面向新时代的冶金工程专业新工科人才培养模式探讨

刘成松　刘晓芹　张华　倪红卫

摘  要：冶金行业逐渐升级转型进入低碳冶金、智慧冶金新时代。培育冶金工程专业高质量、复合型人才和创新领军人才，是新时代冶金工程高等教育立德树人的根本任务。该文着重分析目前我校冶金工程专业人才培养面临的问题，并基于新时代冶金工程专业新工科人才的能力需求，从培养方案、课程体系、教学内容、课程思政、教学方法及评价体系等几个方面，针对冶金工程专业新工科人才的培养模式和实践路径进行探讨和剖析，以期改进冶金教学工作、提升教学质量、实现培养复合型冶金人才的教学目标。

关键词：新时代；新工科；冶金工程；课程思政；人才培养模式

中图分类号：C961        文献标志码：A          文章編号：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

随着我国经济发展模式的转变，作为中国的传统支柱行业之一，冶金行业近年来进入行业升级和转型的关键期，正迈向低碳冶金、智慧冶金的新时代。面向新时代冶金工程高等教育的基本问题是“培养什么人、怎样培养人、为谁培养人”。习近平总书记曾经指出：“要把立德树人融入思想道德教育、文化知识教育、社会实践教育各环节”[1]。在新工科驱动高校向“智能型”和“创新型”转型发展的大背景下，以“中国制造2025”“一带一路”和“互联网+”等国家重大政策方针为指导，培育冶金工程专业高质量、复合型人才和创新领军人才，是新时代冶金工程高等教育立德树人的根本任务[2]。

思政课程是贯彻培育高质量、复合型新工科冶金专业人才立德树人根本任务的必要路径，需致力于因事而化、因时而进、因势而新，通过深挖冶金工程专业课程所蕴涵的思政信息，将课程特色与育人要素相互嵌套和融合，以主流价值为导向，才能把育人与国家发展、民族未来密切联系在一起，落实立德树人的根本任务，培养和造就一代又一代对党忠诚、坚定不移地拥护社会主义制度、以实现中华民族伟大复兴为己任的优秀冶金人才。

本文着重分析了目前武汉科技大学（以下简称“我校”）冶金工程专业人才培养面临的问题，并基于新时代冶金工程专业新工科人才的能力需求，从培养方案、课程体系、教学内容、课程思政、教学方法及评价体系等几个方面，针对冶金工程专业新工科人才的培养模式和实践路径进行了探讨和剖析，以期改进冶金教学工作、提升教学质量，确定合理的冶金工程专业新工科人才培养模式，培养冶金工程新工科复合型人才，支持中国冶金经济快速发展以及冶金产业的转型升级。

一  我校冶金工程专业人才培养现存问题

（一）  教学模式比较单一，难以调动学生的积极性

我国冶金工程专业高等教育始于十九世纪初，作为一门传统专业，学生在了解其深厚历史背景的同时，也会对其教学内容和教学模式是否能够与时俱进存在一定的疑问。对于新兴学科而言，教学内容的先进性与科技感更能激发学生的学习兴趣和求知热情，有利于缓解教学模式单一等不足之处。传统专业在教学过程中如果只是沿用单一教学模式，如教师授课、学生听课、期末考试加生产实习等，很难激发学生的学习热情，甚至会导致部分学生滋生厌学的情绪，或者在学习过程中对自己的学习目标和职业前景感到迷茫和失去信心。我校冶金工程专业的传统教学模式更多是以教师为中心、课本为中心，这是一种略为狭隘的教学理念。教师在多年的教学过程中，有专业知识的积累与深入，同时也容易养成一种相对固定与保守的思维模式。如果教师在教学过程中始终坚持以自我为中心，缺乏与学生的交流与思维碰撞，那么就很难了解学生的思维方式与知识需求，从而做不到有的放矢，教学效果也很难尽如人意。

当代的大学生生活在一个信息高度发达的社会，接受到的前沿科技与交流手段多种多样。以单一的教学模式来教授传统的专业知识只能满足教学基本要求。以生产实习环节为例，传统模式是由指导老师带队进入行业相关的冶金企业进行实习实训，但由于人员数量、空间有限、实习时间、安全责任及生产进度等原因，学生无法真正了解和体验生产的整个流程，实习效果大打折扣，实习热情不高。如何通过现代科技手段配合多元化的教学模式来实现好的教学效果，培养出冶金工程专业高质量、复合型人才和创新领军人才，需要冶金工程专业教师不断探索和研究。

（二）  教学理念相对狭隘，缺少学科交叉融合

教学理念的形成是一个长期的过程，其转变同样也是一个需要较长时间完成的过程。我们已经习惯了用某一种专业知识去评判一个学生是否优秀，这种优秀仅仅是一个特定领域的优秀，但用于评价一个复合型人才是否优秀存在不足之处。大学教育不仅是学科知识的积累，同时还需要培养学生专业知识和技能的综合应用能力。在很长一段时间内，大学教学中的专业界限分明，对学科交叉融合关注不够，这就导致专业型人才的知识体系不够完整，而一项创新型成果往往需要多个学科知识的融会贯通。以冶金工程专业大学生的各类竞赛为例，一项参赛作品的完成不仅考察了学生的专业知识，还要考察学生信息、计算机等其他学科知识的综合运用能力。专业学科由最初的“混沌不分”到后来的深化和细分，再到现在的交叉融合，是学科发展的必然趋势，有利于增强学生的综合素质，提高学生的创新水平。

（三）  课程与思政融合度不高，教学模式不够完善

为深入贯彻落实全国高校思想政治工作会议精神，把思想政治工作贯穿教育教学全过程，我校冶金工程专业也开展了课程思政教學体系的研究和建设。目前面临的一个主要问题就是课程思政教学经验不足、教学模式不够完善。教师在课程思政教学过程中最容易出现的问题就是课程与思政的联系不够紧密，仅仅是讲授完专业课程内容后进行一段语重心长的思政教育，或者为体现思政而选用的教学案例不够恰当，存在一些生搬硬套的情况，为了思政而思政。如何将思政内容以润物细无声的方式融入课程教学，既不影响课程进度，又能起到良好的思政效果，是广大教师在不断学习和交流讨论的一个热点。

（四）  国际化教育覆盖不足，学生视野不够开阔

培养新时代的复合型工程人才，需要适应新时代的工业发展形势。近年来，随着经济发展全球化趋势逐渐加强，各大高校都在积极开展国际交流和合作，努力探索培养学生的国际化视野与全球化思维，增强国家工程人才的综合素质。为了适应这一发展需求，我校也开设了材料与冶金国际化英才试点班，在开展传统专业教学的同时，为学生提供更多与其他国家和地区进行专业交流的机会与途径。试点班的建设在为学生提供更多交流机会的同时，也让更多国家的专业人士了解了我校材料与冶金专业的发展历史及现状，体现了全球一体化的国际形势。但是受到试点班人数的限制以及近年新冠感染疫情的影响，大多数学生的国际化教育程度不足，覆盖面不广，且出国交流尤为困难。为了在现有条件下最大程度地满足学生的国际化教育需求，我校举行了一系列的国际化专业讲座及交流研讨等活动，争取让更多的学生参与和接受国际化教育。

二  面向新时代冶金工程专业新工科人才的能力需求

（一）  不断修正、反思和学习的能力

我国的冶金行业现在面临着体量大、高端产品欠缺的问题，在这种形势下，循规蹈矩、按部就班的学习和生产模式已经不能适应市场发展的需要。冶金工程人才需要具备精益求精的精神，寻求我国冶金生产技术与国际先进水平之间的差距，在大量传统生产经验和科研基础之上，不断地进行修正、反思和学习，找出问题并解决问题，适应冶金工程活动的多样性、多元性和多变性。市场和行业发展的需求在某种程度上也引导着学校对专业人才的培养目标和定位。作为冶金工程专业的教师，也要努力实现冶金行业“优质、绿色、智能”转型升级的人才培养要求。

（二）  工程伦理和工匠精神

新时代冶金工程专业新工科人才培养过程中，工程伦理意识和工匠精神是极为重要的两个方面。工程伦理并非法律规则，而是道德规范和伦理原则，强调以人为本，关注冶金工程活动的安全性和可靠性，确保冶金生产质量过关，提倡冶金工业生产与自然环境和谐发展、可持续发展和平衡发展。冶金生产存在两个显著的特点：作业环境恶劣和有害物质排放。冶金工程活动极为复杂，工作人员时常面临高温、高压、有害气体等恶劣环境，为了保证工作人员生命安全和生产活动的顺利、可持续进行。生产设备和生产管理的高标准、规范化就显得尤为重要。对设备及时进行更新维护、对废水废气废渣净化处理后进行排放或再利用，一方面要保证工作人员的生命安全和健康，另一方面也要保护环境，寻求冶金行业的绿色可持续发展道路。工匠精神则体现的是新工科人才爱岗敬业，积极进取，一丝不苟的专业精神。在教学活动的开展过程中，教师要以身作则将这种工程人员需要具备的精神感染并传授给学生们，强化冶金工程技术人才对新时代基础建设和智造强国的坚持和追求。

（三）  学科知识交叉融合的能力

学科知识交叉主要表现为四个特点：基础性、交叉性、融合性和应用性。一方面，新时代冶金工程专业新工科人才需要具备学习冶金学科和相关学科基础知识的能力和条件，善于找到各类学科知识的共同点和联结点，培养发散思维；另一方面，还需要能够将各类学科基础知识融会贯通，互相交叉、渗透和指导，在面临复杂冶金工程问题时，突破专业壁垒，加强实践，具备分析和解决问题的综合素质[3]。

（四）  创新精神和能力

创新是时代发展的力量源泉，也是新时代冶金工程专业深化改革和转型的重要驱动力。冶金工程专业新工科人才需要不断增强创新意识、解放思想、活跃创新思维、提高创新能力，将理论知识、工程实践和创新思维三者相结合，才能紧跟冶金工程智能制造时代的发展脚步，实现自己的人生价值。新时代中国冶金工程的变革和发展，只有拥有具备创新能力的新工科人才的支撑，才能焕发生机，实现快速转型，从容应对复杂的国际竞争和挑战。

（五）  复原能力

复原能力是指人类个体在面对逆境、失败、危机或其他重大压力条件下的一种良好的适应能力，也是一种应对困难经历的恢复能力。新时代冶金工程专业新工科复合型人才的培养，不仅需要注重个体对冶金工程专业知识的掌握和创新程度，更需要注重其面临冶金生产工作或科学研究的逆境、失败、挫折时，能够及时调节和化解负面情绪，经受考验、坚定信念，通过冷静接受眼前的事实，尽可能利用身边一切资源应对困境，解决问题。

三  培养模式和实践路径

（一）  制定合理冶金工程专业新工科人才培养方案

新时代冶金工程专业新工科人才的培养，既要能满足“中国制造2025”“一带一路”和“互联网+”等国家重大战略下冶金行业转型升级的需求，又要兼顾学生个性化发展的要求。针对培养目标实施多学科交叉融合的要求，我校在冶金工程新工科专业培养方案的制定时重点考虑了以下几点[4]。校企协同，提出本专业适应行业转型升级需求的具有多学科特征的人才培养目标；落实人才培养目标的专业培养标准，需具体、鲜明地体现多学科交叉融合特点；根据专业培养标准的要求设置课程、明确课程目标、选择和组织支持课程目标实现的课程内容、建立课程体系；采取的教学方式应与多学科交叉融合教学内容相匹配和适应；制定具体的教学计划；确定能够有效衡量专业培养标准实现情况的质量评价方式。

同时，冶金行业的动态发展和人才个性化培养，则要求冶金工程专业培养方案是柔性化和可调整的。即学生能够依据自己的专业兴趣爱好和职业规划自由组合专业课程、自主拟定培养计划，在充分发挥学生天赋和特长的基础上实现个性化人才培养的真正意义。

（二）  设计合理的冶金工程新工科专业课程体系和教学内容

在以前的“卓越工程计划”“英才计划”的基础上，针对新时代冶金专业多学科交叉融合的特征和对新工科冶金专业人才在知识、能力素质上更高的要求，我校冶金工程新工科专业在课程体系和教学内容上的安排还考虑了以下几点。通识工科教育是冶金工程专业教育的基础和根本，通过优化通识教育课程体系，有利于支持多学科交叉融合专业教育的顺利开展；注重体现传统冶金工程专业之间，以及与信息、环境、安全等其他学科的多学科交叉融合的新专业课程建设，将学科交叉知识、原理和方法融入到冶金专业教育体系中，以培养学生的跨学科思维和学科交叉应用能力；注重将冶金专业学科前沿知识与传统冶金学科课程内容相结合，开拓学生的前沿和创新视野，培养学生面向未来、世界和现代化的能力；注重冶金工程实践能力、创新能力，以及适应变化能力的培养。

（三）  构建全员全过程全方位的课程思政育人体系

我校冶金工程专业教师已在专业理论课、专业实践课和第二课堂等全部专业课程的教学全过程中开展思政教育，建成专业思政育人体系[5-6]，如图1所示。思政教育通过深入挖掘蕴含在新时代冶金工程专业课程中的思政教育元素，结合课程教学内容，专业教学目标和课程德育目标紧密相连，通过对教学内容和方法进行改革和优化，在对学生进行知识传授和能力培养的过程中，实现对其价值观的塑造，将思政教育贯穿于课程教学全流程。专业课程采用“浸入式”思政教学，形成“理论—实践—研究”学生全程参与的链式教学方法。

课程思政采用基于OBE的多主体形成性考核制度，将思政目标考核融入课程目标考核中，包括平时成绩和考试成绩综合评价，实现课程考核中思政目标的隐式考核。此外，课程还通过平时课堂提问、课后调研方式，结合学生成绩，评价思政教学效果，进行持续改进。

（四）  先进教学方法与当代教育技术的融合

2010年，国家教育部启动实施了面向工业、世界和未来，培养高质量工程技术人才的“卓越工程师教育培养计划”，重视和倡导多种研究性学习方法，包括基于案例的讨论式学习、基于问题的探究式学习以及基于项目的参与式学习等，从而有效培养和提高学生获取知识、创新、应用等社会能力和工程能力，促进综合素质的养成和提升。我校以此为指导思想，一方面，将混合式教学方法与多种研究性学习方法有机结合，并充分利用网络在线教育资源，统筹安排课内课外和线上线下教学，相互融合，结合实际情况，发挥各自的优势，加强老师和学生在教学上的互动和交流。另一方面，利用虚拟仿真、数值模拟等多媒体和信息技术来支持传统冶金工程专业教育，使学生的研究性学习具有直观性、沉浸性和交互性，更有利于教学效率和效果的提升，尤其是针对冶金行业生产中高温、煤气、粉尘、噪音的恶劣环境，运用虚拟仿真实践教学，增强学生的工程实践和创新能力。经过多年的摸索和实践，线上线下混合式教学、虚实结合沉浸式教学已成为我校冶金工程专业的一种常规教学手段。

（五）  建立科学的冶金工程新工科人才培养质量评价体系

随着冶金行业的高速发展，在原“卓越工程师”“英才计划”等人才培养质量要求上，新时代冶金工程新工科人才培养还应拓展以下方面。学科知识方面：新工科冶金专业领域前沿知识、多学科交叉综合知识；专业能力方面：解决复杂冶金工程问题的能力、跨学科知识工程应用的能力、冶金专业前沿创新能力；非专业能力方面：领导能力、团队协作能力、环境适应能力、智能化能力和科技创造能力；综合素质方面：家国情怀、工程伦理、全球化视野、批判性思维和社会责任感。

此外，对于新工科人才的评价也需要与时俱进，其主要做了以下几点改变。将过去的以“结果评价为主”向“过程与结果评价结合”转变，这不仅能激励学生加大学习过程中的投入，而且也利于及时发现和解决质量问题；评价主体多元化，校内评价与外部评价相结合，由来自校内外对冶金工程专業新工科人才有着不同需求的多主体从多角度对人才培养质量进行评价，以获得更加全面、详细、客观、公正的评价意见[7]；评价方法要有针对性，即要避免采取简单或单一的方法，而要针对每个教学环节的目标要求，采用能够准确有效地评价人才培养质量的评价方法；评价结果不仅用于评价学生，还应及时地用于质量持续改进。综合以上，构建了我校冶金工程专业新工科人才培养质量的评价体系，如图2所示。

四  结束语

面向新时代的冶金工程专业新工科人才培养模式，我们会继续以“培养解决复杂工程问题能力”为核心，紧跟新时代经济形势下传统制造业转型升级的需求，探求我校适用新时代冶金工程专业新工科人才培养的多样化、现代化的教学方法和手段，提升新工科人才要求的综合工程素质，培养德智体美劳全面发展的社会主义冶金工程建设者和接班人，助力新时代低碳冶金、智慧冶金工业的高质量发展。

参考文献：

[1] 习近平：坚持中国特色社会主义教育发展道路 培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人[EB/OL].http：//jhsjk.people.cn/article/30284771.

[2] 杨澈，朱苗勇，杜涛，等.“新冶金”复合型人才培养体系研究与实践[J].中国冶金教育，2022（1）：29-33，37.

[3] 裴钰鑫，汪惠芬，李强.新工科背景下跨学科人才培养的探索与实践[J].高等工程教育研究，2021（2）：62-68，98.

[4] 林健.新工科建设：强势打造“卓越计划”升级版[J].高等工程教育研究，2017（3）：7-14.

[5] 谢春丽，刘永阔，阎春利.“新工科”背景下专业课程思政建设[J].中国冶金教育，2022（1）：95-97.

[6] 李晋馥，曹树谦.新工科背景下专业基础课的课程思政建设路径[J].天津大学学报（社会科学版），2021，23（6）：488-492.

[7] 吴琛，麻胜兰，王展亮，等.工程教育人才培养目标的多主体多要素模糊综合评价[J].高等工程教育研究，2020（5）：78-83.

基金项目：教育部新工科研究与实践项目“面向‘一带一路材料与冶金国际化人才培养模式研究与实践”（E-CL20201928）；教育部产学合作协同育人项目“面向‘中国制造2025冶金专业‘新工科人才培养模式的研究”（201802248001）；湖北省教学研究项目“新工科背景下材料与冶金国际化人才培养模式探索与实践”（2020359）；武汉科技大学课程思政专项项目“先进制造实训教学融入课程思政教育的探索”（2021X065）

第一作者簡介：刘成松（1986-），男，汉族，湖南永州人，博士，副教授。研究方向为冶金工程学。