1. 成果简介

经过8年的探索与实践，形成的主要成果包括：

1）构建了“价值引领-技术赋能-伦理内化”三维思政育人体系，破解思政与专业教育脱嵌难题；

2）建立了“产业需求牵引-科研项目反哺-竞赛成果转化”三链融合机制，打通产教科赛协同壁垒；

3）创建了“虚实双环驱动-四维能力画像”教学模式，重塑工程能力培养新范式。

研究生培养质量显著提升，研究生参与省部级成果转化与产业化项目近10项，获“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛“揭榜挂帅”专项赛等国家级奖项20余项；一、二作者发表服务冶金行业发展的新技术、新方法、新装置类论文20余篇；一、二发明人授权冶金行业智能制造相关发明专利10余项；教师获批中国研究生与学位教育学会面上课题1项、获评中国仪器仪表学会科研仪器案例库优秀案例和中国高等教育学会工程教育专委会优秀论文各1项、录制并在学堂在线上线MOOCs视频600余分钟、出版教材2部，形成了"思政铸魂、产研赋能、数智驱动"的创新型工程人才培养范式，受邀在教育部等主办的全国性教学论坛上分享交流。

2. 主要解决的教学问题

1）思政教育与专业实践“二维脱嵌”，育人协同效应不足

传统课程思政元素孤立于专业教学，未能与产业需求、科研实践形成育人合力。

具体表现为：思政内容与工程案例脱节，缺乏“红色工程师”价值引领与科技伦理的深度融合。例如，在嵌入式系统开发中，学生仅关注技术实现，忽视工业控制系统安全等社会责任。

2）产教、科教、赛教“三维割裂”，创新能力培养体系断层

教学内容滞后于冶金行业智能化转型需求，科研成果向教学转化率不足30%，学科竞赛与课程训练脱节。

具体表现为：企业真实项目未有效融入教学，国家级科研成果停留于论文层面，学生竞赛作品多属“纸上谈兵”。

3）教学模式与评价机制“双向滞后”，工程能力培养闭环缺失

传统教学以单向理论讲授为主，缺乏“虚实结合”的全流程工程训练，考核偏重结果而忽视系统思维、团队协作等隐性能力。

具体表现为：大多数研究生课程中，70%的学生未经历“建模-开发-部署”的完整流程，考核指标中过程性评价占比不足20%等。

3. 解决问题的方法

1. 构建“价值引领-技术赋能-伦理内化”三维思政育人体系，破解思政与专业教育脱嵌难题

（1）思政要素深度重构

围绕冶金行业“卡脖子”技术攻关需求，结合“钢铁摇篮”历史、控制工程学科资源、国产化技术突破等，重构了我校控制工程学科“红色工程师”的“家国情怀-工匠精神-科技伦理”三维度28项思政映射点，实现了专业知识点100%覆盖思政要素。如在“模型预测控制”教学中融入团队冶金国产化攻坚成果铝电解槽全要素模型，强化“为党育人、为国育才”的使命担当；在“嵌入式控制系统工程设计”课程中通过铝电解智能制造系统东南亚技术输出，培养文化自信等。

图1 具有我校特色的“家国情怀-工匠精神-科技伦理”三维度思政映射点

（2）情景化案例库建设

开发包含铝电解国产化技术突破与数据主权守护、绿色冶金与“双碳”战略实践、冶金装备数字孪生与红色基因传承等具有冶金行业特色的10个典型思政案例，并形成了“案例导入-技术解析-伦理研讨”三阶教学模式。

图2 冶金特色情景化案例及“案例导入-技术解析-伦理研讨”三阶教学模式

（3）动态思政考核机制

设立“课程贡献度-团队协作性-技术伦理观”评价指标，采用NLP文本分析技术对学生项目文档中的技术伦理表述进行智能评测，采用四维加权模型进行评价，即教师评分（40%）+企业专家评审（30%）+同伴互评（20%）+AI伦理审查（10%），并开发了基于AI的全流程数字化实验教学管理平台软件。近三年学生科技伦理意识测评优良率从65%提升至92%，涌现出“铝电解能耗监控平台”等10余项具有社会责任感的创新成果。

图3 “课程贡献度-团队协作性-技术伦理观”评价指标及AI智能评测软件著作权证书

2. 建立“产业需求牵引-科研项目反哺-竞赛成果转化”三链融合机制，打通产教科赛协同壁垒

（1）校企协同平台建设

与贵阳铝镁设计研究院有限公司、遵义铝业股份有限公司共建铝电解智能制造联合实验室，构建“企业命题-师生解题-生产验证”合作模式。将铝电解分布式下料控制、阳极效应检测与主动熄灭等10余项企业技术需求转化为教学项目，开发虚实结合的“大型铝电解槽数字孪生综合创新平台”，学生解决方案直接应用于遵义铝业股份有限公司电解车间400kA系列电解槽智能感知系统，阳极效应检出率达到92.8%。

图4 校企共建铝电解智能制造联合实验平台及获奖证书

（2）科研项目教学化改造

创新“省部级课题三级拆解法”，将导师团队承担的4项贵州省成果转化与产业化项目拆解为12个教学模块。例如，将“数字化铝电解槽项目”分解为铝电解槽全要素建模、铝电解槽智能感知系统设计、铝电解槽下料控制、铝电解槽阳极效应预测、铝电解槽剩余寿命预测等教学单元，指导学生提出DMPC等预测控制算法，使氧化铝浓度控制精度从±5%提升至±3%。近三年科研成果转化率达82%，形成教学案例库6套，出版教材2部。

图5 出版的科研项目教学化改造代表性教材

（3）竞赛成果培育机制

设计“基础型-综合型-创新性”三级项目训练体系，建立“课程作业（60%）+院赛选拔（30%）+国赛培育（10%）”的梯度培养方案。开发冶金行业现场总线系统、铝电解工业能耗监控管理平台等10余个竞赛命题库，学生作品在“华为开发者大赛”中斩获学生赛道国内唯一金奖，其中“阳极导杆分布式电流检测装置”已应用于遵义铝业股份有限公司和云南神火集团公司的铝电解生产现场。

 

图6 学生研发的“铝电解工业能耗监控管理平台”及获奖证书

3. 创新“虚实双环驱动-四维能力画像”教学模式，构建工程能力培养新范式

（1）数字孪生教学平台开发

建成国内首个数字化电解槽实训平台，集成铝电解智能感知、铝电解智能控制、铝电解智能优化等7个子系统。学生在虚拟环境中完成控制算法迭代优化（平均5.2次/人），再通过OPC UA协议将算法部署至槽控机等实体设备验证，使“建模-开发-部署”全流程训练完成率从32%提升至89%。

图7 数字化电解槽实训平台及软件著作权证书

（2）四维动态评价体系构建

设计“价值引领-技术赋能-伦理内化-工匠传承”评价模型，包含22个观测指标。

图8 “价值引领-技术赋能-伦理内化-工匠传承”四维评价模型示例

采用学习行为分析系统，实时采集学生代码迭代次数、文档版本更新频率、团队沟通时长等数据，生成个性化能力雷达图。改革后，学生系统思维能力、工程文档规范性等隐性能力显著增强。

（3）持续改进质量闭环

基于PDCA循环，建立“学生能力画像-课程目标达成度-企业用人反馈”三级评价机制。每学期根据企业导师的评价，反向修订教学内容。近三年课程迭代更新率保持35%以上，获批中国学位与研究生教育学会研究课题1项。