新工科背景下智能冶金專業創新人才培養模式探索

摘" 要：隨著智能化技術在冶金行業的廣泛應用，傳統冶金行業正經歷著前所未有的變革，培養智能冶金領域的創新人才成為傳統冶金領域變革的基礎支撐，高校智能冶金專業的人才培養模式因此將面臨挑戰和變革。文章探討了智能冶金領域的發展方向，認為培養適應市場需求的符合智能冶金發展方向的創新型人才，需從培養目標、培養方案、課程設置和教學內容、師資隊伍、校內外多元化協同育人方式等方面提出新培養模式，為冶金工業的可持續發展提供源源不斷的人才支持。

關鍵詞：智能冶金；創新人才；培養模式；教學改革

中圖分類號：G45" " 文獻標識碼：A" " 文章編號：1673-7164（2025）01-0127-04

隨著科技的快速發展和產業結構的不斷升級，新工科的概念應運而生，并逐漸成為高等教育改革的重要方向。新工科強調的是創新、實踐和跨學科，注重培養學生的綜合素質和創新能力。鋼鐵工業作為國家經濟的支柱產業，長期以來為國家的發展作出了巨大貢獻。隨著環境問題日益突出和資源緊張的加劇，傳統生產方式已無法滿足可持續發展的要求。在此背景下，智能冶金技術的出現為冶金工業的發展帶來了新的希望。智能冶金技術是一種將先進的信息技術、自動化技術、人工智能技術、5G通信技術等應用于冶金生產過程中的新型生產方式。［1-2］未來，智能冶金技術將會在多個領域得到更廣泛的應用，要實現智能冶金的快速發展，需要加強智能冶金技術的研發和應用，克服技術瓶頸、人才短缺等問題，不斷探索人才培養的新模式，以適應行業發展的需求。［3］

一、智能冶金的發展方向

傳統冶金領域在現階段面臨著多方面的困難。首先，隨著環保要求的不斷提高，傳統冶金行業的環保壓力越來越大，需要投入大量的資金和人力進行環保治理；其次，隨著原材料和能源價格的上漲，傳統冶金行業的生產成本不斷增加，而產能過剩又導致市場競爭激烈，產品價格難以提升，企業盈利困難；再次傳統冶金技術落后，生產效率低下，產品質量不穩定，難以滿足市場需求；最后，傳統冶金行業需要進行轉型升級，但這個過程需要投入大量的資金和人力，還需要面對市場和環保等多方面的壓力。［4］因此，傳統冶金領域在現階段需要克服多方面的困難，促進技術創新和轉型升級，以實現可持續發展。隨著科技的日新月異，為了適應時代的變遷和滿足市場需求，冶金行業正積極探索智能化、綠色化、定制化的發展新目標和要求，［5］

（一）智能化生產

智能化生產是智能冶金技術的重要發展方向，旨在通過應用先進的人工智能、機器學習、物聯網等技術手段，實現冶金生產過程的自動化、信息化和智能化。通過應用智能化技術，企業可以更加快速地響應市場需求，大幅提高冶金生產過程的效率和精度，降低人工成本，提高產品質量和市場競爭力，提高生產效率和質量，降低生產成本和能耗。綜上，智能化生產是冶金行業未來發展的重要方向。通過應用先進的技術手段和實現全面監控優化生產過程，企業能夠順應時代發展，更好地應對市場的挑戰和機遇，實現可持續發展。

（二）綠色化生產

鐵行業作為高能耗、高排放的行業之一，更需要加強綠色化生產技術的應用和推廣。綠色化生產響應了國家環保政策，致力于降低生產過程中的環境污染，通過技術升級和產業轉型，實現可持續發展。隨著環保意識的不斷提高，智能冶金技術需要向綠色化生產方向發展。綠色化生產是指在生產過程中采用先進的環保技術和設備，降低能耗和排放，減少對環境的負面影響。在綠色化生產的實現過程中，需要采用先進的環保技術和設備，如高效除塵設備、廢氣處理設備、節能減排技術等，降低生產過程中的能耗和排放。還需要加強循環經濟的應用，實現廢舊資源的回收和再利用，提高資源利用效率。為了實現綠色化生產，企業需要加強環保意識和技術研發，提高環保技術和設備的水平。

（三）定制化生產

隨著消費者需求的多樣化，智能冶金技術需要向定制化生產方向發展。定制化生產是指根據消費者的個性化需求，提供定制化的產品和服務。在鋼鐵行業中，消費者對產品的需求越來越多樣化，定制化生產將成為未來的發展趨勢。在定制化生產的實現過程中，需要引入個性化定制服務，利用大數據和人工智能技術對消費者需求進行精準分析和預測。還需要采用先進的生產技術和設備，實現產品的精準生產和供應。為了實現定制化生產，需要加強市場調研和數據分析，了解消費者需求和趨勢。

智能冶金技術的發展方向主要包括智能化生產、綠色化生產和定制化生產。這些技術的發展和應用將有助于提高冶金行業的生產效率和質量、降低能耗和排放、滿足消費者個性化需求等。為了實現智能冶金技術的全面發展，需要加強技術研發和人才培養，提高技術水平和創新能力。

二、新工科背景下智能冶金專業人才培養的面臨的挑戰

（一）學生知識體系構建不足

智能冶金專業作為一個融合傳統冶金與先進技術的交叉學科，其知識體系不僅囊括了傳統冶金工程的核心理論和技術實踐，還必須廣泛吸納人工智能、大數據分析和機器學習等前沿科技領域的智慧與精髓。這種跨學科的知識融合，旨在培養一批既能夠深入理解傳統冶金工藝流程和材料性質，又能夠熟練運用現代技術手段進行智能化改造和創新研發的專業人才。這種跨學科的知識體系構建并非易事，不僅要求學生具備扎實的冶金工程基礎，還必須擁有寬廣的技術視野和強大的學習能力，才能在不斷變化的科技環境中迅速適應和掌握新技術。因此，構建智能冶金專業的跨學科知識體系是一項巨大的挑戰。

（二）專業的師資力量缺乏

加強師資力量的建設、提高教師的跨學科教學能力，是智能冶金專業人才培養的關鍵之一。智能冶金專業作為新工科背景下的新興交叉學科，其跨學科性質對教師的要求極高。這不僅體現在教師需要具備扎實的冶金工程基礎，對材料的制備、性質、加工等有深入的了解，還要在人工智能、大數據處理、機器學習等領域擁有較高的專業素養。然而，當前高校中具備這樣跨學科背景的教師資源相對稀缺，嚴重制約了智能冶金專業的發展和人才培養的質量。高校需要不斷優化師資隊伍結構，提升教師的教學水平和創新能力，為智能冶金專業的發展提供有力的人才保障。

（三）人才培養與行業需求不能匹配

隨著智能冶金技術的飛速發展，行業對人才的需求呈現出日新月異的變化趨勢。這種變化不僅體現在對人才數量的需求上，更體現在對人才的專業素質、技能水平和創新能力等方面的要求上。因此，根據行業需求調整人才培養方案，是智能冶金專業人才培養的重要任務之一。如何根據行業需求調整人才培養方案，使人才培養與行業需求緊密對接，成為智能冶金專業人才培養過程中必須高度重視的問題。

（四）學生創新能力的培養不足

新工科背景下，培養學生的創新能力被賦予了前所未有的重要性。特別是在智能冶金這一新興領域，創新能力更是學生未來能否在該行業取得突破和成功的關鍵。然而，培養智能冶金專業學生的創新能力是一個系統工程，但是智能冶金作為一個交叉學科，尚處于發展初期，許多學生在創新能力方面顯得相對薄弱，缺乏足夠的創新意識和實踐經驗。

綜上，新工科背景下智能冶金專業人才培養面臨的挑戰是多方面的，我國冶金工程教育亟待改革創新，以期發展為世界冶金人才培養中心，引領世界冶金工程教育，［6］只有教育體系與時俱進，才能確保畢業生能夠勝任并超越這個充滿挑戰和機遇的時代。

三、新工科背景下高校智能冶金專業人才培養模式改革

在當前的高校智能冶金專業教學中，存在著一些問題。一是教學內容滯后，無法滿足產業需求；二是缺乏實踐環節，學生畢業后對實際工作能力不足；三是師資隊伍結構不合理，缺乏具有實際工作經驗的教師。這些問題制約了智能冶金專業人才培養質量的提高，需要進行教學改革。因此，現階段亟須培養具備扎實的冶金工程基礎知識、創新意識和研發能力、熟悉智能制造和工業互聯網的相關技術，能夠將傳統冶金技術與智能制造技術相結合、具有良好的團隊協作和溝通能力的創新型人才，以推動智能冶金技術的研發和應用，本研究將從以下幾個方面探索高等院校培養智能冶金創新人才的培養模式。

（一）完善培養目標

高校人才培養需要以高素質復合型技術應用人才為基準，了解現代冶金和材料學科發展。［7］大學生應掌握扎實的專業基礎，培養學生具備對冶金生產工藝進行優化、智能控制、技術改進的能力，以及較強的智能冶金技術領域相關數字技術和信息技術的應用能力。

學校需要完善課程體系和實踐教學環節，專業基礎課程包括冶金物理化學、冶金原理、冶金傳輸原理、材料科學基礎、冶金過程檢測與自動控制等，還應增加智能冶金概論、綠色冶金技術、冶金過程人工智能、計算機視覺、冶金工程數字化等一系列符合智能冶金發展方向的專業課程。建立穩定的實踐教學基地，加強與企業合作，提供更多的實踐機會。

注重培養學生的創新思維和創新能力，鼓勵學生參加各種創新競賽和活動，以培養學生“實踐能力強、創新能力強、跨界能力強”為導向，構建“實驗+實踐+科研+創新”的綜合實踐教學平臺，支撐學生工程實踐能力、創新能力的培養。

（二）優化培養方案

現階段國內高校冶金人才培養和教學模式比較單一，信息化、智能化集成度較低，無法做到多學科的交叉融合，人才素質能力培養方式較為單一。學生對冶金工程專業認識較模糊，就業方向不明，缺少學習、科研的主觀能動性?，F代智能冶金亟須大量復合型人才，具備信息化、智能化處理能力，培養掌握現代智能技術、熟悉冶金工程技術的專業人才。

智能冶金涉及多個學科領域，應注重學科交叉，重構人才培養知識體系、課程體系遵循OBE的教育理念，打破學科壁壘，優化知識結構，構建冶金工程、機械工程、人工智能等學科交叉融合的人才培養知識體系。

學校應聯合企業建立產學合作協同育人機制，共同制訂人才培養方案，以市場需求為導向，根據社會的實際需求和行業發展趨勢，調整課程設置和教學內容，提高人才培養的針對性和實用性。

（三）優化課程設置和教學內容

智能冶金專業作為一門新興交叉學科，涉及的知識復雜多樣，為了優化培養方案，提升教學質量，培養出更多優秀的智能冶金人才。智能冶金技術專業需要淡化傳統的專業界限，改變專業碎片化、教學資源割裂的現象，對現有的教學組織和課程進行整合和重組，構建對接產業鏈的“跨學科、跨專業”的課程體系，［8］實現教學資源的共建共享，實現跨界、協調、互通而又一以貫之的人才培養新載體，實現從單一冶金人才到復合冶金專業群人才培養的跨越。［2］

高校需要優化課程設置和教學內容，注重實踐教學，通過實驗、課程設計、實習等環節提高學生的動手能力和解決實際問題的能力，形成以學生為中心的教學模式，從而活躍課堂氣氛，大大提高學生課堂參與度，讓學習更加靈活和主動；［9］每門課程制訂清晰的教學目標，圍繞教學目標設計教學內容、教學方法、考核評價方式及標準。圍繞教學目標，實施科研反哺教學、項目驅動教學、產業技術引領教學，推進教學模式改革，提升教學質量；應定期更新教材內容，及時反映學科前沿和最新研究成果，保持教學內容的先進性，加強學科交叉，鼓勵學生選修相關課程，拓寬知識面。

（四）打造高水平的師資隊伍

智能冶金融合多個專業的知識背景，主要包括冶金工程、自動化、計算機科學與技術、人工智能、環境工程等，是一門多學科交叉的專業領域。對于交叉學科領域高水平導師的要求較高，需要其既洞悉冶金過程機理，又要掌握新一代信息技術。這導致該領域十分缺乏合格的導師。因此，為了培養出冶金工程、自動化、計算機科學與技術、人工智能、環境工程等交叉領域的人才，首要任務是培養一批既具備冶金專業理論素養，又能夠熟練運用新一代信息技術，具備指導工程實踐能力的專任教師。

高?？梢圆扇F隊協同指導的模式。通過集體教研、以老帶新、崗位練兵等多種方式，迅速提升青年教師在冶金工廠智能制造方面的科研與教學能力。［10］一方面，制訂科學可行的中青年教師培養計劃，這有助于建設高水平的教學團隊，形成一支知識結構、學歷結構、年齡結構和科研方向布局合理的實踐教學團隊。另一方面，學校應聘請企業專家擔任兼職教師或客座教授，為學生提供更加貼近實際生產的授課內容和經驗分享；高?？梢耘汕步處煹狡髽I進行實踐和培訓，提高教師的實踐能力和教學水平。

（五）促進校內外多元化協同育人方式

高校應增加對于校際合作、校企合作、校地合作的協同育人方式。加強與高校之間的合作，整合各院校資源，共同進行科研、教學等活動。通過校際合作，共享資源、優勢互補，提高教學和科研水平。校際合作還可以促進學術交流和人才流動，推動學科建設和專業發展；與企業建立長期穩定的合作關系，共同開展科研、教學等活動。構建合作機制可以為學生提供實習、實踐機會，提高專業技能和實踐能力；企業也可以借助高校的力量解決生產中的技術難題，提升競爭力；與地方開展產學研一體化合作，共同進行技術研究和開發，推動科技成果的轉化和應用，共同推動地方經濟發展、地方產業的升級。

智能冶金專業應搭建各種交流平臺，如學術交流會議、技術論壇等，促進不同領域、不同行業之間的交流與合作。通過交流平臺，分享最新的研究成果、技術進展和行業動態，增進雙方的了解和信任，促進合作關系的深化和發展。加強與國際上其他高校和企業在智能冶金領域展開合作與交流，引進國際先進技術和管理經驗，提高人才培養的國際化和開放性。

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［10］ 張紅亮，李劼，陽春華，等. 面向智能制造的冶金—信息交叉領域人才培養模式創新探究［J］. 創新與創業教育，2018，9（05）：59-63.

（薦稿人：許敬輝，玉林師范學院政法學院副教授）

（責任編輯：牛雪璐）

基金項目：內蒙古自治區直屬高校基本科研業務費項目（項目編號：2023QNJS011）。

作者簡介：楊昌橋（1984—），男，博士，內蒙古科技大學材料與冶金學院講師，研究方向為鋼鐵冶金新技術新工藝；劉香軍（1987—），女，碩士，內蒙古科技大學材料與冶金學院副研究員，研究方向為鋼鐵冶金新技術新工藝；楊吉春（1963—），男，碩士，內蒙古科技大學材料與冶金學院教授，研究方向為鋼鐵冶金新技術新工藝。