冶金技术人才培训形式探究和革新
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一、研究背景及意义
近年来，在冶金行业电力拖动自动化技术应用型人才的培养愈来愈受到高等院校的广泛重视。但大多高校电力拖动自动化技术应用型人才培养采用教材与实验相结合或相同高校相近专业的培养模式，有的甚至是全盘照搬过去十几年前的培养模式。由于电力拖动自动化技术人才培养目标不同，以及师资、实验设备、生源质量等条件的不同，在教学过程中产生了许多问题，主要表现在以下几个方面。
第一，知名高校为研究型大学，其自动化拖动专业培养的是具有扎实理论基础和研究型拖动控制设计、智能化系统设计人才，且大部分学生毕业后的目标是考研究生或出国留学。我校信息工程学院自动化专业培养的是面向生产企业的本科应用型人才，大部分学生毕业后面临的是从事自动化控制。因此，采用依托重点高校的培养模式，其结果可能是理论上不去，实践动手又下不来，应用能力不强，最后必然是就业困难。
第二，一般高校自动化专业培养的通常是通用型自动化设计、电气工程人才，其培养目标强调的是宽口径、复合型人才，其课程体系宽，基础课多，专业课少。我校主要是根据冶金、石油企业和市场需求，确立的专业方向为“冶金自动化与石油自动化”，如果照搬普通高校的培养模式，就难以建设专业特色。
第三，传统高校的培养模式也存在不足之处，例如部分教学内容陈旧过时，没有反映最新的技术发展内容和市场需求，不能满足现代冶金企业等用人单位的要求，其典型例子就是自动化教材反映板带材可逆冷轧机压、四辊异步可逆轧机系统技术、钢板加速冷却系统和步进式加热炉集散控制系统等知识内容没有提到或介绍较少，导致学生基于冶金工业自动化控制应用的设计能力和开发能力不强；概述性课程较多，其结果是什么都学，什么都不精通；实践性、应用性课程和学时均较少，导致学生实际能力不高。
因此，研究、改革、创建具有冶金工业技术特色的人才培养模式，对提高我校人才培养质量，提高毕业生的就业率具有重要的意义。
二、人才现状与需求调研
为确定专业方向和人才培养模式，我们走访了东北大学自动化研究中心、北京科技大学轧钢控制实验室、重庆钢铁集团公司轧钢厂、上海宝钢集团公司、重庆大学等有关教学单位、生产厂家和用人单位，对我国冶金工业技术现状与发展、用人单位对人才知识结构和能力的需求规格，以及当前培养模式存在的问题进行了广泛的调研。
（一）冶金工业自动化技术人才的工作岗位分类
1.初级冶金工业自动化技术人才
初级冶金工业自动化技术人才是指在生产岗位上承担冶金工业自动化控制系统装置的具体操作及日常简单维护工作的技术工人，在冶金工业自动化技术岗位中约占70%，是目前需求量最大的冶金工业自动化技术人才。
2.中级冶金工业自动化技术人才
中级冶金工业自动化技术人才是指在生产岗位上承担冶金工业自动化控制系统装置设置人员和系统计算机控制中心维护、维修人员，这类人员在冶金工业自动化技术岗位中约占20%，其中控制系统装置设置人员占10%，计算机控制中心维护、维修人员占10%。
3.高级冶金工业自动化技术人才
高级冶金工业自动化技术人才是指具备并精通冶金工业自动化控制系统装置操作、系统参数设置和自动控制系统维护、维修所需要的综合知识，并在实际工作中积累了大量实际经验，精通冶金工业自动化控制技术和冶金专业知识、系统电气设计，掌握冶金工业设备系统统调，能自行完成冶金工业自动化控制系统的选型、装置系统的安装、调试、维修和精度优化以及冶金工业技术数字化改造，适合于担任企业的技术负责人或冶金工业自动化控制装置产品开发的设计主管，其市场需求为5％。
（二）对冶金工业自动化技术人才的知识结构要求
对于初级冶金工业自动化技术人才，应以传统的工业自动化技术（电机原理与控制、电力电子技术、自动控制原理、电力拖动自动控制系统、计算机基础、检测与转换技术等）为基础，学习掌握工控机技术以及可编程控制器PLC软件。
对于中级冶金工业自动化技术人才，有两种情况：冶金工业自动化控制系统软件人员应更加熟悉冶金生产工艺，精通自动控制计算机软件编程；冶金工业自动化装置系统维修人员要以机、电、光和液（气）控制技术为基础，掌握冶金工业自动化技术维护与维修的技术和技能。
对于高级冶金工业自动化技术人才，必须具有较扎实的冶金和自动化专业基础，较全面地掌握冶金工业自动化系统维护、冶金自动化专用设备的相关原理与技术，具备冶金工业自动化设备研制与开发能力，还必须具有较高的外语水平。
（三）冶金工业自动化技术教育发展现状与问题
虽然我国各类院校加大了培养工业自动化技术人才的力度，但始终不能满足现代钢铁行业的需求，主要原因有以下几个方面。
1.课程设置和教学内容不能满足现代冶金企业需求
我国工业自动化类专业的课程设置近几年虽有所改进，但教学内容仍较陈旧，学生所学到的知识、技能与企业的要求尚存在差距。例如，板带材可逆冷轧机压下计算机控制系统和步进式加热炉集散控制系统的教学还较薄弱；部分学校因实验条件所限，仍以理论讲授为主，企业急需的冶金工业自动化控制系统的编程、操作、维护的培训效果较差。
在实践技能培训方面，很多院校把实训重点放在交直流调速系统的简单操作上，而对轧钢系统、冶炼工艺（如冶炼基本原理、冶炼控制技术、冶炼参数设置等）、计算机控制设计、可编程控制器与数控编程、冶金自动化数控设备调试技术、系统的维护、维修等专业技术能力训练不够。
2.冶金工业自动化专业（方向）师资数量不足，素质不高
同时具备相当的理论知识和丰富的实践经验的冶金工业自动化专业师资严重不足，尤其缺乏熟悉冶金企业生产实际，并能够承担冶金工业自动化技术教学工作的“双师（教师、工程师）型”专业教师，严重制约着现代冶金工业自动化技术人才培养水平的提高。
三、培养模式的研究、改革、创新与实践
（一）指导思想
在就业竞争日趋激烈的今天，特别是对培养应用型人才的重庆科技学院而言，培养模式的改革和创新应紧紧围绕“增强学生动手能力、提高毕业生就业率”这个主题来进行。因此，改革、创新培养模式的指导思想为：以就业为导向，以提高技能和动手能力为主线，突出专业特色，全面改革课程设置和课程内容，加强实践性教学，增强实际应用能力，创建具有重庆科技学院特色的人才培养模式。
（二）确立专业方向和核心专业要求
根据市场调研，确立冶金工业自动化专业方向和特色为“轧钢与冶炼控制”，即在培养通用型的电机控制技术、自动控制原理、电力拖动自动控制技术人才的基础之上，培养能从事冶金工业自动化控制技术、冶炼控制技术、轧钢数字控制技术与系统维修维护方面的专业应用人才。
核心专业要求也就是学生应具有的核心专业能力是具有基于计算机控制技术的冶金工业自动化软硬件的设计能力。
1.确立专业方向课程体系
我院开设的工业自动化专业冶金自动化方向的课程包括：冶炼过程控制系统设计、冶金控制系统综合实训、自动化仪表及DCS、交流调速系统、冶金过程控制、过程控制系统及装置、直流调速控制系统、常用电气技术与PLC、电力电子与电力传动、集散控制系统与现场总线技术、单片机系统综合训练、过程控制系统综合训练。这些课程构成了本专业的课程体系。
电力电子与电力传动课程原来讲授通用的电力传动控制技术，现改为以轧钢传动控制为实验平台，重点讲授电力电子技术、伺服控制、PLC控制。直流调速控制系统课程是对电力拖动自动控制系统课程的巩固和提高。冶炼过程控制系统设计、冶金控制系统综合实训课程是对冶金自动化技术知识水平的巩固和提高。通过过程控制系统综合训练课程，学生才能真正掌握好冶金工业自动控制技术。单片机系统综合训练课程包括单片机原理和软件编程能力培养，并增加了1周的单片机软件设计过程。
2.确立核心专业能力课程体系
计算机辅助仿真设计（Matlab）、计算机电子电路设计（Protel）、计算机C＋＋语言、DSP原理与应用、EDA原理与应用等课程构成了培养学生基于计算机的仿真设计与计算机控制软硬件设计能力的核心专业能力课程体系。计算机辅助仿真设计（Matlab）软件在生产实际中应用非常广泛，是现代工业自动控制技术必须掌握的一个工具。计算机电子电路设计（Protel）和EDA原理与应用也是在生产实际中应用非常广泛的软件，作为选修课，对进一步提高学生基于计算机的软硬件设计和控制能力，拓展学生的就业空间都有重要作用。
（三）坚持以冶金行业为主、自动化与冶金相结合的专业内涵
在整个课程设置体系中，自动化类课程约占40%，计算机类（软件、硬件、芯片）课程占30%，冶金自动控制系统与检测占30%。之所以这样设置，原因主要有以下两点。
首先，几乎所有冶金企业的冶炼类岗位和自动控制系统类岗位是分开设置的，没有对应的冶炼技术与自动控制系统技术融合岗位，因此，必须坚持以冶金自动化装置控制技术为主，学生才好就业。但是，大量的冶金自动化高技术设备又要求自动化，这类技术人员必须既懂冶炼，又懂控制，而不是以往传统的纯自动化类技术人员。因此，自动化必须结合冶炼技术是冶金工业自动化专业的内涵。
其次，我校冶金类专业在西南地区是相当知名的，有强大的师资和学科支撑，因此，利用好这种优质资源来打造品牌专业是具备条件的。
1.冶金控制过程主干课程
冶炼过程控制系统设计、冶金控制系统综合实训、自动化仪表及DCS、冶金过程控制、过程控制系统及装置、过程控制系统综合训练等课程构成了培养学生设计能力的主干课程。
2.自动化控制主干课程
电工电子技术、数字电子技术、电机控制技术、自动控制原理、电力电子技术、电力拖动自动控制技术、自动检测技术等课程构成了培养学生加工制造能力的主干课程。
3.计算机主干课程
PLC原理与应用、单片机及控制系统设计、课程设计、单片机及控制系统设计、集散控制系统与现场总线技术、单片机系统综合训练、DSP原理及应用、EDA原理及应用、计算机仿真、C＋＋语言等课程构成了培养学生计算机控制等方面应用能力的主干课程。
（四）加强专业学习，强化专业能力和专业特色
长期以来，各重点高校的培养目标都是宽口径、复合型人才，采用的是粗放式的培养模式，其指导思想是使毕业生的就业面更宽，能从事的职业更广。因此，在其培养计划中，学习的课程门数、学科和专业基础课、概述性课程均较多，专业课较少，因而也淡化了专业特色和学校特色，削弱了学生的专业能力。在这种情况下，加强专业课的学习和专业能力的培养，强化专业特色，反而更有利于学生就业。我们采取的措施是：减少通识课、学科基础课的学时，增大专业课的学时比例将原有的电机原理与拖动、电工原理、模电技术、数电技术课程压缩，课时由110学时减为80学时。删去工厂供电、常用电气技术等基础课。电力拖动自动控制系统由88学时减为64学时，增加30学时的DSP原理及应用和EDA原理及应用，强化计算机仿真的核心专业能力。改革后，通识课所占学时比例由36.75%降为31.5%，学科基础课和专业基础课由28%降为20.5%，而专业课则由10.25%提高到22.75%。
（五）加强实践性教学，增强学生的实际应用能力
实践性教学环节包括实验、上机等非集中性实践教学和电气综合实习、两性实验、参观实习、课程设计、生产实习、毕业设计等集中性实践教学。集中性实践性教学环节学时由28周增加到改革后的42周，增加了34%。主要增加了1周的冶金控制系统综合实训、2周的单片机系统综合训练、1周的过程控制系统综合训练、2周的自动控制课程设计以及其他课程设计周数。为充分保证实践性教学的质量和效果，学校投入大量的实验设备，建成了拥有先进技术的电工技术实验中心、自动化实验创新基地。实验和上机等非集中性实践教学学时由原计划的202学时增加到改革后的290学时，增加幅度约为43%。
（六）加强课程衔接的科学性及合理性
将变频器技术与应用由原来的第6学期讲授改在与电力电子技术课程同步的第5学期讲授，所有课程设计均在学习了相应课程后立即进行。直流调速系统由原来的第6学期讲授改为第5学期讲授，作为一门专业基础课，提前上更科学合理。
（七）改革教学方法
将一些应用性较强的课程（如电力拖动自动控制系统、变频器技术及应用等）的部分学时由教室改在实验室或实训基地进行，实行现场教学。将操作性较强的软件课程，如EDA、计算机电子设计（Protel）等，由课堂讲授改在机房进行，教师边讲授，学生边操作，以提高教学效率和教学效果。
（八）加强实训教材、大纲、指导书的编写
在增加了实践学时、购置了实训设备后，如果没有合适的实训教材和明确的大纲，实训效果仍然不佳，有可能降低培养质量。现有的冶金自动化实训教材较少，其内容大多数都是过去的知识内容，不适合作为实训教材，我们已编写了相关的适合冶金自动化的实训教材用于冶金自动化生产实训，并将根据使用的情况进一步改进。
我们所进行的课程改革和创新，是通过增加实践教学课时，开设与冶金自动化知识相关的最新应用技术课程，以达到增强学生实际应用能力、就业能力、动手能力的目的。但要防止因缺乏实训教材、实训组织不力、缺乏具有丰富实践经验的“双师型”教师等问题造成实践教学质量不升反降的现象发生。根据目前的教学实践反馈，我们的改革和创新得到了绝大部分学生的好评以及专家的肯定，改革的成效将在以后毕业生的就业率上得到充分体现。