1. 引言
在全球化和信息化的时代背景下，新一轮科技革命与产业变革持续深化，传统工程教育模式难以适应新经济对高素质人才的需求。新工科建设作为高等教育改革的战略方向，旨在通过教育理念与行动模式的创新，培养具备跨学科知识、创新能力和实践能力的卓越工程人才[1]。其核心特征包括学科交叉、产教协同、创新创业能力培育，并注重社会责任感与终身学习能力的塑造[2]。创新创业教育是高等教育改革与国家创新驱动发展战略的关键交汇点[3]。它不仅是激发学生创造力、探索意识和进取精神的有效路径，更是培养适应未来产业变革生力军的重要机制。在这一过程中，产教融合通过校企协同、共建实践平台等方式，实现教育链、人才链与产业链的有机衔接，切实提升学生的工程实践与创新能力[4]。此外，跨学科融合与国际化视野已成为新工科人才培养的显著特征[5]。
然而，在传统冶金工程专业人才培养中，仍存在若干结构性问题：学科交叉不足导致知识体系滞后，产教协同薄弱致使实践环节虚化，双创教育未能有机融入专业培养体系，呈现碎片化状态，整体培养机制难以响应行业绿色化、智能化转型需求。针对上述问题，重庆科技大学以国家级一流专业建设为契机，构建了“学科交叉–产教融合–双创贯通–体系重构”四维驱动人才培养模式，全面推进冶金工程应用型双创人才的培养改革。
值得指出的是，新工科建设强调以成果导向教育(OBE)为统领，融合体验式学习、项目式学习(PBL)等现代教育理念，推动工程教育由知识传授向能力建构转型[2]。在此背景下，国内外高校已开展一系列有益探索，如麻省理工学院的NEET计划通过跨学科项目制学习重塑工程教育路径[6]；中南大学则以科技竞赛为牵引提升冶金工程专业学生的创新创业能力[7]。本文提出的“四维驱动”模式，在吸收OBE与PBL理念的基础上，进一步整合学科交叉与动态响应机制，形成了具有“重科特色”的系统化改革路径。
2. 问题诊断：传统培养模式的结构性矛盾
随着“双碳”战略与智能制造的深度推进，冶金行业正经历从“黑色冶金”向“绿色智造”的范式转型。然而，我国高校冶金专业人才的传统培养模式存在结构性矛盾(如图1所示)，主要表现在：
1) 学科壁垒，转型乏力：冶金工程专业的课程体系呈现“三高三低”特征，传统工艺课程占比高(高炉–转炉–连铸)，前沿交叉课程占比低；单学科课程占比高，跨学科课程占比低；理论教学占比高，实践类课程占比低。这种结构导致学生知识更新滞后产业技术5~8年。近年来传统课程中AI、智能检测、低碳冶金内容占比低，转型乏力；
2) 产教虚化，实践缺位：产教融合过程中存在“三少”特征，校企协议转化率少、企业导师授课学时少，本科生参与真实科技攻关项目占比少。
3) 双创割裂，创新断层：创新创业课程孤立于专业教育之外，缺乏层级化设计。导师在选拔双创学生时倾向于绩点较高的学生，这可能使部分绩点不高但具有创新潜质的学生失去机会。愿意参与双创指导的教师占比低，且部分企业实战经验欠缺，导致双创项目与产业需求脱节。
Figure 1. Analysis of bottlenecks in talent cultivation for metallurgical engineering
图1. 冶金工程专业人才培养瓶颈分析
重庆科技大学冶金工程专业积极响应国家新工科建设号召，依托自身学科优势，探索构建冶金类应用型双创人才培养方案，旨在通过系统化的教育改革，培养适应未来产业发展需求的高素质人才。
3. 改革框架：“四维驱动”模式的构建
基于整体工程观(Holistic Engineering Perspective)，构建了“1-3-4”改革框架(图2)，设计了“目标–路径–保障”三维模型，通过四维驱动破解困境：
Figure 2. The “1-3-4” reform framework for metallurgical engineering
图2. 冶金工程专业“1-3-4”改革框架
3.1. 学科交叉：打破专业壁垒
课程重组：新增《冶金工业大数据》《冶金智能制造》《智慧钢铁厂设计》等6门交叉课，引入国际钢协慕课资源；重构“基础层(冶金原理)–融合层(智能控制)–前沿层(氢冶金)”三级课程群。
平台赋能：依托国家级虚拟仿真实验教学中心、冶金工程国家级实验教学示范中心，开发“钒钛磁铁矿智慧冶炼”等12个跨学科实验模块，实现“工艺–设备–控制”全流程模拟。与校内自动化、数据科学与大数据等专业，联合中冶赛迪、西南铝业、四川外国语大学等单位共建了“数智低碳冶金特色优势专业群”，深度进行学科交叉，打破专业壁垒。
3.2. 产教融合：重塑协同范式
双导师制：聘请多家冶金企业(中冶赛迪集团、川威集团、宝武重钢等)的高级工程师来校授课(年均不低于32学时)，深度参与学校理论课程教学、毕业设计(论文)以及创新创业指导。
平台共建：与中冶赛迪共建“重庆市现代钢铁产业学院”，建设有重庆市级“数智冶金产教融合虚实一体化实践教学平台”。
3.3. 双创贯通：构建培养链条
“双创”思维培养：创新创业学院牵头创建“双创”教育课程和平台，实施“三级”联动、“三级”强化“双创”融合机制；通过《创新创业基础》《冶金工艺实训》《智慧钢铁厂设计》等必修课，培养学生的创新创业思维。
双创训练实践：以《创新实践环节》《毕业设计(论文)》必修课为基础，以“互联网+”、“挑战杯”、“世界模拟炼钢大赛”、“冶金科技竞赛”等竞赛为载体输出成果。
3.4. 体系重构：建立动态响应
OBE理念贯穿：将人工智能素养、创新精神和创新能力作为人才培养目标的重要组成部分。依据工程认证标准，将毕业要求分解为能力指标，并进一步细化至培养课程。
动态响应机制：建立基于毕业要求达成度评价的持续改进机制。每年通过课程考核、毕业生与雇主问卷调查、校外专家评审等多渠道采集数据，定量评估毕业能力指标达成情况，生成诊断报告并反馈至教学指导委员会，用于驱动课程内容、教学方法的年度迭代优化，形成“评价–反馈–改进”闭环。
4. 研究方法与数据采集
为了客观评估“四维驱动”培养模式的实际效果，我们采用了对比研究的方法，系统收集和分析多方面的数据证据。具体来说，我们将2015~2019届毕业生作为改革前的参照组，将2020~2024届毕业生作为改革后的实践组，通过对比两组学生在学科竞赛获奖、头部企业就业、创新创业项目参与以及雇主评价等关键指标上的表现，来衡量改革带来的实际影响。
在数据收集上，我们采取了多种方式。一是通过专门设计的毕业生能力自评问卷和雇主满意度调查，每年对学生的工程实践能力、创新能力和团队协作等进行跟踪测评，问卷回收率保持在85%以上。二是基于OBE教育理念，建立了从课程目标到毕业要求的对应关系，综合考核成绩、项目报告和答辩表现等多方面数据，评估各门课程的目标达成情况。三是每年邀请校外教育专家和企业专家进行深度访谈，了解校企合作和创新创业项目的实际运行效果。
在数据分析阶段，我们使用统计软件对量化数据进行处理，通过对比分析和相关性检验，找出改革前后的显著差异；同时对访谈内容进行整理归类，形成质性分析材料。通过构建“数据为主、案例为辅”的评估体系，为培养模式的实施效果提供了全面、可靠的证据基础。
5. 实施成效：冶金类应用型双创人才培养的重科实践
5.1. 人才培养质量显著提升
竞赛突破与创新能力增强：近五年获世界模拟炼钢挑战赛世界冠军1次、亚太区冠军1次；全国冶金科技竞赛特等奖3项、一等奖14项、二等奖15项；全国模拟炼钢–轧钢大赛一等奖4项、二等奖3项。这些成绩的背后，是学生跨学科解决复杂工程问题能力的实质性提升。例如，在《智慧钢铁厂设计》这门典型的交叉课程中，学生以小组形式完成“高炉操作优化仿真项目”，使用中冶赛迪、德胜等企业提供的真实数据进行建模与参数调优。这种融合了冶金工艺、自动控制与工业大数据的项目式学习，极大地锻炼了学生的系统思维和数据分析能力。该课程的教学成果直接体现在竞赛中，其多名学生成为获得“世界模拟炼钢大赛”亚太区冠军团队的核心成员。
此外，学生双创项目参与率达50%，较改革前提升39.5%。指导学生完成科技创新项目省部级10余项、校级100多项，发表论文30多篇、授权专利30余件。
升学就业竞争力稳步提高：近五年学生一次就业率均高于92%，头部企业就业率从18%升至32%，国内冶金名校深造率50%以上；考研升学率由18%提升至25%。毕业生竞争力的全面提升，得益于产教融合与双创教育的系统推进。典型代表如国家奖学金获得者刘胜同学，其成长路径清晰展现“双创贯通”与“产教融合”的育人成效。他在大一大二阶段通过担任学生助理、团支书等职务，锻炼了组织协调与沟通能力；进入大三后，依托国家级大学生创新创业训练计划项目，投身科研实践，先后荣获全国大学生冶金科技竞赛一等奖、“挑战杯”重庆市银奖等多项荣誉，其本科毕业论文获市优秀。基于扎实的项目经历与综合能力，刘胜被重庆大学拟录取，并受到多家行业头部企业的青睐。该案例表明，通过课程、科研与竞赛的有机融合，学生能够在真实情境中实现全方面能力的提升，形成可推广的成长路径。
5.2. 教学资源建设成果丰硕
课程与教材建设提质增量：建成重庆市一流课程4门，出版《冶金原理(第2版)》《传输原理(第2版)》等冶金行业规划教材15部，出版教学改革专著4部。课程建设的核心在于推动教学内容与产业前沿对接。以《智慧钢铁厂设计》《冶金工艺实训》课程为例，其教学内容由校企双方共同设计，引入了数字孪生、能效优化等前沿主题，并开发了“高炉富氢冶炼虚拟仿真”等50多项教学案例，有效支撑了跨学科能力的培养。
师资发展迈上新台阶：团队所在教工支部被评为全国样板党支部、入选全国高校“双带头人”教师党支部书记“强国行”专项行动团队，系支部书记获重庆市双带头人工作室1个；团队成员中有省部级劳模3人、全国优秀教师1人、重庆市名师1人、重庆市优秀党务工作者1人、重庆英才3人、重庆市青年巴渝学者1人、宝钢教育基金全国优秀教师6人、重庆市产业技术带头人1人、后备人选2人。企业导师获世界炼钢大赛企业组冠军。团队2023年入选了“重庆市高校黄大年式教师团队”。
5.3. 产业服务能力持续增强
技改转化实现突破：学生参与的“钢铁冶炼智能控制系统”在重钢的成功落地，是人才培养反哺产业创新的直接体现。此外，团队教师主导的技改项目也被企业采纳2项，实现了科技成果转化“零的突破”。
培训辐射范围扩大：依托建设完成的“数智冶金产教融合虚实一体化实践教学平台”及自主开发的培训软件，为德胜、川威集团等企业培训技术人员1000余人次，开发的培训软件更被印尼喀钢采购，彰显了“重科范式”的对外辐射力与服务能力。
6. 结论与展望
冶金类应用型双创人才培养建设，是应对新一轮科技革命和产业变革的重要举措。本文以重庆科技大学冶金工程专业为例，探讨了双创人才培养的探索与实践经验。通过构建“四维驱动”人才培养模式，有效提升了学生的工程实践能力和创新创业能力，为地方高校工科专业破解人才供给瓶颈提供了可复制的解决方案。未来，我们将继续深化改革，优化人才培养体系，为培养更多适应新技术、新业态、新模式的复合型高素质人才贡献力量。
基金项目
重庆市高等教育教学改革研究项目“冶金类应用型双创人才新工科实验班建设探索”(243269)；重庆科技大学本科教育教学改革研究项目(202434)；中国冶金教育学会学位与研究生教育分会教育教学研究项目“思政引领下基于协同育人构建‘钢筋铁骨’新质冶金研究生培养新模式”。
NOTES
*通讯作者。