冶金專業(yè)繼續(xù)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(yè)繼續(xù)教育教學的現(xiàn)狀及課程特點

1.1 教學現(xiàn)狀

1.1.1 固有知識體系與行業(yè)發(fā)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(yè)面向智能制造加速轉型，大數(shù)據(jù)、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字孿生等新技術在行業(yè)內迅速落地應用，形成示范并推廣[1]。同時，隨著生態(tài)型社會建設步伐的加快，環(huán)保、資源、能源等方面對冶金行業(yè)的發(fā)展形成了越來越強的約束，促使冶金行業(yè)邁上綠色化、生態(tài)化發(fā)展道路[2]。在更大的視野內，國際礦產(chǎn)資源和金屬貿易的競爭日趨激烈，國內長期存在去產(chǎn)能的發(fā)展任務，在“百年未有之大變局”的背景下，敦促冶金行業(yè)在品牌化、特色化、精品化等方面，探索獨特的發(fā)展思路。

冶金行業(yè)已經(jīng)進入了全新的發(fā)展階段，對企業(yè)的人才培養(yǎng)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(yè)繼續(xù)教育主要集中在傳統(tǒng)冶金理論和固有知識體系的講授，教學課程對新時代發(fā)展過程出現(xiàn)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(yè)演變適應能力的培養(yǎng)，導致繼續(xù)教育內容與冶金行業(yè)當前發(fā)展階段不匹配。

1.1.2 課堂教學多，實驗實踐少

受冶金專業(yè)普通高等教育的影響，繼續(xù)教育在培養(yǎng)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(huán)節(jié)。這導致理論學習與生產(chǎn)實踐的脫節(jié)，使繼續(xù)教育的培養(yǎng)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(yè)繼續(xù)教育的學生來自不同企業(yè)、不同崗位，日常工作繁重，專業(yè)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(qū)，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(yǎng)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(yè)融合

冶金工業(yè)作為典型的復雜流程制造業(yè)，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(yè)知識體系的融合。在冶金專業(yè)繼續(xù)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(yè)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(yǎng)

冶金專業(yè)繼續(xù)教育教學的對象是冶金行業(yè)的一線技術工作人員，提升學生理解和解決實際工業(yè)問題的能力，是繼續(xù)教育課程的主要目的。理解和解決實際工業(yè)問題，核心在于工程思維的訓練和工程能力的培養(yǎng)，這決定了繼續(xù)教育課程不但要從理論知識出發(fā)，闡明工業(yè)過程原理，更要從工業(yè)問題出發(fā)，啟發(fā)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(yè)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(xù)教育學生主要來自生產(chǎn)一線，具有較為豐富的實踐經(jīng)驗，但通?；A理論知識薄弱。冶金專業(yè)繼續(xù)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(jīng)驗，豐富理論教學課程的內容，為繼續(xù)教育教學課程提供多種設計思路，使課程呈現(xiàn)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(yè)繼續(xù)教育的目標是培養(yǎng)和增強冶金行業(yè)技術人員的知識和技能水平，從而更好地從事冶金行業(yè)的相關工作。冶金行業(yè)的核心環(huán)節(jié)是冶金生產(chǎn)過程，理解冶金生產(chǎn)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(tài)結構設計、動態(tài)運行優(yōu)化技術等理論方法，涉及課程有冶金流程工程學、系統(tǒng)工程、運籌學等。

2.2 建立交叉學科知識體系

在冶金行業(yè)步入智能化、綠色化、品牌化新發(fā)展階段的過程中，對行業(yè)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(yè)知識；在綠色化方面，需要了解環(huán)境工程、生態(tài)工程、系統(tǒng)工程等專業(yè)知識；在品牌化方面，需要了解經(jīng)濟學、營銷學、財務管理等專業(yè)知識。

冶金工程繼續(xù)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(yè)新發(fā)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(yè)工程實踐的知識體系。

2.3 培養(yǎng)系統(tǒng)化的工程思維

通過繼續(xù)教育，助力新時代冶金行業(yè)高質量發(fā)展，關鍵在于提供冶金行業(yè)從業(yè)人員解決實際工業(yè)技術問題的能力。這要求繼續(xù)教育課程設計要從實際工業(yè)技術問題出發(fā)，培養(yǎng)學生從工業(yè)系統(tǒng)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(yōu)化，進而為工業(yè)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(yǎng)和訓練，使學生具備系統(tǒng)化的工程思維和一定創(chuàng)新性的解決工業(yè)技術問題的能力。

2.4 了解新理論、新技術、新方法

隨著工業(yè)大數(shù)據(jù)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字孿生等新技術的快速發(fā)展，目前相關技術和應用系統(tǒng)已經(jīng)在國內典型冶金企業(yè)紛紛示范，新一代信息技術正在引領冶金行業(yè)的工業(yè)變革。為了使學生更好地應對和接受新技術的發(fā)展，加快新技術在全行業(yè)的推廣，冶金工程繼續(xù)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(fā)，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(fā)展現(xiàn)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(yè)共享數(shù)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(chǎn)演示等實驗實踐教學課程的方式，豐富繼續(xù)教育教學內容；同時，結合學生在冶金企業(yè)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(xù)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(tǒng)教學方式與新教學技術相結合

冶金生產(chǎn)過程中，在高溫高壓條件下，發(fā)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(xiàn)象。傳統(tǒng)教學方法中，主要通過“三傳一反”的公式推導解釋現(xiàn)象原理，難以形象地介紹復雜現(xiàn)象的發(fā)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(xiàn)有教學方法[8]。

3.4 講授教學與自主學習相結合

基于繼續(xù)教育學生具有企業(yè)生產(chǎn)一線工作經(jīng)驗的背景和條件，探索設計以“工業(yè)問題―理論解析―生產(chǎn)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(yè)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(chǎn)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(yè)全新的發(fā)展階段，嘗試設計冶金大數(shù)據(jù)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、5G、數(shù)字孿生、云計算等前沿技術的系列數(shù)字化教學課程，并以先進企業(yè)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(yè)繼續(xù)教育課程對行業(yè)新發(fā)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(jù)繼續(xù)教育學生分布地域廣、集中授課時間短、專業(yè)基礎不一的情況，冶金專業(yè)繼續(xù)教育的課程設計和建設，應加強授課和學習過程的監(jiān)督和考察?？己朔绞娇梢杂须S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(yǎng)學生形成系統(tǒng)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(jù)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(jù)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(tǒng)掌握程度，反映更真實的教學效果。

5 結論

冶金專業(yè)繼續(xù)教育是促進高等教育在冶金行業(yè)內大眾化、普及化的重要手段。圍繞冶金行業(yè)向綠色化、智能化、品牌化轉型升級過程中，對冶金專業(yè)技術人才的新需求，繼續(xù)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(yǎng)系統(tǒng)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(tǒng)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(yè)繼續(xù)教育課程建設，助力冶金行業(yè)專業(yè)人才綜合素質和專業(yè)水準提升，推動新時代冶金行業(yè)高質量發(fā)展。