新格局下冶金人才培養(yǎng)模式的措施與思考

周朝剛，劉然，李俊國，艾立群，石焱，王書桓

(華北理工大學(xué)冶金與能源學(xué)院，河北唐山 063210）

冶金工程專業(yè)是一門實踐性比較強(qiáng)的學(xué)科，缺乏實踐經(jīng)驗的高校教師在進(jìn)行冶金工程學(xué)科的相關(guān)理論教學(xué)時，經(jīng)常會出現(xiàn)脫離實踐教學(xué)增加理論教學(xué)的難度的情況，更容易導(dǎo)致學(xué)生上課對知識理解不透徹、學(xué)習(xí)興趣下降、重點難點目標(biāo)把握不明確。教師只有通過教學(xué)改革，提高學(xué)生的課堂效率，這樣才利于提高學(xué)生獨立分析和解決工程技術(shù)問題的能力，培養(yǎng)出現(xiàn)階段鋼鐵企業(yè)真正需要的高質(zhì)量人才[1]。面向未來，中國鋼鐵產(chǎn)業(yè)不僅要堅持減量化、綠色化、智能化的可持續(xù)發(fā)展道路，同時也應(yīng)將鋼廠打造成為環(huán)保綠色化、工藝前沿化、產(chǎn)線智能化、流程高效化、產(chǎn)品高端化的世界級現(xiàn)代化鋼鐵夢工廠，培養(yǎng)符合現(xiàn)代鋼鐵所需要的高端人才是目前各冶金高校的重要目標(biāo)。

華北理工大學(xué)是以冶金特色為主的地方省重點高校，冶金工程是學(xué)校的特色與優(yōu)勢學(xué)科，面對鋼鐵產(chǎn)能大省河北，學(xué)校一直都肩負(fù)著為河北省及中國鋼鐵的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級提供支撐作用的責(zé)任。因此要求冶金人才培養(yǎng)必須聚焦特色、科學(xué)謀劃，根據(jù)目前國內(nèi)外鋼鐵發(fā)展現(xiàn)狀和國家環(huán)保要求，結(jié)合冶金工程專業(yè)課程教學(xué)的特點及面臨的問題，在“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享”方面進(jìn)行教學(xué)改革，針對鋼鐵行業(yè)發(fā)展及人才需求新趨勢加速改革，通過對冶金工程專業(yè)課教學(xué)新模式進(jìn)行探索，以提升冶金工程專業(yè)課的教學(xué)質(zhì)量，從而實現(xiàn)人才培養(yǎng)的全面升級，這樣才能為國家發(fā)展培養(yǎng)卓越的現(xiàn)代化冶金工程復(fù)合型創(chuàng)新人才。

一、新發(fā)展格局下鋼鐵企業(yè)面臨的外部環(huán)境分析

（一）鋼鐵產(chǎn)能現(xiàn)狀分析

為了明確目前鋼鐵產(chǎn)能現(xiàn)狀，根據(jù)世界鋼鐵協(xié)會、中國國家統(tǒng)計局對全球和中國粗鋼產(chǎn)量的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，從2011～2020年10年間，全球和中國鋼鐵粗鋼產(chǎn)量如圖1所示。由圖1可知，從2011年至2020年，全球和中國粗鋼產(chǎn)量都存在不斷上升的趨勢，例如在2011年～2020年，全球和中國粗鋼產(chǎn)量由15.38億噸和6.85億噸分別增加到18.64億噸和10.53億噸，從增長趨勢來說，中國的增長速度相對全球的較高。因此，培養(yǎng)出適應(yīng)當(dāng)前行業(yè)發(fā)展的冶金科技人才對今后各鋼鐵企業(yè)發(fā)展高質(zhì)量鋼種至關(guān)重要，同時也對各冶金高校提出了新的挑戰(zhàn)。

圖1 不同年份全球和中國粗鋼產(chǎn)量（2011-2020）

（二）國內(nèi)鐵礦石的供需矛盾突出

我國鐵礦石開采存在規(guī)模小、分布集中度低以及品位低等問題，造成我國鐵礦石的國內(nèi)生產(chǎn)供給量與市場需求量之間還存在一定的矛盾，根據(jù)統(tǒng)計得到2011年～2020年我國進(jìn)口和自產(chǎn)鐵礦石量產(chǎn)量關(guān)系，根據(jù)該產(chǎn)量關(guān)系可知，我國自產(chǎn)鐵礦石在2011～2014年增加，而在2014年～2020年卻不斷降低，因此，采用先進(jìn)的冶煉技術(shù)改變原料條件的限制，在冶煉中增加自產(chǎn)鐵礦石量使用比例的技術(shù)問題迫切需要解決，而要實現(xiàn)這一目標(biāo)，就需要高校培養(yǎng)更多的科研人才。

（三）冶金工程專業(yè)招收人數(shù)現(xiàn)狀分析

對于一所大學(xué)來說，學(xué)生入學(xué)生源質(zhì)量的好壞是影響畢業(yè)質(zhì)量效果的一個重要因素。根據(jù)對學(xué)校招生人數(shù)的初步統(tǒng)計結(jié)果可知，從2018年開始，招生人數(shù)由2017年的120人增加到150人，到2020年又增加到180人。這是因為鋼鐵行業(yè)在2018年盈利較好，并且部分大型鋼廠進(jìn)行產(chǎn)能置換，由低端產(chǎn)品開始向高端產(chǎn)品轉(zhuǎn)移，因此企業(yè)需要更多的人才。但由于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，企業(yè)智能化的提高，材料大冶金的興起，社會開始需要多學(xué)科背景的交叉人才，因此導(dǎo)致學(xué)生入學(xué)后由冶金工程專業(yè)轉(zhuǎn)入其他專業(yè)的學(xué)生也開始不斷增多。這表明冶金工程專業(yè)招生生源的學(xué)生質(zhì)量和數(shù)量越來越嚴(yán)峻，學(xué)生學(xué)習(xí)的專業(yè)熱情也逐漸降低，這就要求高校的人才培養(yǎng)必須改變傳統(tǒng)教學(xué)模式，探索出新的教學(xué)模式以適應(yīng)目前高校的招生情況和滿足鋼鐵企業(yè)的人才需求。

綜述所示，根據(jù)新發(fā)展格局下鋼鐵企業(yè)面臨的不利因素和學(xué)校冶金工程專業(yè)生源狀況，同時也結(jié)合國家目前對鋼鐵行業(yè)的發(fā)展定位，為了改變教學(xué)效果，本文提出了人才培養(yǎng)應(yīng)圍繞著“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享”幾方面進(jìn)行教學(xué)改革和探索，從而培養(yǎng)出符合鋼企所需要的高質(zhì)量人才[2]。

二、鋼鐵發(fā)展新格局下的教學(xué)實踐措施

（一）培養(yǎng)具有創(chuàng)新型的人才

基于我國作為鋼鐵大國而非鋼鐵強(qiáng)國的現(xiàn)狀，鋼鐵企業(yè)只有通過科技創(chuàng)新，才能獲得新的突破，實現(xiàn)用技術(shù)創(chuàng)新引領(lǐng)和支撐企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，這樣才能提高企業(yè)的競爭力。要實現(xiàn)科技創(chuàng)新，我們就必須培養(yǎng)創(chuàng)新人才，為了達(dá)到這一目標(biāo)，在教學(xué)方面應(yīng)采取如下措施進(jìn)行創(chuàng)新：

1.線上教學(xué)創(chuàng)新模式。根據(jù)當(dāng)前時代背景，靈活采用騰訊會議或者學(xué)校組織的學(xué)習(xí)通等進(jìn)行線上教學(xué)，以滿足師生屏幕共享、實時互動的需要，這樣可以解決學(xué)生無法返校帶來的授課難等問題。

2.用學(xué)院的冶金工程國家虛擬仿真實驗教學(xué)中心替代冶金專業(yè)大三學(xué)生的認(rèn)識實習(xí)和大四學(xué)生的生產(chǎn)實習(xí)，在學(xué)生進(jìn)行一定的理論學(xué)習(xí)后，再組織其進(jìn)行實習(xí)，通過如此反復(fù)地進(jìn)行，最終讓學(xué)生真正理解并逐漸掌握冶金專業(yè)的相關(guān)生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)。

3.利用參與學(xué)科競爭的方式，培養(yǎng)冶金專業(yè)學(xué)生的創(chuàng)新性。例如利用網(wǎng)絡(luò)模擬煉鋼競賽讓學(xué)生了解煉鋼模擬過程中槍位的控制、造渣料加入量等如何達(dá)到最低成本；利用“互聯(lián)網(wǎng)+創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)”拓展專業(yè)知識和促進(jìn)學(xué)科交叉，這樣有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維；利用冶金科技競賽使學(xué)生積極參與到冶金相關(guān)的科研活動中，這樣有利于將所學(xué)知識用于解決現(xiàn)實問題[3]。

（二）培養(yǎng)具有協(xié)調(diào)型的人才

冶金專業(yè)的冶煉主要包括以轉(zhuǎn)爐為主的長流程煉鋼和以電爐為主的短流程煉鋼兩種方式，無論采用哪種工藝，都需要高爐生產(chǎn)相對穩(wěn)定的優(yōu)質(zhì)鐵水，轉(zhuǎn)爐和電爐都需要降低冶煉周期和提高生產(chǎn)效率，冶煉時整個過程對溫度和成分都有嚴(yán)格的相應(yīng)要求，并且盡量減少冶煉成本[4]。同時每個工序之間要求最大化的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，最終才能實現(xiàn)低成本高質(zhì)量化。因此，教學(xué)課堂可以采用將知識分塊進(jìn)行討論學(xué)習(xí)，每部分包括熱力學(xué)、動力學(xué)以及其他方面的知識。同時可以讓學(xué)生進(jìn)行分組討論，然后進(jìn)行總結(jié)教學(xué)，使學(xué)生在分組討論中增加學(xué)生的專業(yè)知識。此外，可以讓學(xué)生參加一些本專業(yè)以外的報告和節(jié)能減排等科技競賽，這樣可以使學(xué)生從交叉的學(xué)科中學(xué)到一定的知識，培養(yǎng)學(xué)生協(xié)調(diào)統(tǒng)一的能力。

（三）培養(yǎng)具有綠色型的人才

鋼鐵流程綠色化是目前各鋼鐵企業(yè)所追求的共同目標(biāo)，為了實現(xiàn)高質(zhì)量的發(fā)展，河鋼集團(tuán)率先提出了主要包括“綠色礦山、綠色采購、綠色物流、綠色制造、綠色產(chǎn)品、綠色產(chǎn)業(yè)”的“六位一體”鋼鐵綠色發(fā)展理念[5]。

1.加強(qiáng)對污染源的控制，實現(xiàn)綠色排放

在鋼鐵流程中對各個工序能耗進(jìn)行嚴(yán)格控制，盡量從源頭上控制污染物生成量，減少有組織排放總量，使用先進(jìn)環(huán)保裝備控制污染氣體排放強(qiáng)度，工業(yè)廢水全循環(huán)利用，工業(yè)固廢減量化、資源化利用[6]。這就要求教學(xué)上加強(qiáng)對煉鐵和煉鋼設(shè)計等課程的重視，特別是對于各種設(shè)備的選擇原理，同時對各工序會發(fā)生污染的地方進(jìn)行講解。

2.打造綠色產(chǎn)品

產(chǎn)品的定位是高強(qiáng)鋼、超級鋼等綠色產(chǎn)品，所以教師要在高爐-轉(zhuǎn)爐-LF-RH或者高爐-轉(zhuǎn)爐- RH- LF等精煉流程中增加對超低碳鋼、超低硫鋼以及超強(qiáng)鋼等論文知識的講解，邀請鋼鐵企業(yè)專家進(jìn)入課堂進(jìn)行授課，讓學(xué)生明白打造高質(zhì)量鋼種才是今后企業(yè)的唯一選擇。由于廢鋼產(chǎn)量在不斷增加，如何有效消耗更多的廢鋼，這是目前各鋼鐵企業(yè)面臨的迫切問題，因此教師在教學(xué)中需要增加“提高廢鋼比冶煉技術(shù)”這部分知識的講解，對比轉(zhuǎn)爐和電爐使用廢鋼的優(yōu)勢和劣勢，讓學(xué)生對這個問題引起重視[7]。

（四）培養(yǎng)具有開放型的人才

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，打造高質(zhì)量的鋼種必須要求具有國際視野的學(xué)科交叉型人才。2016年4月18日，河鋼集團(tuán)正式簽約收購塞爾維亞斯梅代雷沃鋼廠，2021年4月13日，北京科技大學(xué)與河鋼集團(tuán)有限公司簽署國際教育合作協(xié)議，通過在國際教育領(lǐng)域的緊密合作培養(yǎng)國際化人才。在課程制訂上，可以有針對性地讓學(xué)生上一些和醫(yī)學(xué)相關(guān)的課程并且積極參與申報工醫(yī)融合項目。在一些專業(yè)課堂上，可以通過邀請校外鋼鐵企業(yè)專家進(jìn)?；蛘呔W(wǎng)絡(luò)連線的方式加強(qiáng)學(xué)生與鋼鐵企業(yè)的現(xiàn)場交流，擴(kuò)大學(xué)生知識面。擴(kuò)大學(xué)生與外校之間的交流，可以利用“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目，把專業(yè)理論知識應(yīng)用于實踐中。

（五）打造信息的共享，提高教學(xué)消息

當(dāng)前網(wǎng)上教學(xué)、網(wǎng)上講座甚至網(wǎng)上會議已逐漸普及到每個人的學(xué)習(xí)和工作中。因此，如何快速地獲得相關(guān)有用的信息，實現(xiàn)信息的共享越來越重要，學(xué)生可以結(jié)合自己的專業(yè)方向和興趣愛好不斷進(jìn)行學(xué)習(xí)?；谀壳盃顩r，可以采取如下措施：

1.建立信息共享平臺，例如共享慕課、學(xué)習(xí)通等信息平臺，讓學(xué)生有選擇性地在平臺上進(jìn)行專業(yè)知識的學(xué)習(xí)，從而可以對自己的不足不斷改進(jìn)。

2.建立信息交流園地，實現(xiàn)冶金專業(yè)知識的快速傳播。例如建立冶金專業(yè)共享的微信群、QQ群等，在平臺上及時發(fā)布相關(guān)專業(yè)知識和專家視頻的講座，讓學(xué)生隨時了解專業(yè)發(fā)展動態(tài)和目前前沿研究狀況，并通過微信群、QQ群不斷進(jìn)行交流，對學(xué)習(xí)中遇到的難點和重點進(jìn)行討論。

3.構(gòu)建國內(nèi)外不同冶金專業(yè)之間的信息共享。對于國內(nèi)外不同院校的冶金工程專業(yè)和研究所，可以采取公開課共享、專業(yè)講座共享的方式。相關(guān)專業(yè)教師可以到不同學(xué)?；Q授課，互相促進(jìn)、互相提高。

4.通過合作課題或者相關(guān)競賽，實現(xiàn)不同院校之間學(xué)生的信息共享，從而有效促進(jìn)學(xué)生之間的溝通和交流。

三、結(jié)論及展望

通過對新發(fā)展格局下鋼鐵企業(yè)面臨的外部環(huán)境的分析結(jié)果表明，我國鋼鐵產(chǎn)能過剩，迫切需要降低低端產(chǎn)能，擴(kuò)大高端產(chǎn)品。鋼鐵企業(yè)鐵礦石原料需求的矛盾突出，同時冶金工程專業(yè)學(xué)生招生質(zhì)量嚴(yán)峻[8]。

為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和有效把學(xué)生培養(yǎng)成鋼鐵企業(yè)所需的社會人才，根據(jù)冶金工程專業(yè)特點和鋼鐵企業(yè)需求情況，本文從創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享五個方面論述了提高教學(xué)的有效方法和措施。

綜上所述，在鋼鐵行業(yè)打造智能化、綠色化、高效化以及要求環(huán)境實現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和的行業(yè)背景下，創(chuàng)造高效的線上和線下教學(xué)模式、利用網(wǎng)絡(luò)平臺不斷學(xué)習(xí)和交流，構(gòu)建企業(yè)、教師以及學(xué)生、國內(nèi)外學(xué)校之間的信息共享和交流、互相促進(jìn)互相提高，通過構(gòu)建創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享之間的高效統(tǒng)一，從而達(dá)到提高教學(xué)效果和實現(xiàn)高質(zhì)量人才培養(yǎng)的目標(biāo)是今后的發(fā)展趨勢。