高职材料专业轧钢生产仿真综合实训探究

【摘 要】高等职业学院在材料专业的实践教学中存在着诸多的困境，为了解决这一难题，将轧钢生产仿真的实训系统开发出来显得非常重要。在实践教学过程中，结合理论教学到实践操作，从一般企业生产过程中遇到的工作任务和学生的实践操作能力出发，给学生营造一种真实的情景化教学环境，对于提升学生在这方面的专业知识技能有很大的帮助。

【关键词】材料专业；轧钢生产；企业；实训

在高等职业教育的过程中，为了培养出实践操作能力强的高素质人才，必须为学生营造一个良好的真实的操作环境之下。在一般的教学过程中，学生难以接触到真实的轧钢生产系统，所以便开发这一套轧钢生产仿真综合实训系统。

一、轧钢生产仿真系统简介

（1）这套系统主要是利用电脑软件进行的三维成像技术与现实中的硬件技术相结合的模式，从而虚拟出一个与真实轧钢环境非常相似的操作环境。学生通过在这种虚拟的环境下进行操作，能够对高度仿真的数据进行采集与分析。对轧钢工艺在操作上有一个更为深刻的认识，进行提高学生在轧钢技术操作领域的能力。

（2）系统的组成部分有两个：一是综合的实训基地，二是教学的训练基地。在综合实训基地里，真实再现了企业在轧钢生产过程中的相关设备。如加热炉操作站、精轧机组操作站、层流冷却操作站等诸多设施设备。在教学的训练基地则是由电脑、投影仪等多媒体组成的课堂教学环境，老师教学和学生的操作都是通过电脑操作完成。一般来说，这套系统分为多个单元，一个单元由两位学生共同，而一个单元配有两台计算机，一台是用于实际动手的操控训练，而另一台则是根据第一台的操控实时得出的虚拟仿真画面。这样不仅有效利用了资源，还能在教学过程中实现互惠互助的好处。

二、轧钢生产仿真系统项目的开发

开发主要由两个阶段组成，一是该系统的设计思路；二是该系统的整个实施过程。

（1）在设计思路的过程中，我们按照我国市场上钢铁人才的需求，再结合学校的实际教学经验，以及学生在就业初期所面临的工作岗位，我们得出结论，学生在初步就业时所任职的岗位为一线的操作技术岗。这对我们学生在学校的教学过程中对实践操作能力有着更高的要求。而学校不可能购进大型生产设备，一是资源的浪费，二是资金上的困难；在教学过程中，学生又不能完全深入企业进行教学授课。所以，学生们在动手操作能力的培养上是一个非常大的难题。最终通过研究调研决定，开发出一套轧钢仿真的实训教学系统。既节约了成本，又能让学生真实体会到实践操作，能够有效提高学生的动手能力。

（2）在实施过程中，我们根据学校的教学日程计划，对学生在处于二年级下学期时实施这套系统。因为他们在一年半的学习中，已经具备了金属学以及金属塑性变形等相关课程的理论知识，对轧钢生产的基础知识也有一定的了解。对于即将走入毕业实习的他们有着重要意义。而对于整个项目的实施，我们将根据企业在生产过程中的项目任务真实再现到这套系统中来。主要的实施流程分为两个方面同时进行，一是老师方面：下发工作任务单、引导学生获取任务所需要的信息、示范实训系统的使用方法、巡回指导、组织成果展示，点评、总结评价。二是学生方面：查阅资料，获取任务所需要的信息、依据给定备件和要求，分组完成任务、整理计划，问题等工作过程资料、成果展示，交流心得、依据评分标准，小组进行自我评价并且作出总结，以便下一次实训能够更好完成。

（3）最后，老师会根据学生对这套系统在操作过程中的完成情况进行打分评价，作为这科目的成绩。它由两个部分组成，一是在操作过程中老师给出的评价和根据成果给出的得分；二是这套系统自动生成的成绩，并且各占百分之五十的比例。系统成绩的生成是根据学生在对该系统进行操作过程中数据的分析得出的结论，它包括操作熟练程度，对能源的消耗，操作所用的时间，最终得出的产品质量，以及出现错误的次数和程度等多个方面进行数据和采集分析。从而能够得出一个真实有效的实训分数，对学生的实践操作能力有很大程度上的参考价值。

三、在教学中的具体应用

（1）轧钢生产仿真综合实训项目是在学校内部进行轧钢生产的仿真训练，它所依据的是企业真实的项目任务，从正常生产到故障的处理有一个高度相似的再现模拟。这套系统能够让学生们在学习的同时能够进行亲手操作，对所学知识有一个更深刻的认识，真正做到边学边做的教学目的。根据企业的具体生产流程和生产任务，我们制定了一系列的情景模拟，主要包括以下方面：热轧带钢生产概述、粗轧机组操作、精轧机组操作、卷取机组操作等。

（2）对于材料工程技术的专业而言，在以前的生产实训过程中，受到企业工厂条件的限制，参加实训的学生们并不能实现对机械设备的真实操作，现在的这套轧钢生产仿真系统设置了原料制备，加热，轧制，精整等实践教学环境。

四、教学实践得出的效果

（1）对于冶金材料类的专业学科而言，获得一个良好的实习实训机会无疑是至关重要的。而在实际的教学过程中，这一项关键的环节又是困扰众多师生的难题。以往，学校只能通过老师在黑板上，在书本上进行轧钢教学。这种教学模式下，无论投入多大的精力，学生们对轧钢的认识也只是停留在理论上，对于实践操作完全还不会。学生在学习过程中效果差，对于材料冶金专业这样一个重实践操作的专业来说，学生们只能学习到理论上的知识，无疑会降低学生学习的积极性。

（2）通过这套轧钢生产仿真系统的实际操作，学生们表现出了非常好的学习氛围和效果。其中大部分学生都能够顺利完成部分操作过程，更有一部分同学甚至能够独立地完成轧钢过程中一些相关系数的设定，从而能够顺利地完成生产流程。这对于在以前书本上学习的过程中是难实现的。在学生进入到企业进行实地实习时，对机械设备不再感到陌生，能够较快地熟悉相关设施设备。这也在很大程度上减轻了企业的负担，能够让就业的学生们创造出更多的经济利益。从而，学生在职业的道路上能够发展得更好，为以后的职业规划打下更坚实的基础。作为高等职业院校的培养人才模式就是应该要以市场企业为导向，在理论学习的基础上能够提高实践动手操作能力，培养出高素质的综合型人才。

参考文献：

[1]中国冶金报社社长姜起华；《轧钢新技术3000问》前言[N]；中国冶金报，2012年14期

[2]张靖武，周灵彬.高职仿真教学研究与实践[J]；中国职业技术教育，2009年08期

作者简介：

陈玥（1985～），性别：男，籍贯：湖南省邵阳市，单位：贵州航天职业技术学院，职称：助教，研究方向：材料物理。