新工科背景下冶金工程專業改造升級的探索與實踐

張立強，張超杰，王海川，龍紅明，萬 勇

(安徽工業大學 冶金工程學院，安徽 馬鞍山 243002)

當前，世界經濟進入新的歷史時期，發達國家制造業回歸與發展中國家工業體系升級交互。中國正在實施制造強國“三步走”戰略與“新基建”計劃，冶金行業應順勢而為，專業人才培養應與行業發展相輔相成，基于新工科建設的理念，研究新經濟條件下冶金發展的新特點，制定與之相適應的專業人才培養體系。通過聚焦傳統冶金產業改造升級和新興產業培育發展的需要，推動高新技術與冶金專業的知識、能力、素質要求深度融合，探索冶金專業新工科改造升級的思路與舉措。

一、新工科背景下冶金行業的內涵發展

近代冶金工業自第一次工業革命至今已發展了二百余年，作為傳統制造業的典型代表，在歷次工業革命中不斷革新。當前第四次工業革命正在到來，冶金行業正在進行從運行管理、生產組織、技術手段到操作模式的轉型升級。冶金行業內涵發展變化，見圖1。

圖1 冶金行業內涵發展變化

二、適應行業變化的冶金工程專業改造目標

(一)豐富冶金行業實質內涵，建立冶金專業知識新結構

目前，冶金行業發展模式及企業制造過程均發生著深刻轉變，這一轉變為冶金行業豐富了內涵，專業人才培養應瞄準行業發展方向和內在需求，建立世界領先的新冶金學知識體系，從冶金行業實踐中凝煉出冶金工程生態學理論，發展氫冶金、生物冶金、新能源冶金等新興學科領域，建立冶金專業知識新結構。

(二)把握冶金人才時代特征，形成冶金專業人才新標準

新經濟下冶金行業正在向建成數字化工廠、發展智能工廠發展，新的行業對人才技術能力提出了新的要求。在傳統專業教育的基礎上，應注重專業人才在冶金數字化應用和開發方面的能力的培養，增強在智能工廠制造中人的新認知和技能的獲得。人才培養目標及培養標準應遵從時代發展的需要，切合行業發展需求，形成冶金專業人才的新型標準。

(三)實現學科交叉有機融合，構建冶金專業課程新體系

適應新型人才標準，將人工智能等新技術與傳統冶金學科知識有機融合。構建新型課程體系，修訂課程大綱，更新教學內容，打造新技術與現代冶金技術融會貫通的課程體系。

三、實現新目標的冶金工程專業改造思路

(一)以新經濟下冶金行業新內涵為導向，確立專業人才培養新目標

冶金行業在新經濟下面臨環保、能耗、資源等難題，開始向綠色化、智能化、集約化發展。在發展模式上從單純追求數量擴張的粗放型向節能減排、清潔生產、低碳消耗、循環經濟的科學發展模式轉變，在功能上從單純鋼鐵產品制造，向產品制造、能源高效轉換和消納社會廢棄物的生態型鋼鐵企業轉變。在此背景下，豐富冶金行業新內涵，從不同維度研究行業發展，以此為基礎制定專業人才培養目標，形成冶金專業人才培養新標準。

(二)以新培養目標為指引，改革專業課程體系和教學內容

對新經濟下冶金工程專業的培養目標進行多維度分解，制定與之相呼應的畢業要求，明確學生應掌握的知識和技能；在此基礎上，進一步分解畢業要求項的指標點，根據指標點設計課程體系，并更新教學內容。在設計過程中注意多學科之間的交叉融合，形成“培養目標-畢業要求-課程體系-達成評價-持續改進”的良性循環體系。

(三)以兩化融合為背景，探索專業深層次交叉融合新途徑

結合本校冶金工程專業的畢業要求相關標準，升級本專業培養計劃課程體系，進行結構性優化，設立大數據、智能制造、節能減排等專業方向選修課模塊，將方向選修課與計算機、機械制造與自動化、電氣信息與自動化等專業的專業課打通，實現師資、課程資源、實驗室等教學資源共享。彌補本專業在新興學科領域的師資、教學資源的不足，并實現專業間的有機融合。

(四)以智能制造為方向，拓展專業改造升級新領域

瞄準人工智能等新興產業技術，拓展冶金工程專業領域。將冶金固廢資源化、節能減排、智能工廠、大數據挖掘等作為新興領域，補強知識結構，拓展技能素質。

四、冶金工程專業改造升級措施

(一)研究新經濟下冶金工程發展特點，豐富冶金行業新內涵

根據新經濟、新業態的發展實際，進一步豐富內涵建設，厘清學科基本定義和范疇，逐步優化學科結構。研究新一代冶金行業的產品制造、能源高效利用、轉化和消納社會廢棄物新型三大功能。研究冶金工程中的諸多新技術要素，新技術單元的動態集成，工程系統運行中表現出的有序性、協同性和穩定性等新特性，以歷史的觀點分析當前新經濟下冶金行業在全社會中的功能、價值、定義和范疇。

(二)校企協同，優化目標設計

發揮學校自身優勢，利用專業在行業影響力，以冶金產業發展需求為導向，更新人才培養目標。通過電話訪談、問卷調查、座談、研討等多種形式，組織國內外行業專家、畢業生、用人單位、學校職能部門、專業教師和在校生對冶金工程專業學生培養情況進行調研。在目標設計過程中注重吸收行業龍頭企業、行業協會、行業學會等人員的意見建議，從不同角度解析人才培養目標，做好培養目標的頂層設計。

(三)實施課程體系三層融合，設計教學新內容

對課程體系進行多學科融合，具體分為三個層面：專業間融合、課程間融合、課程內容融合。課程體系融合以本專業人才素質需求為導向，解決融什么的問題；以課程三個層面的內容為主體，研究如何融；以課堂教學為落腳點，檢驗融合的效果如何，并進行持續改進。

(四)注重過程跟蹤及階段性評價，建立科學評價體系

新工科建設貴在實踐，依照培養方案開展改革試點，進行過程跟蹤及階段性評價。評價以新工科建設為方向，以形成工程認證持續改進有效機制，開展專業“培養目標-畢業要求-課程體系-達成評價-持續改進”的良性循環，建立科學的評價體系。

五、結語

從經濟社會全局觀的角度，開展冶金行業新內涵深層次研究，以此為基礎設計培養目標，為傳統工科專業升級探索新方法、新路徑。實施課程體系多學科三層融合，設計教學新內容，實現課程體系與教學內容的改造升級，拓展傳統專業多學科交叉融合的新方式。新工科建設和工程認證相結合，用工程教育專業認證的出口導向理念優化設計新工科的課程體系，并進行科學評價，形成持續改進的機制。