钢铁生产仿真实训系统在冶金类本科专业课程教学中的实践与思考

摘 要 依据本科教学大纲要求和冶金专业学科特点，合理利用钢铁生产仿真实训系统，提高课程教学效果。通过仿真实训系统和专业课程教学的有效结合，提高了教学质量、优化教学过程。同时需要正确认识实训系统的意义，客观地看待仿真实训，走出误区，以取得最佳效果。

关键词 钢铁生产 仿真实训系统 冶金类 专业课程

中图分类号：G424 文献标识码：A

在普通高等本科院校，冶金类专业课程往往注重于理论讲授，教学内容与实践脱节。由于学生毫无生产实践经验，实习单位出于安全及经济效益等诸多因素的考虑，不能满足学生去现场体验的需要，因此专业课程教学过程中常遇到理论和设计难以理解掌握。如何提高专业课程教学效果是长期以来困扰冶金专业教学的难题。①仿真实训技术是解决上述难题的一种比较理想的方法，可以使学生不进工厂就能实际了解钢铁生产系统的生产和操作过程，通过亲自动手，巩固所学知识。②但如何根据本科教学大纲要求和冶金专业学科特点，合理利用仿真实训系统，提高专业课程的教学效果，仍需进一步研究和探索。

1 钢铁生产仿真实训系统平台建设

钢铁生产仿真实训系统采购于国内某公司开发的适应现代钢铁企业和院校培训的一套虚拟仿真实训系统。该软件以国内某大型钢铁联合企业生产实际的相关设备为基础，涵盖了炼钢、炼铁、轧钢方面的现场生产中的技术参数、实际操作、生产中所遇到的实际问题，以及考核标准进行编制的模拟软件。

硬件建设方面，建立了钢铁厂钢铁生产仿真实训实验室和现场三维动漫实验室，配备计算机、服务管理器和网络交换机等硬件。为了提高培训和实践效果，还配备而来多媒体教学和演示的设备。钢铁生产仿真实训系统可用于冶金工程专业本科生校内实习教育环节，也可用于冶金工程专业课程的教学环节。钢铁生产仿真实训系统填补了国内本科院校冶金专业在钢铁生产仿真实训方面的空白，满足冶金专业学生的理论学习与技能训练的要求，满足建设国内一流的冶金工程专业本科“卓越工程师教育培养计划”的校内实习基地的要求。

2 钢铁生产仿真实训系统在冶金本科专业课程教学中的探索与实践

在专业基础课程中，冶金方面的内容主要通过“现代冶金设备与装备”课程的教学来完成，这一课程体系沿用了数十年，存在明显不足，冶金设备课程体系的改革势在必行。③在相关课程改革的基础上，引入钢铁生产仿真实训系统，提高了教学效率，缩短了学习知识所需时间。更重要的是，它把知识一目了然地展现在学生面前。学生可以动手操作，根据自己学习进度和要求选学相关内容。在钢铁生产仿真实训系统应用过程中，首先让学生对炼铁的设备和工艺流程有一个总体认识；然后在讲到具体的知识点时，再结合钢铁生产仿真实训系统进行重点讲解，这样学生便会对所学的知识有一个非常形象、深刻的理解。仿真实习使学生能如同深入现场，课堂教学、实验、实习都收到事半功倍的效果，提高了教学质量。

“轧制理论”是冶金和材料加工专业一门理论性很强的专业核心课程，是一门实践性要求高、面向生产现场的实用型课程。针对专业课程教学中段存在一些不足：教学内容枯燥、抽象、难理解，不能满足学生的需求等。④利用轧钢生产仿真实训系统软件，进行演示教学，教会学生利用软件及理解参数设定依据及相关知识内容，也让学生在虚拟的环境下，迅速对轧钢机操作和工作环境进行熟悉，解决已往培训无法真实操作的难点；在教学组织过程中，还采用小组合作教学模式进行，每个小组成员根据任务做具体分工，最后共同对设定数据进行整理分析，通过分工合作完成一个项目，这样既提高了学生对知识的掌握程度，又培养了学生组织协调、合作学习的能力，取得了更好的教学效果。学生在操作过程中，既复习和巩固了教材中的基本知识，还学会在实训中善于进行思考和比较，总结参数间关系以及参数变化对结果的影响。

总之，采用钢铁生产仿真实训教学系统，既可以进行辅助理论教学，又有训练技能、培训和考核鉴定能力，使学生能够在教室内就能进行实训操作，认识各种生产装置，巩固所学知识；培养学生分析、解决生产实际问题及独立操作的能力。这样就提高教学质量和效果，解决了长期以来困扰冶金专业教学的难题，为冶金技术专业及相关的专业群的实训教学探索出一条行之有效的途径。

3 仿真实训系统用于专业课程教学的思考

3.1 将仿真过于理想化

仿真实训系统只是学生间接接触实际的一种有效手段，但始终属于辅助培训。仿真实训操作的模拟性和程序化与现场操作灵活性、不可预见性还有相当的距离。不能将仿真理想化，过高地估计仿真实训的效果，仿真模块与工艺是实际生产装置的简单化处理，学生能在仿真实训系统上学习的设备结构和工艺参数需要深入思考，真正理解各调节参数间的关系，忽视了数字后面隐含的意义。需要将工艺流程和工艺参数与所学理论有机结合，相互照应，真正做到理论和实践的有效统一。

3.2 加强正确指导和引导非常必要

明确仿真毕竟是模拟过程，不能等同于实际生产。学生通过多次单一模块的实训操作，程序化地掌握操作步骤及应选取的操作参数值，实际上部分学生不具备真实的操作能力。指导时要注意不能过分强调操作的成绩，忽视能力训练，需要引导学生学会在实训中做好参数调整记录，找到问题的根本，进而提高了学生分析问题和解决问题的能力。

3.3 仿真实训条件需要持续的更新

随着冶金设备的更新和企业技术改造的推进，要求仿真实训系统的设计版本不断更新、增强和完善。因此，学校应根据技术发展情况，注意更新仿真实训条件；同时指导教师的业务素质需要持续的提高，具备较高的实践能力及“双师型”教师素质，也才能在仿真实训中充分利用现场实际知识，指导学生完成任务，丰富仿真实训的内容，提高实训效果。

4 结束语

钢铁生产仿真实训系统作为一种先进的和有效的实训手段，将不断加以完善。通过仿真实训系统和专业课程教学的有效结合，提高了教学质量、优化教学过程。对培养具有创新意识和创新能力，满足“卓越工程师教育培养计划”的冶金专业人才方面具有重要意义。同时需要正确认识实训系统的意义，客观地看待仿真实训，走出误区，以取得最佳的效果。

注释

① 翟玉春，刘喜海，庞维诚.改革教学方法更新教学手段-应用虚拟-多媒体技术建设冶金工程与材料工程电子音像教材.辽宁教育研究，2001（1）：52-53.

② 童长仁，李明周，徐志峰等.开放式冶金过程仿真平台在实验教学中的应用[J].江西理工大学学报，2011.32（2）：61-63.

③ 李运娇，刘志宏，唐谨堂，曹桂芳，彭志宏，何静.冶金设备课程体系和教学内容的改革.贵州工业大学学报（社会科学版），2000.2（1）：61-63.

④ 王海燕.《塑性变形与轧制原理》课程改革的探讨.新校园（学习），2012（8）：8-9.