基于工作過程的熱連軋無縫鋼管生產資源庫的構建

[摘 要]仿真軟件教學資源庫的構建是為仿真軟件開發提供整合資料，建立的資源庫及軟件能使教學過程更形象直觀。文章從構建熱軋無縫鋼管仿真軟件資源庫的必要性和意義出發，探討基于工作過程的設計思路、構建方案及構建內容的采集加工。

[關鍵詞]熱連軋無縫鋼管;仿真;教學資源庫

[基金項目]2019年內蒙古自治區高等學校科學研究項目“熱連軋無縫鋼管生產仿真軟件資源庫建設”（NJZY19323）

[作者簡介]朱燕玉（1974—），女，湖南汝城人，碩士，包頭鋼鐵職業技術學院冶金化工系教師、軋鋼高級工程師，主要從事材料加工工藝研究及教學。

[中圖分類號] G710[文獻標識碼] A[文章編號] 1674-9324（2020）27-0355-02[收稿日期] 2020-02-01

依據《職業教育專業教學資源庫建設工作指南》對資源庫的建設要求，在調研我國熱連軋無縫鋼管企業生產線設備和工作崗位職責的基礎上，按照行業新標準、新技術、新工藝的發展趨勢，不斷豐富資源庫素材。在結合高職高專鋼管生產課程教學知識結構的基礎上，運用信息化科技手段，對鋼管生產教育教學資源進行整合，建立起基于工作崗位的仿真模擬軟件形式的互動化、信息化、立體化的教學資源庫。

一、熱連軋無縫鋼管生產仿真軟件教學資源庫的建設目標

按照輔教、能學的原則，最終建成的教學資源能實現為教師教學，以及學生、企業和社會學習者自主學習服務。既能提高對專業人才的培養質量，又能提高高職教育的社會服務能力。資源庫建設將基于工作過程和職業標準對課程整體進行設計，以達到整合教學資源，對接產業職業要求及生產過程，終身學習的目標[1]。

二、熱連軋無縫鋼管仿真軟件教學資源庫的構建

無縫鋼管仿真軟件教學資源庫以數字化教學資源為仿真軟件開發提供設計資源，同時，其中的部分資源成為鋼管生產課程開放共享的教學資源庫。

（一）仿真實訓系統開發對象的選擇

無縫鋼管生產工藝及設備種類繁多，選取開發對象時要充分考慮典型性和先進性。熱連軋管生產工藝是目前鋼管生產領域中工藝技術最先進，最具有典型性和廣泛應用性的工藝技術，選擇它作為開發對象能夠突出核心技能的訓練。工藝流程開發中要綜合考慮國內已建投產的典型先進生產線，客觀呈現真實的工作情景，按照真實的工作流程進行開發，使學生在校內實訓和校外現場參觀實訓中能更好地將理論知識與實際結合起來。

根據調研，近幾年無縫鋼管行業迅猛發展，國內相繼引進及自主研發建設了數套具有世界先進水平的無縫鋼管熱連軋生產線。無縫鋼管連軋機組國產化已日漸成熟，已從最初成功開發的二輥連軋管機順利進入到三輥連軋管機，建設的連軋管機組多為三輥限動芯棒形式。據此，連軋管機設備型式選擇典型生產線的三輥限動芯棒連軋管機為教學資源庫對象。生產線工藝流程主要以國外引進的生產線和國內開發的生產線為研究對象來呈現。

（二）鋼管生產企業崗位群調研

資源庫是基于工作過程構建起來的，因此對國內的主要鋼管生產企業—包鋼管業公司、天津鋼管、衡陽華菱鋼管，以及江蘇省內主要的熱連軋無縫鋼管生產廠，進行了生產企業工序過程、工作領域、崗位分析的調研，崗位群確定為生產操作崗（主控操作、現場調整），提升崗位是工藝員崗。結合職業資格要求，對熱連軋無縫鋼管企業的工作崗位及工作領域的知識技能要求進行了調研，確定了學習領域的要求，由此確定學習情境，設計學習內容及計劃方案，最終以工作過程為導向，形成與熱連軋管生產相一致的縱向教學資源庫知識技能項目順序，即管坯加熱與準備（環形爐加熱）→毛管穿孔軋制→荒管連軋→荒管再加熱→成品管定張減→成品管冷卻六大學習情境，每一學習情境都建立在該工序的工作任務和工作過程下，完成該領域的學習內容和操作，可以進行相對獨立的模塊化教學。

（三）無縫鋼管仿真教學資源庫構建內容

考慮構建的教學資源庫素材，既要滿足學生學習的要求，還要滿足教師教學的要求。同時，為開發模擬仿真實訓軟件提供基礎資料。教學資源庫中的文本、課件、視頻、生產案例、仿真虛擬工藝及知識拓展等素材應豐富，充分體現高職核心專業課實踐性、應用性和職業性的教學特點[2]。

最終構建的資源庫總體框架由鋼管生產認知、工作任務、代表企業案例庫、知識擴展四大模塊構成。模塊建設的資源內容主要包含教學電子課件、工藝設備資源素材庫（熱軋鋼管主要設備外形及簡要結構圖、現場視頻）、異常工況、題庫資源素材，素材主要有PPT、文檔、圖片、視頻、微課（針對教學重點與教學難點錄制微課，重點講解）等。其中，熱連軋鋼管工藝設備資源可為開發熱連軋無縫鋼管仿真模擬軟件實訓部分提供資料，按照工作任務這一主線設置，分模塊進行環形爐、穿孔機、連軋管機、脫管機、再加熱爐、張減機等仿真實訓資料的開發，主要包含代表性企業生產工藝、設備簡要操作功能說明、設備素材庫、現場視頻等。

資源庫主體內容—工作任務模塊設計以熱連軋無縫鋼管生產工作過程為教學導向，根據崗位群技能要求編排，按“以工作任務為中心的項目化教學”模式進行認知、實訓模塊的開發設計。全真模擬熱連軋無縫鋼管工廠的生產操作過程，以崗位任務為主線，圍繞管坯準備及加熱、穿孔工序、連軋管機工序、再加熱爐、定張減機工序、冷床工序六大崗位操作任務中心，進行項目化資源建設，進行知識技能認知和實訓資料的整合開發。每一典型的工作任務模塊都要圍繞該工作所需的相關知識和技能要求來建設組織教學內容。教師和學生能依據最終構建的資源庫開展項目化教授和學習：即在教師和學生共同參與下為完成一個項目工作而進行教與學。教師組織學生真實地參加項目認知、完成任務。在項目實施過程中完成教學任務。[3]該部分資源可以構成自主學習型的網絡課程，學生可自主學習。

企業案例庫主要通過企業生產實地調研、訪談采集及媒體公開資料信息組織加工而來。案例庫與現場緊密結合，學生通過瀏覽、學習企業案例庫，能熟悉和理解不同的生產現場、生產工藝過程、設備組成及結構，了解熱連軋管生產的多種形式。

知識擴展部分內容主要包括我國鋼管生產歷程、熱連軋無縫鋼管的工藝和設備現狀、無縫鋼管的標準要求等相關內容，以供不同的學習者拓展知識面使用。引入鋼管行業標準知識內容能更好地體現教育部《關于支持高等職業學校提升專業服務產業發展能力的通知》中要求課程內容與職業標準對接的思想。

（四）資源庫建設開發方法

在充分調研國內有關企業、整合多方優質資源的基礎上進行資源庫的建設與開發。為保證工作任務的合理性和模擬實訓系統的實用性、針對性，結合國內先進的典型熱連軋無縫鋼管機組生產工藝和設備，提高仿真模擬系統與生產實際的契合度。在資源庫建設中，采用整合實際工程工藝流程、設備布置、操作方式及生產現場數據來進行研究。具體方法如下：

1.按照目前國內已建設投產并運行正常的具有國際先進技術水平和國內領先技術的典型三輥熱連軋鋼管生產線工藝流程來開發，以真實的熱軋線工序工作任務為載體，從工藝流程、設備組成及布置、參數設定調整、主體設備操作等方面著手進行研究，整合實際工程資料，客觀呈現真實的工作情景，在此基礎上進行課程資源的開發。

2.基礎認知和軟件功能編排內容要兼顧每一知識點的多種知識內容：理論認知知識（軋制原理、工藝技術、設備結構）、工藝設備操作技能知識、拓展知識（行業發展、行業標準、無縫鋼管生產基礎知識）。

3.技能部分以熱連軋管生產線穿孔機、連軋管機、定徑或張力減徑機等崗位廣泛應用的最新技術為重點，突出核心技能（操作、調整、異常情況判斷處理）訓練。

4.資源庫建設內容要充分考慮使用對象、技術先進性等因素。

5.專業教學資源庫資料經過對有關企業的充分調研，收集多方資料，整合多方優質資源，實行原創開發。最終要保證資料具有通用性和技術先進性。

三、資源庫建設預期結果展望

最終形成的熱連軋無縫鋼管生產仿真軟件教學資源庫通過“以工作任務為中心的項目化教學模式”建設資源庫，既能促進教學手段和方法的改進，提高教學效果;又能使學生通過自主探索的學習方式利用資源庫完成既定任務，從而增強學生按照實際工作崗位要求完成工作任務的能力。

參考文獻

[1]陸敏，文藝，劉承先，等.以“五對接”思想建設高職化工專業核心課程教學資源庫[J].職教通訊，2012（12）：66-68.

[2]陸迅，陸璐，潘嫣麗，等.高職核心專業課精品課程網絡教學資源庫的構建[J].輕工科技，2015，31（1）：140-141+143.

[3]朱長元.高職《計算機網絡基礎》課程項目化教學與教學資源庫建設[J].電腦知識與技術，2013，9（35）：8051-8052.