其负责的《基于图像识别及分子动力学模拟的球团连晶生长评价》项目获第二届全国大学生冶金科技竞赛特等奖。
投身学校人才培养改革 3.0 和 4.0 计划,培养卓越创新工程人才
习近平总书记在中央人才工作会议上强调,要培养大批卓越工程师,努力建设一支爱党报国、敬业奉献、具有突出技术创新能力、善于解决复杂工程问题的工程师队伍。在学校本科生导师制实施、本硕本博贯通培养实践的基础上,以学科交叉、强化实践、产教融合、工学交替为思路,创新专业方向、改革课程体系、完善培养方案、强化政策保障,超常规推进人才培养改革,牵头组织制订钢铁脊梁计划“卓越创新班”的实施方案以及“智能采矿”、“低碳智慧冶金”、“新材料”和“智能制造”四个创新专业方向的培养方案,培养方案注重学科交叉,在保留原有主体专业核心专业课程的基础上,增加自动化、计算机、人工智能等学科的核心课程,以及对原有课程进行重塑、深度融入智能、低碳等知识点,并强化校企联合培养、工学交替育人。完成首届“卓越创新班”学生校内选拔(58 位 同学入选),2023 年 9 月开始正式培养。获批北京科技大学本科教育教学改革重大集成项目《卓越工程师人才培养——“一生双师百企千人”育人模式探索与构建》,项目总经费为 600 万元。有力支撑北京科技大学入选全国第二批国家卓越工程师学院建设名单,并获批北京市高等教育本科教学改革创新重大项目。