周朝剛，劉然，李俊國，艾立群，石焱，王書桓

(華北理工大學冶金與能源學院，河北唐山 063210）

冶金工程專業(yè)是一門實踐性比較強的學科，缺乏實踐經驗的高校教師在進行冶金工程學科的相關理論教學時，經常會出現(xiàn)脫離實踐教學增加理論教學的難度的情況，更容易導致學生上課對知識理解不透徹、學習興趣下降、重點難點目標把握不明確。教師只有通過教學改革，提高學生的課堂效率，這樣才利于提高學生獨立分析和解決工程技術問題的能力，培養(yǎng)出現(xiàn)階段鋼鐵企業(yè)真正需要的高質量人才[1]。面向未來，中國鋼鐵產業(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，同時也應將鋼廠打造成為環(huán)保綠色化、工藝前沿化、產線智能化、流程高效化、產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。

華北理工大學是以冶金特色為主的地方省重點高校，冶金工程是學校的特色與優(yōu)勢學科，面對鋼鐵產能大省河北，學校一直都肩負著為河北省及中國鋼鐵的產業(yè)轉型升級提供支撐作用的責任。因此要求冶金人才培養(yǎng)必須聚焦特色、科學謀劃，根據(jù)目前國內外鋼鐵發(fā)展現(xiàn)狀和國家環(huán)保要求，結合冶金工程專業(yè)課程教學的特點及面臨的問題，在“創(chuàng)新、協(xié)調、綠色、開放、共享”方面進行教學改革，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)課教學新模式進行探索，以提升冶金工程專業(yè)課的教學質量，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）鋼鐵產能現(xiàn)狀分析

為了明確目前鋼鐵產能現(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)出適應當前行業(yè)發(fā)展的冶金科技人才對今后各鋼鐵企業(yè)發(fā)展高質量鋼種至關重要，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量（2011-2020）

（二）國內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生產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年我國進口和自產鐵礦石量產量關系，根據(jù)該產量關系可知，我國自產鐵礦石在2011～2014年增加，而在2014年～2020年卻不斷降低，因此，采用先進的冶煉技術改變原料條件的限制，在冶煉中增加自產鐵礦石量使用比例的技術問題迫切需要解決，而要實現(xiàn)這一目標，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

對于一所大學來說，學生入學生源質量的好壞是影響畢業(yè)質量效果的一個重要因素。根據(jù)對學校招生人數(shù)的初步統(tǒng)計結果可知，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行產能置換，由低端產品開始向高端產品轉移，因此企業(yè)需要更多的人才。但由于科學技術的發(fā)展，企業(yè)智能化的提高，材料大冶金的興起，社會開始需要多學科背景的交叉人才，因此導致學生入學后由冶金工程專業(yè)轉入其他專業(yè)的學生也開始不斷增多。這表明冶金工程專業(yè)招生生源的學生質量和數(shù)量越來越嚴峻，學生學習的專業(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)教學模式，探索出新的教學模式以適應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校冶金工程專業(yè)生源狀況，同時也結合國家目前對鋼鐵行業(yè)的發(fā)展定位，為了改變教學效果，本文提出了人才培養(yǎng)應圍繞著“創(chuàng)新、協(xié)調、綠色、開放、共享”幾方面進行教學改革和探索，從而培養(yǎng)出符合鋼企所需要的高質量人才[2]。

二、鋼鐵發(fā)展新格局下的教學實踐措施

（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)用技術創(chuàng)新引領和支撐企業(yè)高質量發(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，為了達到這一目標，在教學方面應采取如下措施進行創(chuàng)新：

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

2.用學院的冶金工程國家虛擬仿真實驗教學中心替代冶金專業(yè)大三學生的認識實習和大四學生的生產實習，在學生進行一定的理論學習后，再組織其進行實習，通過如此反復地進行，最終讓學生真正理解并逐漸掌握冶金專業(yè)的相關生產關鍵技術。

3.利用參與學科競爭的方式，培養(yǎng)冶金專業(yè)學生的創(chuàng)新性。例如利用網絡模擬煉鋼競賽讓學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到最低成本；利用“互聯(lián)網+創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)”拓展專業(yè)知識和促進學科交叉，這樣有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維；利用冶金科技競賽使學生積極參與到冶金相關的科研活動中，這樣有利于將所學知識用于解決現(xiàn)實問題[3]。

（二）培養(yǎng)具有協(xié)調型的人才

冶金專業(yè)的冶煉主要包括以轉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，都需要高爐生產相對穩(wěn)定的優(yōu)質鐵水，轉爐和電爐都需要降低冶煉周期和提高生產效率，冶煉時整個過程對溫度和成分都有嚴格的相應要求，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)調統(tǒng)一，最終才能實現(xiàn)低成本高質量化。因此，教學課堂可以采用將知識分塊進行討論學習，每部分包括熱力學、動力學以及其他方面的知識。同時可以讓學生進行分組討論，然后進行總結教學，使學生在分組討論中增加學生的專業(yè)知識。此外，可以讓學生參加一些本專業(yè)以外的報告和節(jié)能減排等科技競賽，這樣可以使學生從交叉的學科中學到一定的知識，培養(yǎng)學生協(xié)調統(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，為了實現(xiàn)高質量的發(fā)展，河鋼集團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、綠色產品、綠色產業(yè)”的“六位一體”鋼鐵綠色發(fā)展理念[5]。

1.加強對污染源的控制，實現(xiàn)綠色排放

在鋼鐵流程中對各個工序能耗進行嚴格控制，盡量從源頭上控制污染物生成量，減少有組織排放總量，使用先進環(huán)保裝備控制污染氣體排放強度，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]。這就要求教學上加強對煉鐵和煉鋼設計等課程的重視，特別是對于各種設備的選擇原理，同時對各工序會發(fā)生污染的地方進行講解。

2.打造綠色產品

產品的定位是高強鋼、超級鋼等綠色產品，所以教師要在高爐-轉爐-LF-RH或者高爐-轉爐- RH- LF等精煉流程中增加對超低碳鋼、超低硫鋼以及超強鋼等論文知識的講解，邀請鋼鐵企業(yè)專家進入課堂進行授課，讓學生明白打造高質量鋼種才是今后企業(yè)的唯一選擇。由于廢鋼產量在不斷增加，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，因此教師在教學中需要增加“提高廢鋼比冶煉技術”這部分知識的講解，對比轉爐和電爐使用廢鋼的優(yōu)勢和劣勢，讓學生對這個問題引起重視[7]。

（四）培養(yǎng)具有開放型的人才

隨著科學技術的不斷發(fā)展，打造高質量的鋼種必須要求具有國際視野的學科交叉型人才。2016年4月18日，河鋼集團正式簽約收購塞爾維亞斯梅代雷沃鋼廠，2021年4月13日，北京科技大學與河鋼集團有限公司簽署國際教育合作協(xié)議，通過在國際教育領域的緊密合作培養(yǎng)國際化人才。在課程制訂上，可以有針對性地讓學生上一些和醫(yī)學相關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)專家進校或者網絡連線的方式加強學生與鋼鐵企業(yè)的現(xiàn)場交流，擴大學生知識面。擴大學生與外校之間的交流，可以利用“互聯(lián)網+”大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目，把專業(yè)理論知識應用于實踐中。

（五）打造信息的共享，提高教學消息

當前網上教學、網上講座甚至網上會議已逐漸普及到每個人的學習和工作中。因此，如何快速地獲得相關有用的信息，實現(xiàn)信息的共享越來越重要，學生可以結合自己的專業(yè)方向和興趣愛好不斷進行學習?；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、學習通等信息平臺，讓學生有選擇性地在平臺上進行專業(yè)知識的學習，從而可以對自己的不足不斷改進。

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)布相關專業(yè)知識和專家視頻的講座，讓學生隨時了解專業(yè)發(fā)展動態(tài)和目前前沿研究狀況，并通過微信群、QQ群不斷進行交流，對學習中遇到的難點和重點進行討論。

3.構建國內外不同冶金專業(yè)之間的信息共享。對于國內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。相關專業(yè)教師可以到不同學?；Q授課，互相促進、互相提高。

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

三、結論及展望

通過對新發(fā)展格局下鋼鐵企業(yè)面臨的外部環(huán)境的分析結果表明，我國鋼鐵產能過剩，迫切需要降低低端產能，擴大高端產品。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)學生招生質量嚴峻[8]。

為了提高學生的學習效果和有效把學生培養(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、綠色、開放、共享五個方面論述了提高教學的有效方法和措施。

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)碳達峰、碳中和的行業(yè)背景下，創(chuàng)造高效的線上和線下教學模式、利用網絡平臺不斷學習和交流，構建企業(yè)、教師以及學生、國內外學校之間的信息共享和交流、互相促進互相提高，通過構建創(chuàng)新、協(xié)調、綠色、開放、共享之間的高效統(tǒng)一，從而達到提高教學效果和實現(xiàn)高質量人才培養(yǎng)的目標是今后的發(fā)展趨勢。