鋼鐵生產仿真實訓系統在冶金類本科專業課程教學中的實踐與思考

摘 要 依據本科教學大綱要求和冶金專業學科特點，合理利用鋼鐵生產仿真實訓系統，提高課程教學效果。通過仿真實訓系統和專業課程教學的有效結合，提高了教學質量、優化教學過程。同時需要正確認識實訓系統的意義，客觀地看待仿真實訓，走出誤區，以取得最佳效果。

關鍵詞 鋼鐵生產 仿真實訓系統 冶金類 專業課程

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A

在普通高等本科院校，冶金類專業課程往往注重于理論講授，教學內容與實踐脫節。由于學生毫無生產實踐經驗，實習單位出于安全及經濟效益等諸多因素的考慮，不能滿足學生去現場體驗的需要，因此專業課程教學過程中常遇到理論和設計難以理解掌握。如何提高專業課程教學效果是長期以來困擾冶金專業教學的難題。①仿真實訓技術是解決上述難題的一種比較理想的方法，可以使學生不進工廠就能實際了解鋼鐵生產系統的生產和操作過程，通過親自動手，鞏固所學知識。②但如何根據本科教學大綱要求和冶金專業學科特點，合理利用仿真實訓系統，提高專業課程的教學效果，仍需進一步研究和探索。

1 鋼鐵生產仿真實訓系統平臺建設

鋼鐵生產仿真實訓系統采購于國內某公司開發的適應現代鋼鐵企業和院校培訓的一套虛擬仿真實訓系統。該軟件以國內某大型鋼鐵聯合企業生產實際的相關設備為基礎，涵蓋了煉鋼、煉鐵、軋鋼方面的現場生產中的技術參數、實際操作、生產中所遇到的實際問題，以及考核標準進行編制的模擬軟件。

硬件建設方面，建立了鋼鐵廠鋼鐵生產仿真實訓實驗室和現場三維動漫實驗室，配備計算機、服務管理器和網絡交換機等硬件。為了提高培訓和實踐效果，還配備而來多媒體教學和演示的設備。鋼鐵生產仿真實訓系統可用于冶金工程專業本科生校內實習教育環節，也可用于冶金工程專業課程的教學環節。鋼鐵生產仿真實訓系統填補了國內本科院校冶金專業在鋼鐵生產仿真實訓方面的空白，滿足冶金專業學生的理論學習與技能訓練的要求，滿足建設國內一流的冶金工程專業本科“卓越工程師教育培養計劃”的校內實習基地的要求。

2 鋼鐵生產仿真實訓系統在冶金本科專業課程教學中的探索與實踐

在專業基礎課程中，冶金方面的內容主要通過“現代冶金設備與裝備”課程的教學來完成，這一課程體系沿用了數十年，存在明顯不足，冶金設備課程體系的改革勢在必行。③在相關課程改革的基礎上，引入鋼鐵生產仿真實訓系統，提高了教學效率，縮短了學習知識所需時間。更重要的是，它把知識一目了然地展現在學生面前。學生可以動手操作，根據自己學習進度和要求選學相關內容。在鋼鐵生產仿真實訓系統應用過程中，首先讓學生對煉鐵的設備和工藝流程有一個總體認識；然后在講到具體的知識點時，再結合鋼鐵生產仿真實訓系統進行重點講解，這樣學生便會對所學的知識有一個非常形象、深刻的理解。仿真實習使學生能如同深入現場，課堂教學、實驗、實習都收到事半功倍的效果，提高了教學質量。

“軋制理論”是冶金和材料加工專業一門理論性很強的專業核心課程，是一門實踐性要求高、面向生產現場的實用型課程。針對專業課程教學中段存在一些不足：教學內容枯燥、抽象、難理解，不能滿足學生的需求等。④利用軋鋼生產仿真實訓系統軟件，進行演示教學，教會學生利用軟件及理解參數設定依據及相關知識內容，也讓學生在虛擬的環境下，迅速對軋鋼機操作和工作環境進行熟悉，解決已往培訓無法真實操作的難點；在教學組織過程中，還采用小組合作教學模式進行，每個小組成員根據任務做具體分工，最后共同對設定數據進行整理分析，通過分工合作完成一個項目，這樣既提高了學生對知識的掌握程度，又培養了學生組織協調、合作學習的能力，取得了更好的教學效果。學生在操作過程中，既復習和鞏固了教材中的基本知識，還學會在實訓中善于進行思考和比較，總結參數間關系以及參數變化對結果的影響。

總之，采用鋼鐵生產仿真實訓教學系統，既可以進行輔助理論教學，又有訓練技能、培訓和考核鑒定能力，使學生能夠在教室內就能進行實訓操作，認識各種生產裝置，鞏固所學知識；培養學生分析、解決生產實際問題及獨立操作的能力。這樣就提高教學質量和效果，解決了長期以來困擾冶金專業教學的難題，為冶金技術專業及相關的專業群的實訓教學探索出一條行之有效的途徑。

3 仿真實訓系統用于專業課程教學的思考

3.1 將仿真過于理想化

仿真實訓系統只是學生間接接觸實際的一種有效手段，但始終屬于輔助培訓。仿真實訓操作的模擬性和程序化與現場操作靈活性、不可預見性還有相當的距離。不能將仿真理想化，過高地估計仿真實訓的效果，仿真模塊與工藝是實際生產裝置的簡單化處理，學生能在仿真實訓系統上學習的設備結構和工藝參數需要深入思考，真正理解各調節參數間的關系，忽視了數字后面隱含的意義。需要將工藝流程和工藝參數與所學理論有機結合，相互照應，真正做到理論和實踐的有效統一。

3.2 加強正確指導和引導非常必要

明確仿真畢竟是模擬過程，不能等同于實際生產。學生通過多次單一模塊的實訓操作，程序化地掌握操作步驟及應選取的操作參數值，實際上部分學生不具備真實的操作能力。指導時要注意不能過分強調操作的成績，忽視能力訓練，需要引導學生學會在實訓中做好參數調整記錄，找到問題的根本，進而提高了學生分析問題和解決問題的能力。

3.3 仿真實訓條件需要持續的更新

隨著冶金設備的更新和企業技術改造的推進，要求仿真實訓系統的設計版本不斷更新、增強和完善。因此，學校應根據技術發展情況，注意更新仿真實訓條件；同時指導教師的業務素質需要持續的提高，具備較高的實踐能力及“雙師型”教師素質，也才能在仿真實訓中充分利用現場實際知識，指導學生完成任務，豐富仿真實訓的內容，提高實訓效果。

4 結束語

鋼鐵生產仿真實訓系統作為一種先進的和有效的實訓手段，將不斷加以完善。通過仿真實訓系統和專業課程教學的有效結合，提高了教學質量、優化教學過程。對培養具有創新意識和創新能力，滿足“卓越工程師教育培養計劃”的冶金專業人才方面具有重要意義。同時需要正確認識實訓系統的意義，客觀地看待仿真實訓，走出誤區，以取得最佳的效果。

注釋

① 翟玉春，劉喜海，龐維誠.改革教學方法更新教學手段-應用虛擬-多媒體技術建設冶金工程與材料工程電子音像教材.遼寧教育研究，2001（1）：52-53.

② 童長仁，李明周，徐志峰等.開放式冶金過程仿真平臺在實驗教學中的應用[J].江西理工大學學報，2011.32（2）：61-63.

③ 李運嬌，劉志宏，唐謹堂，曹桂芳，彭志宏，何靜.冶金設備課程體系和教學內容的改革.貴州工業大學學報（社會科學版），2000.2（1）：61-63.

④ 王海燕.《塑性變形與軋制原理》課程改革的探討.新校園（學習），2012（8）：8-9.