新工科背景下冶金工程专业改造升级的探索与实践

张立强，张超杰，王海川，龙红明，万 勇

(安徽工业大学 冶金工程学院，安徽 马鞍山 243002)

当前，世界经济进入新的历史时期，发达国家制造业回归与发展中国家工业体系升级交互。中国正在实施制造强国“三步走”战略与“新基建”计划，冶金行业应顺势而为，专业人才培养应与行业发展相辅相成，基于新工科建设的理念，研究新经济条件下冶金发展的新特点，制定与之相适应的专业人才培养体系。通过聚焦传统冶金产业改造升级和新兴产业培育发展的需要，推动高新技术与冶金专业的知识、能力、素质要求深度融合，探索冶金专业新工科改造升级的思路与举措。

一、新工科背景下冶金行业的内涵发展

近代冶金工业自第一次工业革命至今已发展了二百余年，作为传统制造业的典型代表，在历次工业革命中不断革新。当前第四次工业革命正在到来，冶金行业正在进行从运行管理、生产组织、技术手段到操作模式的转型升级。冶金行业内涵发展变化，见图1。

图1 冶金行业内涵发展变化

二、适应行业变化的冶金工程专业改造目标

(一)丰富冶金行业实质内涵，建立冶金专业知识新结构

目前，冶金行业发展模式及企业制造过程均发生着深刻转变，这一转变为冶金行业丰富了内涵，专业人才培养应瞄准行业发展方向和内在需求，建立世界领先的新冶金学知识体系，从冶金行业实践中凝炼出冶金工程生态学理论，发展氢冶金、生物冶金、新能源冶金等新兴学科领域，建立冶金专业知识新结构。

(二)把握冶金人才时代特征，形成冶金专业人才新标准

新经济下冶金行业正在向建成数字化工厂、发展智能工厂发展，新的行业对人才技术能力提出了新的要求。在传统专业教育的基础上，应注重专业人才在冶金数字化应用和开发方面的能力的培养，增强在智能工厂制造中人的新认知和技能的获得。人才培养目标及培养标准应遵从时代发展的需要，切合行业发展需求，形成冶金专业人才的新型标准。

(三)实现学科交叉有机融合，构建冶金专业课程新体系

适应新型人才标准，将人工智能等新技术与传统冶金学科知识有机融合。构建新型课程体系，修订课程大纲，更新教学内容，打造新技术与现代冶金技术融会贯通的课程体系。

三、实现新目标的冶金工程专业改造思路

(一)以新经济下冶金行业新内涵为导向，确立专业人才培养新目标

冶金行业在新经济下面临环保、能耗、资源等难题，开始向绿色化、智能化、集约化发展。在发展模式上从单纯追求数量扩张的粗放型向节能减排、清洁生产、低碳消耗、循环经济的科学发展模式转变，在功能上从单纯钢铁产品制造，向产品制造、能源高效转换和消纳社会废弃物的生态型钢铁企业转变。在此背景下，丰富冶金行业新内涵，从不同维度研究行业发展，以此为基础制定专业人才培养目标，形成冶金专业人才培养新标准。

(二)以新培养目标为指引，改革专业课程体系和教学内容

对新经济下冶金工程专业的培养目标进行多维度分解，制定与之相呼应的毕业要求，明确学生应掌握的知识和技能；在此基础上，进一步分解毕业要求项的指标点，根据指标点设计课程体系，并更新教学内容。在设计过程中注意多学科之间的交叉融合，形成“培养目标-毕业要求-课程体系-达成评价-持续改进”的良性循环体系。

(三)以两化融合为背景，探索专业深层次交叉融合新途径

结合本校冶金工程专业的毕业要求相关标准，升级本专业培养计划课程体系，进行结构性优化，设立大数据、智能制造、节能减排等专业方向选修课模块，将方向选修课与计算机、机械制造与自动化、电气信息与自动化等专业的专业课打通，实现师资、课程资源、实验室等教学资源共享。弥补本专业在新兴学科领域的师资、教学资源的不足，并实现专业间的有机融合。

(四)以智能制造为方向，拓展专业改造升级新领域

瞄准人工智能等新兴产业技术，拓展冶金工程专业领域。将冶金固废资源化、节能减排、智能工厂、大数据挖掘等作为新兴领域，补强知识结构，拓展技能素质。

四、冶金工程专业改造升级措施

(一)研究新经济下冶金工程发展特点，丰富冶金行业新内涵

根据新经济、新业态的发展实际，进一步丰富内涵建设，厘清学科基本定义和范畴，逐步优化学科结构。研究新一代冶金行业的产品制造、能源高效利用、转化和消纳社会废弃物新型三大功能。研究冶金工程中的诸多新技术要素，新技术单元的动态集成，工程系统运行中表现出的有序性、协同性和稳定性等新特性，以历史的观点分析当前新经济下冶金行业在全社会中的功能、价值、定义和范畴。

(二)校企协同，优化目标设计

发挥学校自身优势，利用专业在行业影响力，以冶金产业发展需求为导向，更新人才培养目标。通过电话访谈、问卷调查、座谈、研讨等多种形式，组织国内外行业专家、毕业生、用人单位、学校职能部门、专业教师和在校生对冶金工程专业学生培养情况进行调研。在目标设计过程中注重吸收行业龙头企业、行业协会、行业学会等人员的意见建议，从不同角度解析人才培养目标，做好培养目标的顶层设计。

(三)实施课程体系三层融合，设计教学新内容

对课程体系进行多学科融合，具体分为三个层面：专业间融合、课程间融合、课程内容融合。课程体系融合以本专业人才素质需求为导向，解决融什么的问题；以课程三个层面的内容为主体，研究如何融；以课堂教学为落脚点，检验融合的效果如何，并进行持续改进。

(四)注重过程跟踪及阶段性评价，建立科学评价体系

新工科建设贵在实践，依照培养方案开展改革试点，进行过程跟踪及阶段性评价。评价以新工科建设为方向，以形成工程认证持续改进有效机制，开展专业“培养目标-毕业要求-课程体系-达成评价-持续改进”的良性循环，建立科学的评价体系。

五、结语

从经济社会全局观的角度，开展冶金行业新内涵深层次研究，以此为基础设计培养目标，为传统工科专业升级探索新方法、新路径。实施课程体系多学科三层融合，设计教学新内容，实现课程体系与教学内容的改造升级，拓展传统专业多学科交叉融合的新方式。新工科建设和工程认证相结合，用工程教育专业认证的出口导向理念优化设计新工科的课程体系，并进行科学评价，形成持续改进的机制。