新工科背景下智能冶金专业创新人才培养模式探索

摘" 要：随着智能化技术在冶金行业的广泛应用，传统冶金行业正经历着前所未有的变革，培养智能冶金领域的创新人才成为传统冶金领域变革的基础支撑，高校智能冶金专业的人才培养模式因此将面临挑战和变革。文章探讨了智能冶金领域的发展方向，认为培养适应市场需求的符合智能冶金发展方向的创新型人才，需从培养目标、培养方案、课程设置和教学内容、师资队伍、校内外多元化协同育人方式等方面提出新培养模式，为冶金工业的可持续发展提供源源不断的人才支持。

关键词：智能冶金；创新人才；培养模式；教学改革

中图分类号：G45" " 文献标识码：A" " 文章编号：1673-7164（2025）01-0127-04

随着科技的快速发展和产业结构的不断升级，新工科的概念应运而生，并逐渐成为高等教育改革的重要方向。新工科强调的是创新、实践和跨学科，注重培养学生的综合素质和创新能力。钢铁工业作为国家经济的支柱产业，长期以来为国家的发展作出了巨大贡献。随着环境问题日益突出和资源紧张的加剧，传统生产方式已无法满足可持续发展的要求。在此背景下，智能冶金技术的出现为冶金工业的发展带来了新的希望。智能冶金技术是一种将先进的信息技术、自动化技术、人工智能技术、5G通信技术等应用于冶金生产过程中的新型生产方式。［1-2］未来，智能冶金技术将会在多个领域得到更广泛的应用，要实现智能冶金的快速发展，需要加强智能冶金技术的研发和应用，克服技术瓶颈、人才短缺等问题，不断探索人才培养的新模式，以适应行业发展的需求。［3］

一、智能冶金的发展方向

传统冶金领域在现阶段面临着多方面的困难。首先，随着环保要求的不断提高，传统冶金行业的环保压力越来越大，需要投入大量的资金和人力进行环保治理；其次，随着原材料和能源价格的上涨，传统冶金行业的生产成本不断增加，而产能过剩又导致市场竞争激烈，产品价格难以提升，企业盈利困难；再次传统冶金技术落后，生产效率低下，产品质量不稳定，难以满足市场需求；最后，传统冶金行业需要进行转型升级，但这个过程需要投入大量的资金和人力，还需要面对市场和环保等多方面的压力。［4］因此，传统冶金领域在现阶段需要克服多方面的困难，促进技术创新和转型升级，以实现可持续发展。随着科技的日新月异，为了适应时代的变迁和满足市场需求，冶金行业正积极探索智能化、绿色化、定制化的发展新目标和要求，［5］

（一）智能化生产

智能化生产是智能冶金技术的重要发展方向，旨在通过应用先进的人工智能、机器学习、物联网等技术手段，实现冶金生产过程的自动化、信息化和智能化。通过应用智能化技术，企业可以更加快速地响应市场需求，大幅提高冶金生产过程的效率和精度，降低人工成本，提高产品质量和市场竞争力，提高生产效率和质量，降低生产成本和能耗。综上，智能化生产是冶金行业未来发展的重要方向。通过应用先进的技术手段和实现全面监控优化生产过程，企业能够顺应时代发展，更好地应对市场的挑战和机遇，实现可持续发展。

（二）绿色化生产

铁行业作为高能耗、高排放的行业之一，更需要加强绿色化生产技术的应用和推广。绿色化生产响应了国家环保政策，致力于降低生产过程中的环境污染，通过技术升级和产业转型，实现可持续发展。随着环保意识的不断提高，智能冶金技术需要向绿色化生产方向发展。绿色化生产是指在生产过程中采用先进的环保技术和设备，降低能耗和排放，减少对环境的负面影响。在绿色化生产的实现过程中，需要采用先进的环保技术和设备，如高效除尘设备、废气处理设备、节能减排技术等，降低生产过程中的能耗和排放。还需要加强循环经济的应用，实现废旧资源的回收和再利用，提高资源利用效率。为了实现绿色化生产，企业需要加强环保意识和技术研发，提高环保技术和设备的水平。

（三）定制化生产

随着消费者需求的多样化，智能冶金技术需要向定制化生产方向发展。定制化生产是指根据消费者的个性化需求，提供定制化的产品和服务。在钢铁行业中，消费者对产品的需求越来越多样化，定制化生产将成为未来的发展趋势。在定制化生产的实现过程中，需要引入个性化定制服务，利用大数据和人工智能技术对消费者需求进行精准分析和预测。还需要采用先进的生产技术和设备，实现产品的精准生产和供应。为了实现定制化生产，需要加强市场调研和数据分析，了解消费者需求和趋势。

智能冶金技术的发展方向主要包括智能化生产、绿色化生产和定制化生产。这些技术的发展和应用将有助于提高冶金行业的生产效率和质量、降低能耗和排放、满足消费者个性化需求等。为了实现智能冶金技术的全面发展，需要加强技术研发和人才培养，提高技术水平和创新能力。

二、新工科背景下智能冶金专业人才培养的面临的挑战

（一）学生知识体系构建不足

智能冶金专业作为一个融合传统冶金与先进技术的交叉学科，其知识体系不仅囊括了传统冶金工程的核心理论和技术实践，还必须广泛吸纳人工智能、大数据分析和机器学习等前沿科技领域的智慧与精髓。这种跨学科的知识融合，旨在培养一批既能够深入理解传统冶金工艺流程和材料性质，又能够熟练运用现代技术手段进行智能化改造和创新研发的专业人才。这种跨学科的知识体系构建并非易事，不仅要求学生具备扎实的冶金工程基础，还必须拥有宽广的技术视野和强大的学习能力，才能在不断变化的科技环境中迅速适应和掌握新技术。因此，构建智能冶金专业的跨学科知识体系是一项巨大的挑战。

（二）专业的师资力量缺乏

加强师资力量的建设、提高教师的跨学科教学能力，是智能冶金专业人才培养的关键之一。智能冶金专业作为新工科背景下的新兴交叉学科，其跨学科性质对教师的要求极高。这不仅体现在教师需要具备扎实的冶金工程基础，对材料的制备、性质、加工等有深入的了解，还要在人工智能、大数据处理、机器学习等领域拥有较高的专业素养。然而，当前高校中具备这样跨学科背景的教师资源相对稀缺，严重制约了智能冶金专业的发展和人才培养的质量。高校需要不断优化师资队伍结构，提升教师的教学水平和创新能力，为智能冶金专业的发展提供有力的人才保障。

（三）人才培养与行业需求不能匹配

随着智能冶金技术的飞速发展，行业对人才的需求呈现出日新月异的变化趋势。这种变化不仅体现在对人才数量的需求上，更体现在对人才的专业素质、技能水平和创新能力等方面的要求上。因此，根据行业需求调整人才培养方案，是智能冶金专业人才培养的重要任务之一。如何根据行业需求调整人才培养方案，使人才培养与行业需求紧密对接，成为智能冶金专业人才培养过程中必须高度重视的问题。

（四）学生创新能力的培养不足

新工科背景下，培养学生的创新能力被赋予了前所未有的重要性。特别是在智能冶金这一新兴领域，创新能力更是学生未来能否在该行业取得突破和成功的关键。然而，培养智能冶金专业学生的创新能力是一个系统工程，但是智能冶金作为一个交叉学科，尚处于发展初期，许多学生在创新能力方面显得相对薄弱，缺乏足够的创新意识和实践经验。

综上，新工科背景下智能冶金专业人才培养面临的挑战是多方面的，我国冶金工程教育亟待改革创新，以期发展为世界冶金人才培养中心，引领世界冶金工程教育，［6］只有教育体系与时俱进，才能确保毕业生能够胜任并超越这个充满挑战和机遇的时代。

三、新工科背景下高校智能冶金专业人才培养模式改革

在当前的高校智能冶金专业教学中，存在着一些问题。一是教学内容滞后，无法满足产业需求；二是缺乏实践环节，学生毕业后对实际工作能力不足；三是师资队伍结构不合理，缺乏具有实际工作经验的教师。这些问题制约了智能冶金专业人才培养质量的提高，需要进行教学改革。因此，现阶段亟须培养具备扎实的冶金工程基础知识、创新意识和研发能力、熟悉智能制造和工业互联网的相关技术，能够将传统冶金技术与智能制造技术相结合、具有良好的团队协作和沟通能力的创新型人才，以推动智能冶金技术的研发和应用，本研究将从以下几个方面探索高等院校培养智能冶金创新人才的培养模式。

（一）完善培养目标

高校人才培养需要以高素质复合型技术应用人才为基准，了解现代冶金和材料学科发展。［7］大学生应掌握扎实的专业基础，培养学生具备对冶金生产工艺进行优化、智能控制、技术改进的能力，以及较强的智能冶金技术领域相关数字技术和信息技术的应用能力。

学校需要完善课程体系和实践教学环节，专业基础课程包括冶金物理化学、冶金原理、冶金传输原理、材料科学基础、冶金过程检测与自动控制等，还应增加智能冶金概论、绿色冶金技术、冶金过程人工智能、计算机视觉、冶金工程数字化等一系列符合智能冶金发展方向的专业课程。建立稳定的实践教学基地，加强与企业合作，提供更多的实践机会。

注重培养学生的创新思维和创新能力，鼓励学生参加各种创新竞赛和活动，以培养学生“实践能力强、创新能力强、跨界能力强”为导向，构建“实验+实践+科研+创新”的综合实践教学平台，支撑学生工程实践能力、创新能力的培养。

（二）优化培养方案

现阶段国内高校冶金人才培养和教学模式比较单一，信息化、智能化集成度较低，无法做到多学科的交叉融合，人才素质能力培养方式较为单一。学生对冶金工程专业认识较模糊，就业方向不明，缺少学习、科研的主观能动性。现代智能冶金亟须大量复合型人才，具备信息化、智能化处理能力，培养掌握现代智能技术、熟悉冶金工程技术的专业人才。

智能冶金涉及多个学科领域，应注重学科交叉，重构人才培养知识体系、课程体系遵循OBE的教育理念，打破学科壁垒，优化知识结构，构建冶金工程、机械工程、人工智能等学科交叉融合的人才培养知识体系。

学校应联合企业建立产学合作协同育人机制，共同制订人才培养方案，以市场需求为导向，根据社会的实际需求和行业发展趋势，调整课程设置和教学内容，提高人才培养的针对性和实用性。

（三）优化课程设置和教学内容

智能冶金专业作为一门新兴交叉学科，涉及的知识复杂多样，为了优化培养方案，提升教学质量，培养出更多优秀的智能冶金人才。智能冶金技术专业需要淡化传统的专业界限，改变专业碎片化、教学资源割裂的现象，对现有的教学组织和课程进行整合和重组，构建对接产业链的“跨学科、跨专业”的课程体系，［8］实现教学资源的共建共享，实现跨界、协调、互通而又一以贯之的人才培养新载体，实现从单一冶金人才到复合冶金专业群人才培养的跨越。［2］

高校需要优化课程设置和教学内容，注重实践教学，通过实验、课程设计、实习等环节提高学生的动手能力和解决实际问题的能力，形成以学生为中心的教学模式，从而活跃课堂气氛，大大提高学生课堂参与度，让学习更加灵活和主动；［9］每门课程制订清晰的教学目标，围绕教学目标设计教学内容、教学方法、考核评价方式及标准。围绕教学目标，实施科研反哺教学、项目驱动教学、产业技术引领教学，推进教学模式改革，提升教学质量；应定期更新教材内容，及时反映学科前沿和最新研究成果，保持教学内容的先进性，加强学科交叉，鼓励学生选修相关课程，拓宽知识面。

（四）打造高水平的师资队伍

智能冶金融合多个专业的知识背景，主要包括冶金工程、自动化、计算机科学与技术、人工智能、环境工程等，是一门多学科交叉的专业领域。对于交叉学科领域高水平导师的要求较高，需要其既洞悉冶金过程机理，又要掌握新一代信息技术。这导致该领域十分缺乏合格的导师。因此，为了培养出冶金工程、自动化、计算机科学与技术、人工智能、环境工程等交叉领域的人才，首要任务是培养一批既具备冶金专业理论素养，又能够熟练运用新一代信息技术，具备指导工程实践能力的专任教师。

高校可以采取团队协同指导的模式。通过集体教研、以老带新、岗位练兵等多种方式，迅速提升青年教师在冶金工厂智能制造方面的科研与教学能力。［10］一方面，制订科学可行的中青年教师培养计划，这有助于建设高水平的教学团队，形成一支知识结构、学历结构、年龄结构和科研方向布局合理的实践教学团队。另一方面，学校应聘请企业专家担任兼职教师或客座教授，为学生提供更加贴近实际生产的授课内容和经验分享；高校可以派遣教师到企业进行实践和培训，提高教师的实践能力和教学水平。

（五）促进校内外多元化协同育人方式

高校应增加对于校际合作、校企合作、校地合作的协同育人方式。加强与高校之间的合作，整合各院校资源，共同进行科研、教学等活动。通过校际合作，共享资源、优势互补，提高教学和科研水平。校际合作还可以促进学术交流和人才流动，推动学科建设和专业发展；与企业建立长期稳定的合作关系，共同开展科研、教学等活动。构建合作机制可以为学生提供实习、实践机会，提高专业技能和实践能力；企业也可以借助高校的力量解决生产中的技术难题，提升竞争力；与地方开展产学研一体化合作，共同进行技术研究和开发，推动科技成果的转化和应用，共同推动地方经济发展、地方产业的升级。

智能冶金专业应搭建各种交流平台，如学术交流会议、技术论坛等，促进不同领域、不同行业之间的交流与合作。通过交流平台，分享最新的研究成果、技术进展和行业动态，增进双方的了解和信任，促进合作关系的深化和发展。加强与国际上其他高校和企业在智能冶金领域展开合作与交流，引进国际先进技术和管理经验，提高人才培养的国际化和开放性。

参考文献：

［1］ 毕学工，李九林，李鹏，等. 德国工业4.0、中国制造2025与智能冶金浅议［J］. 钢铁，2016，51（03）：1-8+26.

［2］ 胡锐，孙颖，郝赳赳，等. 钢铁智能冶金技术专业群课程体系的构建研究［J］. 山西冶金，2023，46（07）：77-78+146.

［3］ 申嘉龙，李义兵，孟征兵，等. 冶金产能置换背景下广西冶金工程专业新工科人才培养改革与探索［J］. 高教学刊，2023，9（05）：161-164.

［4］ 杜涛. 推进极致能效工程实现钢铁工业降本增效［J］. 冶金经济与管理，2023（05）：1.

［5］ 冯凯，苏燕羽，王广伟. 冶金专业继续教育教学的课程设计、建设和思考［J］. 科教导刊，2023（02）：68-70.

［6］ 杨澈，朱苗勇，杜涛，等. “新冶金”复合型人才培养体系研究与实践［J］. 中国冶金教育，2022（01）：29-33+37.

［7］ 曹瑞斓，陈鑫茹，吴禧龙. 新工科背景下冶金特色翻译人才培养研究［J］. 安徽工业大学学报（社会科学版），2022，39（02）：57-60.

［8］ 赵明威，穆龙涛，邬凯. “双高计划”背景下机械制造与自动化专业的教学改革探索［J］. 精密制造与自动化，2020（04）：1-5+35.

［9］ 刘红霞. 基于MOOC的冶金物理化学课堂翻转［J］. 中国现代教育装备，2017（19）：88-89.

［10］ 张红亮，李劼，阳春华，等. 面向智能制造的冶金—信息交叉领域人才培养模式创新探究［J］. 创新与创业教育，2018，9（05）：59-63.

（荐稿人：许敬辉，玉林师范学院政法学院副教授）

（责任编辑：牛雪璐）

基金项目：内蒙古自治区直属高校基本科研业务费项目（项目编号：2023QNJS011）。

作者简介：杨昌桥（1984—），男，博士，内蒙古科技大学材料与冶金学院讲师，研究方向为钢铁冶金新技术新工艺；刘香军（1987—），女，硕士，内蒙古科技大学材料与冶金学院副研究员，研究方向为钢铁冶金新技术新工艺；杨吉春（1963—），男，硕士，内蒙古科技大学材料与冶金学院教授，研究方向为钢铁冶金新技术新工艺。