面向新時代的冶金工程專業(yè)新工科人才培養(yǎng)模式探討

劉成松　劉曉芹　張華　倪紅衛(wèi)

摘? 要：冶金行業(yè)逐漸升級轉型進入低碳冶金、智慧冶金新時代。培育冶金工程專業(yè)高質量、復合型人才和創(chuàng)新領軍人才，是新時代冶金工程高等教育立德樹人的根本任務。該文著重分析目前我校冶金工程專業(yè)人才培養(yǎng)面臨的問題，并基于新時代冶金工程專業(yè)新工科人才的能力需求，從培養(yǎng)方案、課程體系、教學內容、課程思政、教學方法及評價體系等幾個方面，針對冶金工程專業(yè)新工科人才的培養(yǎng)模式和實踐路徑進行探討和剖析，以期改進冶金教學工作、提升教學質量、實現(xiàn)培養(yǎng)復合型冶金人才的教學目標。

關鍵詞：新時代；新工科；冶金工程；課程思政；人才培養(yǎng)模式

中圖分類號：C961? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2023）26-0145-05

Abstract： Metallurgical industry gradually upgrades， transforms and enters into a new era of low carbon metallurgy and intelligent metallurgy. Training professional high-quality， inter-disciplinary and innovative leading talent is a fundamental task of higher education of metallurgical engineering in the new era. This paper mainly analyzed some confronted problems during the current talent cultivation of metallurgical engineering in our university， and based on the capacity requirements for the new engineering talents in metallurgical engineering oriented to the new era， discussed and revealed their cultivation mode and practice approach from several aspects including training program， curriculum system， content of courses， courses for ideological and political education， teaching methodology and evaluation system， which aimed to improve metallurgy teaching work and teaching quality， and accomplish teaching objective of cultivating inter-disciplinary metallurgical talents.

Keywords： new era; new engineering; metallurgical engineering; curriculum ideology and politics; talent training mode

隨著我國經(jīng)濟發(fā)展模式的轉變，作為中國的傳統(tǒng)支柱行業(yè)之一，冶金行業(yè)近年來進入行業(yè)升級和轉型的關鍵期，正邁向低碳冶金、智慧冶金的新時代。面向新時代冶金工程高等教育的基本問題是“培養(yǎng)什么人、怎樣培養(yǎng)人、為誰培養(yǎng)人”。習近平總書記曾經(jīng)指出：“要把立德樹人融入思想道德教育、文化知識教育、社會實踐教育各環(huán)節(jié)”[1]。在新工科驅動高校向“智能型”和“創(chuàng)新型”轉型發(fā)展的大背景下，以“中國制造2025”“一帶一路”和“互聯(lián)網(wǎng)+”等國家重大政策方針為指導，培育冶金工程專業(yè)高質量、復合型人才和創(chuàng)新領軍人才，是新時代冶金工程高等教育立德樹人的根本任務[2]。

思政課程是貫徹培育高質量、復合型新工科冶金專業(yè)人才立德樹人根本任務的必要路徑，需致力于因事而化、因時而進、因勢而新，通過深挖冶金工程專業(yè)課程所蘊涵的思政信息，將課程特色與育人要素相互嵌套和融合，以主流價值為導向，才能把育人與國家發(fā)展、民族未來密切聯(lián)系在一起，落實立德樹人的根本任務，培養(yǎng)和造就一代又一代對黨忠誠、堅定不移地擁護社會主義制度、以實現(xiàn)中華民族偉大復興為己任的優(yōu)秀冶金人才。

本文著重分析了目前武漢科技大學（以下簡稱“我?！保┮苯鸸こ虒I(yè)人才培養(yǎng)面臨的問題，并基于新時代冶金工程專業(yè)新工科人才的能力需求，從培養(yǎng)方案、課程體系、教學內容、課程思政、教學方法及評價體系等幾個方面，針對冶金工程專業(yè)新工科人才的培養(yǎng)模式和實踐路徑進行了探討和剖析，以期改進冶金教學工作、提升教學質量，確定合理的冶金工程專業(yè)新工科人才培養(yǎng)模式，培養(yǎng)冶金工程新工科復合型人才，支持中國冶金經(jīng)濟快速發(fā)展以及冶金產(chǎn)業(yè)的轉型升級。

一? 我校冶金工程專業(yè)人才培養(yǎng)現(xiàn)存問題

（一）? 教學模式比較單一，難以調動學生的積極性

我國冶金工程專業(yè)高等教育始于十九世紀初，作為一門傳統(tǒng)專業(yè)，學生在了解其深厚歷史背景的同時，也會對其教學內容和教學模式是否能夠與時俱進存在一定的疑問。對于新興學科而言，教學內容的先進性與科技感更能激發(fā)學生的學習興趣和求知熱情，有利于緩解教學模式單一等不足之處。傳統(tǒng)專業(yè)在教學過程中如果只是沿用單一教學模式，如教師授課、學生聽課、期末考試加生產(chǎn)實習等，很難激發(fā)學生的學習熱情，甚至會導致部分學生滋生厭學的情緒，或者在學習過程中對自己的學習目標和職業(yè)前景感到迷茫和失去信心。我校冶金工程專業(yè)的傳統(tǒng)教學模式更多是以教師為中心、課本為中心，這是一種略為狹隘的教學理念。教師在多年的教學過程中，有專業(yè)知識的積累與深入，同時也容易養(yǎng)成一種相對固定與保守的思維模式。如果教師在教學過程中始終堅持以自我為中心，缺乏與學生的交流與思維碰撞，那么就很難了解學生的思維方式與知識需求，從而做不到有的放矢，教學效果也很難盡如人意。

當代的大學生生活在一個信息高度發(fā)達的社會，接受到的前沿科技與交流手段多種多樣。以單一的教學模式來教授傳統(tǒng)的專業(yè)知識只能滿足教學基本要求。以生產(chǎn)實習環(huán)節(jié)為例，傳統(tǒng)模式是由指導老師帶隊進入行業(yè)相關的冶金企業(yè)進行實習實訓，但由于人員數(shù)量、空間有限、實習時間、安全責任及生產(chǎn)進度等原因，學生無法真正了解和體驗生產(chǎn)的整個流程，實習效果大打折扣，實習熱情不高。如何通過現(xiàn)代科技手段配合多元化的教學模式來實現(xiàn)好的教學效果，培養(yǎng)出冶金工程專業(yè)高質量、復合型人才和創(chuàng)新領軍人才，需要冶金工程專業(yè)教師不斷探索和研究。

（二）? 教學理念相對狹隘，缺少學科交叉融合

教學理念的形成是一個長期的過程，其轉變同樣也是一個需要較長時間完成的過程。我們已經(jīng)習慣了用某一種專業(yè)知識去評判一個學生是否優(yōu)秀，這種優(yōu)秀僅僅是一個特定領域的優(yōu)秀，但用于評價一個復合型人才是否優(yōu)秀存在不足之處。大學教育不僅是學科知識的積累，同時還需要培養(yǎng)學生專業(yè)知識和技能的綜合應用能力。在很長一段時間內，大學教學中的專業(yè)界限分明，對學科交叉融合關注不夠，這就導致專業(yè)型人才的知識體系不夠完整，而一項創(chuàng)新型成果往往需要多個學科知識的融會貫通。以冶金工程專業(yè)大學生的各類競賽為例，一項參賽作品的完成不僅考察了學生的專業(yè)知識，還要考察學生信息、計算機等其他學科知識的綜合運用能力。專業(yè)學科由最初的“混沌不分”到后來的深化和細分，再到現(xiàn)在的交叉融合，是學科發(fā)展的必然趨勢，有利于增強學生的綜合素質，提高學生的創(chuàng)新水平。

（三）? 課程與思政融合度不高，教學模式不夠完善

為深入貫徹落實全國高校思想政治工作會議精神，把思想政治工作貫穿教育教學全過程，我校冶金工程專業(yè)也開展了課程思政教學體系的研究和建設。目前面臨的一個主要問題就是課程思政教學經(jīng)驗不足、教學模式不夠完善。教師在課程思政教學過程中最容易出現(xiàn)的問題就是課程與思政的聯(lián)系不夠緊密，僅僅是講授完專業(yè)課程內容后進行一段語重心長的思政教育，或者為體現(xiàn)思政而選用的教學案例不夠恰當，存在一些生搬硬套的情況，為了思政而思政。如何將思政內容以潤物細無聲的方式融入課程教學，既不影響課程進度，又能起到良好的思政效果，是廣大教師在不斷學習和交流討論的一個熱點。

（四）? 國際化教育覆蓋不足，學生視野不夠開闊

培養(yǎng)新時代的復合型工程人才，需要適應新時代的工業(yè)發(fā)展形勢。近年來，隨著經(jīng)濟發(fā)展全球化趨勢逐漸加強，各大高校都在積極開展國際交流和合作，努力探索培養(yǎng)學生的國際化視野與全球化思維，增強國家工程人才的綜合素質。為了適應這一發(fā)展需求，我校也開設了材料與冶金國際化英才試點班，在開展傳統(tǒng)專業(yè)教學的同時，為學生提供更多與其他國家和地區(qū)進行專業(yè)交流的機會與途徑。試點班的建設在為學生提供更多交流機會的同時，也讓更多國家的專業(yè)人士了解了我校材料與冶金專業(yè)的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀，體現(xiàn)了全球一體化的國際形勢。但是受到試點班人數(shù)的限制以及近年新冠感染疫情的影響，大多數(shù)學生的國際化教育程度不足，覆蓋面不廣，且出國交流尤為困難。為了在現(xiàn)有條件下最大程度地滿足學生的國際化教育需求，我校舉行了一系列的國際化專業(yè)講座及交流研討等活動，爭取讓更多的學生參與和接受國際化教育。

二? 面向新時代冶金工程專業(yè)新工科人才的能力需求

（一）? 不斷修正、反思和學習的能力

我國的冶金行業(yè)現(xiàn)在面臨著體量大、高端產(chǎn)品欠缺的問題，在這種形勢下，循規(guī)蹈矩、按部就班的學習和生產(chǎn)模式已經(jīng)不能適應市場發(fā)展的需要。冶金工程人才需要具備精益求精的精神，尋求我國冶金生產(chǎn)技術與國際先進水平之間的差距，在大量傳統(tǒng)生產(chǎn)經(jīng)驗和科研基礎之上，不斷地進行修正、反思和學習，找出問題并解決問題，適應冶金工程活動的多樣性、多元性和多變性。市場和行業(yè)發(fā)展的需求在某種程度上也引導著學校對專業(yè)人才的培養(yǎng)目標和定位。作為冶金工程專業(yè)的教師，也要努力實現(xiàn)冶金行業(yè)“優(yōu)質、綠色、智能”轉型升級的人才培養(yǎng)要求。

（二）? 工程倫理和工匠精神

新時代冶金工程專業(yè)新工科人才培養(yǎng)過程中，工程倫理意識和工匠精神是極為重要的兩個方面。工程倫理并非法律規(guī)則，而是道德規(guī)范和倫理原則，強調以人為本，關注冶金工程活動的安全性和可靠性，確保冶金生產(chǎn)質量過關，提倡冶金工業(yè)生產(chǎn)與自然環(huán)境和諧發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展和平衡發(fā)展。冶金生產(chǎn)存在兩個顯著的特點：作業(yè)環(huán)境惡劣和有害物質排放。冶金工程活動極為復雜，工作人員時常面臨高溫、高壓、有害氣體等惡劣環(huán)境，為了保證工作人員生命安全和生產(chǎn)活動的順利、可持續(xù)進行。生產(chǎn)設備和生產(chǎn)管理的高標準、規(guī)范化就顯得尤為重要。對設備及時進行更新維護、對廢水廢氣廢渣凈化處理后進行排放或再利用，一方面要保證工作人員的生命安全和健康，另一方面也要保護環(huán)境，尋求冶金行業(yè)的綠色可持續(xù)發(fā)展道路。工匠精神則體現(xiàn)的是新工科人才愛崗敬業(yè)，積極進取，一絲不茍的專業(yè)精神。在教學活動的開展過程中，教師要以身作則將這種工程人員需要具備的精神感染并傳授給學生們，強化冶金工程技術人才對新時代基礎建設和智造強國的堅持和追求。

（三）? 學科知識交叉融合的能力

學科知識交叉主要表現(xiàn)為四個特點：基礎性、交叉性、融合性和應用性。一方面，新時代冶金工程專業(yè)新工科人才需要具備學習冶金學科和相關學科基礎知識的能力和條件，善于找到各類學科知識的共同點和聯(lián)結點，培養(yǎng)發(fā)散思維；另一方面，還需要能夠將各類學科基礎知識融會貫通，互相交叉、滲透和指導，在面臨復雜冶金工程問題時，突破專業(yè)壁壘，加強實踐，具備分析和解決問題的綜合素質[3]。

（四）? 創(chuàng)新精神和能力

創(chuàng)新是時代發(fā)展的力量源泉，也是新時代冶金工程專業(yè)深化改革和轉型的重要驅動力。冶金工程專業(yè)新工科人才需要不斷增強創(chuàng)新意識、解放思想、活躍創(chuàng)新思維、提高創(chuàng)新能力，將理論知識、工程實踐和創(chuàng)新思維三者相結合，才能緊跟冶金工程智能制造時代的發(fā)展腳步，實現(xiàn)自己的人生價值。新時代中國冶金工程的變革和發(fā)展，只有擁有具備創(chuàng)新能力的新工科人才的支撐，才能煥發(fā)生機，實現(xiàn)快速轉型，從容應對復雜的國際競爭和挑戰(zhàn)。

（五）? 復原能力

復原能力是指人類個體在面對逆境、失敗、危機或其他重大壓力條件下的一種良好的適應能力，也是一種應對困難經(jīng)歷的恢復能力。新時代冶金工程專業(yè)新工科復合型人才的培養(yǎng)，不僅需要注重個體對冶金工程專業(yè)知識的掌握和創(chuàng)新程度，更需要注重其面臨冶金生產(chǎn)工作或科學研究的逆境、失敗、挫折時，能夠及時調節(jié)和化解負面情緒，經(jīng)受考驗、堅定信念，通過冷靜接受眼前的事實，盡可能利用身邊一切資源應對困境，解決問題。

三? 培養(yǎng)模式和實踐路徑

（一）? 制定合理冶金工程專業(yè)新工科人才培養(yǎng)方案

新時代冶金工程專業(yè)新工科人才的培養(yǎng)，既要能滿足“中國制造2025”“一帶一路”和“互聯(lián)網(wǎng)+”等國家重大戰(zhàn)略下冶金行業(yè)轉型升級的需求，又要兼顧學生個性化發(fā)展的要求。針對培養(yǎng)目標實施多學科交叉融合的要求，我校在冶金工程新工科專業(yè)培養(yǎng)方案的制定時重點考慮了以下幾點[4]。校企協(xié)同，提出本專業(yè)適應行業(yè)轉型升級需求的具有多學科特征的人才培養(yǎng)目標；落實人才培養(yǎng)目標的專業(yè)培養(yǎng)標準，需具體、鮮明地體現(xiàn)多學科交叉融合特點；根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)標準的要求設置課程、明確課程目標、選擇和組織支持課程目標實現(xiàn)的課程內容、建立課程體系；采取的教學方式應與多學科交叉融合教學內容相匹配和適應；制定具體的教學計劃；確定能夠有效衡量專業(yè)培養(yǎng)標準實現(xiàn)情況的質量評價方式。

同時，冶金行業(yè)的動態(tài)發(fā)展和人才個性化培養(yǎng)，則要求冶金工程專業(yè)培養(yǎng)方案是柔性化和可調整的。即學生能夠依據(jù)自己的專業(yè)興趣愛好和職業(yè)規(guī)劃自由組合專業(yè)課程、自主擬定培養(yǎng)計劃，在充分發(fā)揮學生天賦和特長的基礎上實現(xiàn)個性化人才培養(yǎng)的真正意義。

（二）? 設計合理的冶金工程新工科專業(yè)課程體系和教學內容

在以前的“卓越工程計劃”“英才計劃”的基礎上，針對新時代冶金專業(yè)多學科交叉融合的特征和對新工科冶金專業(yè)人才在知識、能力素質上更高的要求，我校冶金工程新工科專業(yè)在課程體系和教學內容上的安排還考慮了以下幾點。通識工科教育是冶金工程專業(yè)教育的基礎和根本，通過優(yōu)化通識教育課程體系，有利于支持多學科交叉融合專業(yè)教育的順利開展；注重體現(xiàn)傳統(tǒng)冶金工程專業(yè)之間，以及與信息、環(huán)境、安全等其他學科的多學科交叉融合的新專業(yè)課程建設，將學科交叉知識、原理和方法融入到冶金專業(yè)教育體系中，以培養(yǎng)學生的跨學科思維和學科交叉應用能力；注重將冶金專業(yè)學科前沿知識與傳統(tǒng)冶金學科課程內容相結合，開拓學生的前沿和創(chuàng)新視野，培養(yǎng)學生面向未來、世界和現(xiàn)代化的能力；注重冶金工程實踐能力、創(chuàng)新能力，以及適應變化能力的培養(yǎng)。

（三）? 構建全員全過程全方位的課程思政育人體系

我校冶金工程專業(yè)教師已在專業(yè)理論課、專業(yè)實踐課和第二課堂等全部專業(yè)課程的教學全過程中開展思政教育，建成專業(yè)思政育人體系[5-6]，如圖1所示。思政教育通過深入挖掘蘊含在新時代冶金工程專業(yè)課程中的思政教育元素，結合課程教學內容，專業(yè)教學目標和課程德育目標緊密相連，通過對教學內容和方法進行改革和優(yōu)化，在對學生進行知識傳授和能力培養(yǎng)的過程中，實現(xiàn)對其價值觀的塑造，將思政教育貫穿于課程教學全流程。專業(yè)課程采用“浸入式”思政教學，形成“理論—實踐—研究”學生全程參與的鏈式教學方法。

課程思政采用基于OBE的多主體形成性考核制度，將思政目標考核融入課程目標考核中，包括平時成績和考試成績綜合評價，實現(xiàn)課程考核中思政目標的隱式考核。此外，課程還通過平時課堂提問、課后調研方式，結合學生成績，評價思政教學效果，進行持續(xù)改進。

（四）? 先進教學方法與當代教育技術的融合

2010年，國家教育部啟動實施了面向工業(yè)、世界和未來，培養(yǎng)高質量工程技術人才的“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”，重視和倡導多種研究性學習方法，包括基于案例的討論式學習、基于問題的探究式學習以及基于項目的參與式學習等，從而有效培養(yǎng)和提高學生獲取知識、創(chuàng)新、應用等社會能力和工程能力，促進綜合素質的養(yǎng)成和提升。我校以此為指導思想，一方面，將混合式教學方法與多種研究性學習方法有機結合，并充分利用網(wǎng)絡在線教育資源，統(tǒng)籌安排課內課外和線上線下教學，相互融合，結合實際情況，發(fā)揮各自的優(yōu)勢，加強老師和學生在教學上的互動和交流。另一方面，利用虛擬仿真、數(shù)值模擬等多媒體和信息技術來支持傳統(tǒng)冶金工程專業(yè)教育，使學生的研究性學習具有直觀性、沉浸性和交互性，更有利于教學效率和效果的提升，尤其是針對冶金行業(yè)生產(chǎn)中高溫、煤氣、粉塵、噪音的惡劣環(huán)境，運用虛擬仿真實踐教學，增強學生的工程實踐和創(chuàng)新能力。經(jīng)過多年的摸索和實踐，線上線下混合式教學、虛實結合沉浸式教學已成為我校冶金工程專業(yè)的一種常規(guī)教學手段。

（五）? 建立科學的冶金工程新工科人才培養(yǎng)質量評價體系

隨著冶金行業(yè)的高速發(fā)展，在原“卓越工程師”“英才計劃”等人才培養(yǎng)質量要求上，新時代冶金工程新工科人才培養(yǎng)還應拓展以下方面。學科知識方面：新工科冶金專業(yè)領域前沿知識、多學科交叉綜合知識；專業(yè)能力方面：解決復雜冶金工程問題的能力、跨學科知識工程應用的能力、冶金專業(yè)前沿創(chuàng)新能力；非專業(yè)能力方面：領導能力、團隊協(xié)作能力、環(huán)境適應能力、智能化能力和科技創(chuàng)造能力；綜合素質方面：家國情懷、工程倫理、全球化視野、批判性思維和社會責任感。

此外，對于新工科人才的評價也需要與時俱進，其主要做了以下幾點改變。將過去的以“結果評價為主”向“過程與結果評價結合”轉變，這不僅能激勵學生加大學習過程中的投入，而且也利于及時發(fā)現(xiàn)和解決質量問題；評價主體多元化，校內評價與外部評價相結合，由來自校內外對冶金工程專業(yè)新工科人才有著不同需求的多主體從多角度對人才培養(yǎng)質量進行評價，以獲得更加全面、詳細、客觀、公正的評價意見[7]；評價方法要有針對性，即要避免采取簡單或單一的方法，而要針對每個教學環(huán)節(jié)的目標要求，采用能夠準確有效地評價人才培養(yǎng)質量的評價方法；評價結果不僅用于評價學生，還應及時地用于質量持續(xù)改進。綜合以上，構建了我校冶金工程專業(yè)新工科人才培養(yǎng)質量的評價體系，如圖2所示。

四? 結束語

面向新時代的冶金工程專業(yè)新工科人才培養(yǎng)模式，我們會繼續(xù)以“培養(yǎng)解決復雜工程問題能力”為核心，緊跟新時代經(jīng)濟形勢下傳統(tǒng)制造業(yè)轉型升級的需求，探求我校適用新時代冶金工程專業(yè)新工科人才培養(yǎng)的多樣化、現(xiàn)代化的教學方法和手段，提升新工科人才要求的綜合工程素質，培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展的社會主義冶金工程建設者和接班人，助力新時代低碳冶金、智慧冶金工業(yè)的高質量發(fā)展。

參考文獻：

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[3] 裴鈺鑫，汪惠芬，李強.新工科背景下跨學科人才培養(yǎng)的探索與實踐[J].高等工程教育研究，2021（2）：62-68，98.

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[6] 李晉馥，曹樹謙.新工科背景下專業(yè)基礎課的課程思政建設路徑[J].天津大學學報（社會科學版），2021，23（6）：488-492.

[7] 吳琛，麻勝蘭，王展亮，等.工程教育人才培養(yǎng)目標的多主體多要素模糊綜合評價[J].高等工程教育研究，2020（5）：78-83.

基金項目：教育部新工科研究與實踐項目“面向‘一帶一路材料與冶金國際化人才培養(yǎng)模式研究與實踐”（E-CL20201928）；教育部產(chǎn)學合作協(xié)同育人項目“面向‘中國制造2025冶金專業(yè)‘新工科人才培養(yǎng)模式的研究”（201802248001）；湖北省教學研究項目“新工科背景下材料與冶金國際化人才培養(yǎng)模式探索與實踐”（2020359）；武漢科技大學課程思政專項項目“先進制造實訓教學融入課程思政教育的探索”（2021X065）

第一作者簡介：劉成松（1986-），男，漢族，湖南永州人，博士，副教授。研究方向為冶金工程學。