针对西北地区材料类人才缺口大，人才培养与社会需求脱节，学生基础知识薄弱，实践创新能力不足等主要教学问题，兰州理工大学材料科学与工程学院提出面向未来、面向区域经济和面向工程实际，以培养能够解决复杂工程问题的高级专门人才为目标，以集群式精品课程建设为基础，以学科优势转化为教学优势为重点，以“高校-学生-企业” 协同创新实践育人为途径，以实验平台和实践基地建设为保障，贯通工程教育理念，培养能适应材料相关领域发展的创新性工程应用与研究型高级人才。
1.建立“高校-学生-企业”互动的人才培养模式
面向需求、面向社会办学，探索并建立以培养学生工程实践能力和创新能力为核心、满足市场多元化需求的人才培养体系，是高等教育必须面对的重大问题。作为一所地处西北的工科院校，培养方式和课程设置上要面向社会需求，生源地（约 70%学生来源于甘肃）和就业市场化对学校既是机遇又是挑战。甘肃有丰富的矿产资源，酒钢、金川和白银稀土公司等大型企业都与金属材料紧密联系。甘肃省也在调整从“金属矿产资源-初级加工-原材料”向“金属深加工-机械零/部件-产品”的产业转型升级。着眼于教育为地方经济服务的理念，材料学院提出了建设体现“冶金-新材料-先进加工”一体化的具有“一流的材料科学与工程、特色的冶金工程”的学科布局，主动适应西部地区产业对材料类专业的迫切需求，依托一流学科建设和工程教育认证，构建适应需求的人才培养体系。
积极推进校企联合培养与协同育人工作，构建了“高校-学生-企业”三方互动的高等教育实践育人模式。除通才化教学模式外，校企协同“红柳卓越班”培养模式依托国家级工程训练中心和多个校企合作工程实践中心，建立与企业合作的人才培养培养联盟，在联合制定培养方案、基地建设、企业教师聘任、双师型队伍建设、教学组织落实等方面展开校企深度合作，并以不少于40周到企业实习的培养计划，着力培养学生的工程实践能力，大力推进卓越工程师培养工作。除此之外， “红柳基地班” 培养模式单独组班，小班授课，并执行特定的人才培养方案，着眼于让一部分有学术素养和科研潜质的优秀学生提前进入学术研究领域，更好地培养拔尖创新人才。
2.建立适应“工程教育”的理论教学体系
以“基础、技能和应用”为导向，将各专业核心课程按照“原理、工艺和设备”进行分类，借助“慕课”、混合式教学、翻转课堂、创新课程及PBL课程等教学方式与手段，集中学科优势资源打造各专业核心精品课程，同时实现优质资源的共享，进而调动一切优势资源，实现材料类各专业的快速发展。通过十几年的建设和实践，建成甘肃省省级精品资源共享课程3门、省级精品课程9门。通过核心课程群建设提高和保障了基础理论教学效果。积极探索教学方式和方法的变革，实现传统课堂向黑板-PPT-视频的混合模式和PBL问题导向的教学转变，学习答疑向“面对面”和线上互动相结合转变；通过混合式教学和项目式教学，实现从以知识传授为主向以能力培养为主的转变、从以教师讲授灌输为主向以学生体验参与为主的转变，调动学生学习的积极性、主动性和创造性。
依托学科群体优势，注重学科建设成果向教学资源转化，以材料学科知识体系和结构的全流程和专业知识体系和工艺的全流程为主线，构建一体化、全流程、多层次、多平台创新教学体系；根据材料科学与工程的学科特点和知识结构，建立起各专业相互交叉渗透的课程体系；通过实验教学内容进行横向整合、纵向打通，达到培养既具备“冶金-新材料-先进加工”金属产业链为主线的大材料科学研究基础，又系统掌握材料热加工专业的实践技能，注重理论与实际的结合，有较强创新意识和动手能力，能独立思考问题与解决复杂问题的工程技术人才。
3.建立一体化、全流程、多层次的实践教学体系
（1）构建理论教学-实验教学-工程实践相渗透的实验教学体系
从基础性实验、综合性实验和研究创新型实验等几个层次上设计实验教学内容，从材料学科基础和专业实验教学两个层次建立涵盖各类材料制备-加工-结构表征-性能测试的一体化、全流程实验教学体系。融趣味性和知识性为一体，激发学生的学习兴趣和创新能力，将实验教学提升到一个新的高度。打通理论教学和实验教学间的界面，加快实验教学与工程实践的相互渗透是高等工程教育必须要解决的关键问题。基本思路是对实验教学内容进行改革和完善，设计衔接基础理论-实验技能、实验技能-工程实践之间的协同性课程，依托各类实践教学基地和校企合作人才培养联盟，构建各专业完善的实践课程教学培养体系。
（2）构建学历教育与资质认证相结合的工程能力培养体系
以职业资格培训（如“国际焊接工程师培训”、“无损检测工程师培训”、“热处理工程师”等）为抓手，建立具有专业特色的工程实践应用能力培养体系，通过“理论教学-实验教学-科学研究（毕业设计）-工程培训和认证”的梯次化培养训练，实践OBE的工程教育理念，培养学生综合运用所学知识、分析和解决实际问题，建立起基础与专业并重，学历教育与资质认证结合，突出工程能力，兼顾创新能力的人才培养体系，系统提升材料类专业人才的适应能力和解决实际问题的能力。
（3）完善“材料制备-结构表征-性能测试”一体化、多层次的实验平台
以材料科学与工程学科为背景，以提升学生解决复杂工程问题能力为培养目标，建立了材料制备实验教学平台、材料加工实验教学平台、材料结构表征实验教学平台、材料性能测试实验教学平台和数值模拟与虚拟实验五个实验教学平台；达到了实验教学与理论教学相结合、实验教学与科研和工程实际相结合、实验教学与资质认证相结合、实体与虚拟相结合及课内与课外相结合的五结合，保障了以学科基础、专业实验教学为主的材料制备-结构表征-性能测试“一体化、全流程、多层次”的实验教学平台。