基于工作过程的热连轧无缝钢管生产资源库的构建

[摘 要]仿真软件教学资源库的构建是为仿真软件开发提供整合资料，建立的资源库及软件能使教学过程更形象直观。文章从构建热轧无缝钢管仿真软件资源库的必要性和意义出发，探讨基于工作过程的设计思路、构建方案及构建内容的采集加工。

[关键词]热连轧无缝钢管;仿真;教学资源库

[基金项目]2019年内蒙古自治区高等学校科学研究项目“热连轧无缝钢管生产仿真软件资源库建设”（NJZY19323）

[作者简介]朱燕玉（1974—），女，湖南汝城人，硕士，包头钢铁职业技术学院冶金化工系教师、轧钢高级工程师，主要从事材料加工工艺研究及教学。

[中图分类号] G710[文献标识码] A[文章编号] 1674-9324（2020）27-0355-02[收稿日期] 2020-02-01

依据《职业教育专业教学资源库建设工作指南》对资源库的建设要求，在调研我国热连轧无缝钢管企业生产线设备和工作岗位职责的基础上，按照行业新标准、新技术、新工艺的发展趋势，不断丰富资源库素材。在结合高职高专钢管生产课程教学知识结构的基础上，运用信息化科技手段，对钢管生产教育教学资源进行整合，建立起基于工作岗位的仿真模拟软件形式的互动化、信息化、立体化的教学资源库。

一、热连轧无缝钢管生产仿真软件教学资源库的建设目标

按照辅教、能学的原则，最终建成的教学资源能实现为教师教学，以及学生、企业和社会学习者自主学习服务。既能提高对专业人才的培养质量，又能提高高职教育的社会服务能力。资源库建设将基于工作过程和职业标准对课程整体进行设计，以达到整合教学资源，对接产业职业要求及生产过程，终身学习的目标[1]。

二、热连轧无缝钢管仿真软件教学资源库的构建

无缝钢管仿真软件教学资源库以数字化教学资源为仿真软件开发提供设计资源，同时，其中的部分资源成为钢管生产课程开放共享的教学资源库。

（一）仿真实训系统开发对象的选择

无缝钢管生产工艺及设备种类繁多，选取开发对象时要充分考虑典型性和先进性。热连轧管生产工艺是目前钢管生产领域中工艺技术最先进，最具有典型性和广泛应用性的工艺技术，选择它作为开发对象能够突出核心技能的训练。工艺流程开发中要综合考虑国内已建投产的典型先进生产线，客观呈现真实的工作情景，按照真实的工作流程进行开发，使学生在校内实训和校外现场参观实训中能更好地将理论知识与实际结合起来。

根据调研，近几年无缝钢管行业迅猛发展，国内相继引进及自主研发建设了数套具有世界先进水平的无缝钢管热连轧生产线。无缝钢管连轧机组国产化已日渐成熟，已从最初成功开发的二辊连轧管机顺利进入到三辊连轧管机，建设的连轧管机组多为三辊限动芯棒形式。据此，连轧管机设备型式选择典型生产线的三辊限动芯棒连轧管机为教学资源库对象。生产线工艺流程主要以国外引进的生产线和国内开发的生产线为研究对象来呈现。

（二）钢管生产企业岗位群调研

资源库是基于工作过程构建起来的，因此对国内的主要钢管生产企业—包钢管业公司、天津钢管、衡阳华菱钢管，以及江苏省内主要的热连轧无缝钢管生产厂，进行了生产企业工序过程、工作领域、岗位分析的调研，岗位群确定为生产操作岗（主控操作、现场调整），提升岗位是工艺员岗。结合职业资格要求，对热连轧无缝钢管企业的工作岗位及工作领域的知识技能要求进行了调研，确定了学习领域的要求，由此确定学习情境，设计学习内容及计划方案，最终以工作过程为导向，形成与热连轧管生产相一致的纵向教学资源库知识技能项目顺序，即管坯加热与准备（环形炉加热）→毛管穿孔轧制→荒管连轧→荒管再加热→成品管定张减→成品管冷却六大学习情境，每一学习情境都建立在该工序的工作任务和工作过程下，完成该领域的学习内容和操作，可以进行相对独立的模块化教学。

（三）无缝钢管仿真教学资源库构建内容

考虑构建的教学资源库素材，既要满足学生学习的要求，还要满足教师教学的要求。同时，为开发模拟仿真实训软件提供基础资料。教学资源库中的文本、课件、视频、生产案例、仿真虚拟工艺及知识拓展等素材应丰富，充分体现高职核心专业课实践性、应用性和职业性的教学特点[2]。

最终构建的资源库总体框架由钢管生产认知、工作任务、代表企业案例库、知识扩展四大模块构成。模块建设的资源内容主要包含教学电子课件、工艺设备资源素材库（热轧钢管主要设备外形及简要结构图、现场视频）、异常工况、题库资源素材，素材主要有PPT、文檔、图片、视频、微课（针对教学重点与教学难点录制微课，重点讲解）等。其中，热连轧钢管工艺设备资源可为开发热连轧无缝钢管仿真模拟软件实训部分提供资料，按照工作任务这一主线设置，分模块进行环形炉、穿孔机、连轧管机、脱管机、再加热炉、张减机等仿真实训资料的开发，主要包含代表性企业生产工艺、设备简要操作功能说明、设备素材库、现场视频等。

资源库主体内容—工作任务模块设计以热连轧无缝钢管生产工作过程为教学导向，根据岗位群技能要求编排，按“以工作任务为中心的项目化教学”模式进行认知、实训模块的开发设计。全真模拟热连轧无缝钢管工厂的生产操作过程，以岗位任务为主线，围绕管坯准备及加热、穿孔工序、连轧管机工序、再加热炉、定张减机工序、冷床工序六大岗位操作任务中心，进行项目化资源建设，进行知识技能认知和实训资料的整合开发。每一典型的工作任务模块都要围绕该工作所需的相关知识和技能要求来建设组织教学内容。教师和学生能依据最终构建的资源库开展项目化教授和学习：即在教师和学生共同参与下为完成一个项目工作而进行教与学。教师组织学生真实地参加项目认知、完成任务。在项目实施过程中完成教学任务。[3]该部分资源可以构成自主学习型的网络课程，学生可自主学习。

企业案例库主要通过企业生产实地调研、访谈采集及媒体公开资料信息组织加工而来。案例库与现场紧密结合，学生通过浏览、学习企业案例库，能熟悉和理解不同的生产现场、生产工艺过程、设备组成及结构，了解热连轧管生产的多种形式。

知识扩展部分内容主要包括我国钢管生产历程、热连轧无缝钢管的工艺和设备现状、无缝钢管的标准要求等相关内容，以供不同的学习者拓展知识面使用。引入钢管行业标准知识内容能更好地体现教育部《关于支持高等职业学校提升专业服务产业发展能力的通知》中要求课程内容与职业标准对接的思想。

（四）资源库建设开发方法

在充分调研国内有关企业、整合多方优质资源的基础上进行资源库的建设与开发。为保证工作任务的合理性和模拟实训系统的实用性、针对性，结合国内先进的典型热连轧无缝钢管机组生产工艺和设备，提高仿真模拟系统与生产实际的契合度。在资源库建设中，采用整合实际工程工艺流程、设备布置、操作方式及生产现场数据来进行研究。具体方法如下：

1.按照目前国内已建设投产并运行正常的具有国际先进技术水平和国内领先技术的典型三辊热连轧钢管生产线工艺流程来开发，以真实的热轧线工序工作任务为载体，从工艺流程、设备组成及布置、参数设定调整、主体设备操作等方面着手进行研究，整合实际工程资料，客观呈现真实的工作情景，在此基础上进行课程资源的开发。

2.基础认知和软件功能编排内容要兼顾每一知识点的多种知识内容：理论认知知识（轧制原理、工艺技术、设备结构）、工艺设备操作技能知识、拓展知识（行业发展、行业标准、无缝钢管生产基础知识）。

3.技能部分以热连轧管生产线穿孔机、连轧管机、定径或张力减径机等岗位广泛应用的最新技术为重点，突出核心技能（操作、调整、异常情况判断处理）训练。

4.资源库建设内容要充分考虑使用对象、技术先进性等因素。

5.专业教学资源库资料经过对有关企业的充分调研，收集多方资料，整合多方优质资源，实行原创开发。最终要保证资料具有通用性和技术先进性。

三、资源库建设预期结果展望

最终形成的热连轧无缝钢管生产仿真软件教学资源库通过“以工作任务为中心的项目化教学模式”建设资源库，既能促进教学手段和方法的改进，提高教学效果;又能使学生通過自主探索的学习方式利用资源库完成既定任务，从而增强学生按照实际工作岗位要求完成工作任务的能力。

参考文献

[1]陆敏，文艺，刘承先，等.以“五对接”思想建设高职化工专业核心课程教学资源库[J].职教通讯，2012（12）：66-68.

[2]陆迅，陆璐，潘嫣丽，等.高职核心专业课精品课程网络教学资源库的构建[J].轻工科技，2015，31（1）：140-141+143.

[3]朱长元.高职《计算机网络基础》课程项目化教学与教学资源库建设[J].电脑知识与技术，2013，9（35）：8051-8052.