冶金專業繼續教育教學的課程設計、建設和思考

馮 凱，蘇燕羽，王廣偉

（北京科技大學 北京 100083）

1 冶金專業繼續教育教學的現狀及課程特點

1.1 教學現狀

1.1.1 固有知識體系與行業發展階段不匹配

隨著《中國制造2025》國家行動綱領的實施，冶金行業面向智能制造加速轉型，大數據、人工智能、工業互聯網、數字孿生等新技術在行業內迅速落地應用，形成示范并推廣[1]。同時，隨著生態型社會建設步伐的加快，環保、資源、能源等方面對冶金行業的發展形成了越來越強的約束，促使冶金行業邁上綠色化、生態化發展道路[2]。在更大的視野內，國際礦產資源和金屬貿易的競爭日趨激烈，國內長期存在去產能的發展任務，在“百年未有之大變局”的背景下，敦促冶金行業在品牌化、特色化、精品化等方面，探索獨特的發展思路。

冶金行業已經進入了全新的發展階段，對企業的人才培養也提出了新的要求，以適應新的變化、解決新的問題、探索新的路徑。目前，冶金專業繼續教育主要集中在傳統冶金理論和固有知識體系的講授，教學課程對新時代發展過程出現的新理念、新理論、新技術、新方法的吸收不足，教學過程中也缺少對未來行業演變適應能力的培養，導致繼續教育內容與冶金行業當前發展階段不匹配。

1.1.2 課堂教學多，實驗實踐少

受冶金專業普通高等教育的影響，繼續教育在培養目標、課程設置、教材體系等方面都沿襲了普通高等教育的方式方法，以課堂教學為主，實驗相關課程的學時較少，缺乏實踐環節。這導致理論學習與生產實踐的脫節，使繼續教育的培養效果有所折扣。

1.1.3學生時間緊張，面授課程時間短

冶金專業繼續教育的學生來自不同企業、不同崗位，日常工作繁重，專業基礎差異大，面對體系化的教學課程，學生能夠投入的學習時間有限[3]。同時，由于學生分布在不同地區，課程學習主要依靠錄制視頻和教材自學，每年集中面授教學時間短，缺少針對性的自主學習能力培養方案，學生的學習進度、學習效果和能力水平缺少有效保障[4]。

1.2 課程特點

1.2.1 涉及多學科交叉、多專業融合

冶金工業作為典型的復雜流程制造業，冶金工程技術原理和應用涉及多學科的知識內容，需要多專業知識體系的融合。在冶金專業繼續教育的課程內容上，不但需要涵蓋采礦學、冶金學、金屬學等礦冶學科的知識體系，而且需要引入自動化、軟件工程、通訊工程、管理工程、機械工程等諸多工具學科的教學內容。同時，多學科、多專業的交叉融合和集成應用，是設計冶金工程技術教學課程的主要思路。

1.2.2 重視工程思維和工程能力培養

冶金專業繼續教育教學的對象是冶金行業的一線技術工作人員，提升學生理解和解決實際工業問題的能力，是繼續教育課程的主要目的。理解和解決實際工業問題，核心在于工程思維的訓練和工程能力的培養，這決定了繼續教育課程不但要從理論知識出發，闡明工業過程原理，更要從工業問題出發，啟發學生的工程思維，運用多學科知識、多種手段，探索多種解決問題的方法和方案，形成能夠解決實際工業問題的工程能力[5]。

1.2.3 理論指導實踐，實踐深化理論

繼續教育學生主要來自生產一線，具有較為豐富的實踐經驗，但通常基礎理論知識薄弱。冶金專業繼續教育教學的課程，一方面需要彌補和增強學生在基礎理論知識方面的不足，通過理論學習增強學生的實踐能力和水平；另一方面，基于學生的工作實踐經驗，豐富理論教學課程的內容，為繼續教育教學課程提供多種設計思路，使課程呈現多元性和多樣性。

2 課程定位和目標

2.1 掌握冶金反應基本原理

冶金專業繼續教育的目標是培養和增強冶金行業技術人員的知識和技能水平，從而更好地從事冶金行業的相關工作。冶金行業的核心環節是冶金生產過程，理解冶金生產過程的關鍵在于掌握冶金反應基本原理[6]。

在微觀層面，冶金反應基本原理包括化學反應熱力學、金屬凝固和熱傳遞等關鍵基礎理論，涉及課程有冶金物理化學、冶金傳輸原理、凝固理論、金屬學等。在中（介）觀層面，基本原理包括工藝裝置技術、運行工藝技術和自動化控制技術等理論方法，涉及課程有冶金反應工程學、燒結與球團、煉鐵學、煉鋼學、鐵水預處理與爐外精煉、連鑄技術等。在宏觀層面，基本原理包括制造流程靜態結構設計、動態運行優化技術等理論方法，涉及課程有冶金流程工程學、系統工程、運籌學等。

2.2 建立交叉學科知識體系

在冶金行業步入智能化、綠色化、品牌化新發展階段的過程中，對行業技術人員的知識體系和能力水平提出了更高的要求。除了要求掌握冶金反應基本原理外，在智能化技術方面，需要了解自動化、計算機、軟件工程、人機工程等專業知識；在綠色化方面，需要了解環境工程、生態工程、系統工程等專業知識；在品牌化方面，需要了解經濟學、營銷學、財務管理等專業知識。

冶金工程繼續教育的課程設計，不但要在有限的課程和課時內融匯更多的學科知識，而且需要面向冶金行業新發展階段的新場景、新問題，將不同學科的內容進行交叉融合，形成更加貼合冶金行業工程實踐的知識體系。

2.3 培養系統化的工程思維

通過繼續教育，助力新時代冶金行業高質量發展，關鍵在于提供冶金行業從業人員解決實際工業技術問題的能力。這要求繼續教育課程設計要從實際工業技術問題出發，培養學生從工業系統的層面思考問題，從工程技術的層面探索解決問題的方法，并運用工程思維對不同的方法進行比對、遴選、優化，進而為工業技術問題尋求合理、有效的解決方案。通過一系列能力的培養和訓練，使學生具備系統化的工程思維和一定創新性的解決工業技術問題的能力。

2.4 了解新理論、新技術、新方法

隨著工業大數據、工業互聯網、數字孿生等新技術的快速發展，目前相關技術和應用系統已經在國內典型冶金企業紛紛示范，新一代信息技術正在引領冶金行業的工業變革。為了使學生更好地應對和接受新技術的發展，加快新技術在全行業的推廣，冶金工程繼續教育的課程設計，需要引進前沿技術應用的典型案例，從實際應用場景出發，講授新一代信息技術變革中的新理論、新技術和新方法，不斷更新和豐富已有的教學內容，從而使學生了解并認識前沿技術的發展現狀和趨勢。

3 課程設計和組織

3.1 課堂講授與實驗實踐相結合

在已有課堂教授教學的基礎上，以學校冶金專業共享數字化教學資源為補充，探索引入線上實驗室培訓、三維工廠生產演示等實驗實踐教學課程的方式，豐富繼續教育教學內容；同時，結合學生在冶金企業工作的特點，研究實驗實踐課程考核與學生具體工作內容的結合方式，強化實驗實踐課程教學效果[7]。

3.2 線下課程與線上課程相結合

針對繼續教育學生時間緊張、面授課程時間短的特點，在已有線上教學平臺的基礎上，嘗試引入慕課、公開課、線上講座等更多維度的線上知識傳播途徑，豐富教學方式，以更高效、更靈活的方式強化冶金通識知識和前沿知識的傳授。

3.3 傳統教學方式與新教學技術相結合

冶金生產過程中，在高溫高壓條件下，發生一系列物理化學變化、氣固液多相流動、傳熱傳質等復雜現象。傳統教學方法中，主要通過“三傳一反”的公式推導解釋現象原理，難以形象地介紹復雜現象的發生和演變過程。針對該問題，探索設計VR/AR虛擬場景課程，借助全新的可視化教學技術，升級現有教學方法[8]。

3.4 講授教學與自主學習相結合

基于繼續教育學生具有企業生產一線工作經驗的背景和條件，探索設計以“工業問題―理論解析―生產驗證”為主線的教學課程。以學生總結工作中的具體問題為導向，開展理論教學；通過冶金理論知識的深入解析，探尋工業實際問題的解決方案，并在學生的工作場景中進行驗證。通過學科理論與生產實踐相結合的方式，做到知行合一。

3.5 基礎知識與前沿技術相結合

面向冶金行業全新的發展階段，嘗試設計冶金大數據、工業互聯網、人工智能、5G、數字孿生、云計算等前沿技術的系列數字化教學課程，并以先進企業前沿技術的應用案例為載體，融匯前沿技術的思想方法，增強冶金專業繼續教育課程對行業新發展階段的適應能力。

4 考核方法

4.1 加強學習過程考察

根據繼續教育學生分布地域廣、集中授課時間短、專業基礎不一的情況，冶金專業繼續教育的課程設計和建設，應加強授課和學習過程的監督和考察。考核方式可以有隨堂提問、學習筆記、案例分析報告、知識點總結等，旨在提升學生的自主學習能力，培養學生形成系統化的知識體系和工程思維[9]。通過與課堂教學過程相結合的考核方式，鞏固學生對知識點的理解和掌握。具體的考核方法可以由任課老師根據授課內容和特點進行合理安排和調整[10]。

4.2 采用靈活多元的考核手段

在加強學習過程考察的基礎上，最后的學習總結及集中考核也可以采取靈活多元的考核手段，包括理論知識考試、結課總結報告、口頭答辯、實際案例分析報告等。根據不同課程的特點，選擇不同的考核手段，可以更準確地考核和評估學生對知識和技術的系統掌握程度，反映更真實的教學效果。

5 結論

冶金專業繼續教育是促進高等教育在冶金行業內大眾化、普及化的重要手段。圍繞冶金行業向綠色化、智能化、品牌化轉型升級過程中，對冶金專業技術人才的新需求，繼續教育課程以掌握冶金反應基本原理、建設交叉學科知識體系、培養系統化工程思維、了解新理論、新技術、新方法為目標，采用課堂講授與實驗實踐相結合、線上課程與線下課程相結合、傳統教學方式與新教學技術相結合、講授教學與自主學習相結合、基礎知識與前沿技術相結合的課程設計思路，開展冶金專業繼續教育課程建設，助力冶金行業專業人才綜合素質和專業水準提升，推動新時代冶金行業高質量發展。