冶金专业继续教育教学的课程设计、建设和思考

冯 凯，苏燕羽，王广伟

（北京科技大学 北京 100083）

1 冶金专业继续教育教学的现状及课程特点

1.1 教学现状

1.1.1 固有知识体系与行业发展阶段不匹配

随着《中国制造2025》国家行动纲领的实施，冶金行业面向智能制造加速转型，大数据、人工智能、工业互联网、数字孪生等新技术在行业内迅速落地应用，形成示范并推广[1]。同时，随着生态型社会建设步伐的加快，环保、资源、能源等方面对冶金行业的发展形成了越来越强的约束，促使冶金行业迈上绿色化、生态化发展道路[2]。在更大的视野内，国际矿产资源和金属贸易的竞争日趋激烈，国内长期存在去产能的发展任务，在“百年未有之大变局”的背景下，敦促冶金行业在品牌化、特色化、精品化等方面，探索独特的发展思路。

冶金行业已经进入了全新的发展阶段，对企业的人才培养也提出了新的要求，以适应新的变化、解决新的问题、探索新的路径。目前，冶金专业继续教育主要集中在传统冶金理论和固有知识体系的讲授，教学课程对新时代发展过程出现的新理念、新理论、新技术、新方法的吸收不足，教学过程中也缺少对未来行业演变适应能力的培养，导致继续教育内容与冶金行业当前发展阶段不匹配。

1.1.2 课堂教学多，实验实践少

受冶金专业普通高等教育的影响，继续教育在培养目标、课程设置、教材体系等方面都沿袭了普通高等教育的方式方法，以课堂教学为主，实验相关课程的学时较少，缺乏实践环节。这导致理论学习与生产实践的脱节，使继续教育的培养效果有所折扣。

1.1.3学生时间紧张，面授课程时间短

冶金专业继续教育的学生来自不同企业、不同岗位，日常工作繁重，专业基础差异大，面对体系化的教学课程，学生能够投入的学习时间有限[3]。同时，由于学生分布在不同地区，课程学习主要依靠录制视频和教材自学，每年集中面授教学时间短，缺少针对性的自主学习能力培养方案，学生的学习进度、学习效果和能力水平缺少有效保障[4]。

1.2 课程特点

1.2.1 涉及多学科交叉、多专业融合

冶金工业作为典型的复杂流程制造业，冶金工程技术原理和应用涉及多学科的知识内容，需要多专业知识体系的融合。在冶金专业继续教育的课程内容上，不但需要涵盖采矿学、冶金学、金属学等矿冶学科的知识体系，而且需要引入自动化、软件工程、通讯工程、管理工程、机械工程等诸多工具学科的教学内容。同时，多学科、多专业的交叉融合和集成应用，是设计冶金工程技术教学课程的主要思路。

1.2.2 重视工程思维和工程能力培养

冶金专业继续教育教学的对象是冶金行业的一线技术工作人员，提升学生理解和解决实际工业问题的能力，是继续教育课程的主要目的。理解和解决实际工业问题，核心在于工程思维的训练和工程能力的培养，这决定了继续教育课程不但要从理论知识出发，阐明工业过程原理，更要从工业问题出发，启发学生的工程思维，运用多学科知识、多种手段，探索多种解决问题的方法和方案，形成能够解决实际工业问题的工程能力[5]。

1.2.3 理论指导实践，实践深化理论

继续教育学生主要来自生产一线，具有较为丰富的实践经验，但通常基础理论知识薄弱。冶金专业继续教育教学的课程，一方面需要弥补和增强学生在基础理论知识方面的不足，通过理论学习增强学生的实践能力和水平；另一方面，基于学生的工作实践经验，丰富理论教学课程的内容，为继续教育教学课程提供多种设计思路，使课程呈现多元性和多样性。

2 课程定位和目标

2.1 掌握冶金反应基本原理

冶金专业继续教育的目标是培养和增强冶金行业技术人员的知识和技能水平，从而更好地从事冶金行业的相关工作。冶金行业的核心环节是冶金生产过程，理解冶金生产过程的关键在于掌握冶金反应基本原理[6]。

在微观层面，冶金反应基本原理包括化学反应热力学、金属凝固和热传递等关键基础理论，涉及课程有冶金物理化学、冶金传输原理、凝固理论、金属学等。在中（介）观层面，基本原理包括工艺装置技术、运行工艺技术和自动化控制技术等理论方法，涉及课程有冶金反应工程学、烧结与球团、炼铁学、炼钢学、铁水预处理与炉外精炼、连铸技术等。在宏观层面，基本原理包括制造流程静态结构设计、动态运行优化技术等理论方法，涉及课程有冶金流程工程学、系统工程、运筹学等。

2.2 建立交叉学科知识体系

在冶金行业步入智能化、绿色化、品牌化新发展阶段的过程中，对行业技术人员的知识体系和能力水平提出了更高的要求。除了要求掌握冶金反应基本原理外，在智能化技术方面，需要了解自动化、计算机、软件工程、人机工程等专业知识；在绿色化方面，需要了解环境工程、生态工程、系统工程等专业知识；在品牌化方面，需要了解经济学、营销学、财务管理等专业知识。

冶金工程继续教育的课程设计，不但要在有限的课程和课时内融汇更多的学科知识，而且需要面向冶金行业新发展阶段的新场景、新问题，将不同学科的内容进行交叉融合，形成更加贴合冶金行业工程实践的知识体系。

2.3 培养系统化的工程思维

通过继续教育，助力新时代冶金行业高质量发展，关键在于提供冶金行业从业人员解决实际工业技术问题的能力。这要求继续教育课程设计要从实际工业技术问题出发，培养学生从工业系统的层面思考问题，从工程技术的层面探索解决问题的方法，并运用工程思维对不同的方法进行比对、遴选、优化，进而为工业技术问题寻求合理、有效的解决方案。通过一系列能力的培养和训练，使学生具备系统化的工程思维和一定创新性的解决工业技术问题的能力。

2.4 了解新理论、新技术、新方法

随着工业大数据、工业互联网、数字孪生等新技术的快速发展，目前相关技术和应用系统已经在国内典型冶金企业纷纷示范，新一代信息技术正在引领冶金行业的工业变革。为了使学生更好地应对和接受新技术的发展，加快新技术在全行业的推广，冶金工程继续教育的课程设计，需要引进前沿技术应用的典型案例，从实际应用场景出发，讲授新一代信息技术变革中的新理论、新技术和新方法，不断更新和丰富已有的教学内容，从而使学生了解并认识前沿技术的发展现状和趋势。

3 课程设计和组织

3.1 课堂讲授与实验实践相结合

在已有课堂教授教学的基础上，以学校冶金专业共享数字化教学资源为补充，探索引入线上实验室培训、三维工厂生产演示等实验实践教学课程的方式，丰富继续教育教学内容；同时，结合学生在冶金企业工作的特点，研究实验实践课程考核与学生具体工作内容的结合方式，强化实验实践课程教学效果[7]。

3.2 线下课程与线上课程相结合

针对继续教育学生时间紧张、面授课程时间短的特点，在已有线上教学平台的基础上，尝试引入慕课、公开课、线上讲座等更多维度的线上知识传播途径，丰富教学方式，以更高效、更灵活的方式强化冶金通识知识和前沿知识的传授。

3.3 传统教学方式与新教学技术相结合

冶金生产过程中，在高温高压条件下，发生一系列物理化学变化、气固液多相流动、传热传质等复杂现象。传统教学方法中，主要通过“三传一反”的公式推导解释现象原理，难以形象地介绍复杂现象的发生和演变过程。针对该问题，探索设计VR/AR虚拟场景课程，借助全新的可视化教学技术，升级现有教学方法[8]。

3.4 讲授教学与自主学习相结合

基于继续教育学生具有企业生产一线工作经验的背景和条件，探索设计以“工业问题―理论解析―生产验证”为主线的教学课程。以学生总结工作中的具体问题为导向，开展理论教学；通过冶金理论知识的深入解析，探寻工业实际问题的解决方案，并在学生的工作场景中进行验证。通过学科理论与生产实践相结合的方式，做到知行合一。

3.5 基础知识与前沿技术相结合

面向冶金行业全新的发展阶段，尝试设计冶金大数据、工业互联网、人工智能、5G、数字孪生、云计算等前沿技术的系列数字化教学课程，并以先进企业前沿技术的应用案例为载体，融汇前沿技术的思想方法，增强冶金专业继续教育课程对行业新发展阶段的适应能力。

4 考核方法

4.1 加强学习过程考察

根据继续教育学生分布地域广、集中授课时间短、专业基础不一的情况，冶金专业继续教育的课程设计和建设，应加强授课和学习过程的监督和考察。考核方式可以有随堂提问、学习笔记、案例分析报告、知识点总结等，旨在提升学生的自主学习能力，培养学生形成系统化的知识体系和工程思维[9]。通过与课堂教学过程相结合的考核方式，巩固学生对知识点的理解和掌握。具体的考核方法可以由任课老师根据授课内容和特点进行合理安排和调整[10]。

4.2 采用灵活多元的考核手段

在加强学习过程考察的基础上，最后的学习总结及集中考核也可以采取灵活多元的考核手段，包括理论知识考试、结课总结报告、口头答辩、实际案例分析报告等。根据不同课程的特点，选择不同的考核手段，可以更准确地考核和评估学生对知识和技术的系统掌握程度，反映更真实的教学效果。

5 结论

冶金专业继续教育是促进高等教育在冶金行业内大众化、普及化的重要手段。围绕冶金行业向绿色化、智能化、品牌化转型升级过程中，对冶金专业技术人才的新需求，继续教育课程以掌握冶金反应基本原理、建设交叉学科知识体系、培养系统化工程思维、了解新理论、新技术、新方法为目标，采用课堂讲授与实验实践相结合、线上课程与线下课程相结合、传统教学方式与新教学技术相结合、讲授教学与自主学习相结合、基础知识与前沿技术相结合的课程设计思路，开展冶金专业继续教育课程建设，助力冶金行业专业人才综合素质和专业水准提升，推动新时代冶金行业高质量发展。