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网络炼钢平台在冶金工程专业实践教学中的应用以湖北理工学院为例

发布时间:2021-12-17 16:58所属平台:学报论文发表咨询网浏览:

摘要:结合湖北理工学院冶金工程专业的实践教学情况,对开放式网络炼钢平台在专业实践教学体系中的应用进行了探索。按照冶金工程专业人才培养方案要求,将基于世界钢铁大学的网络炼钢平台资源融入到冶金工程专业的实践教学体系中,可有效解决目前冶金工程专业的实践教学

  摘要:结合湖北理工学院冶金工程专业的实践教学情况,对开放式网络炼钢平台在专业实践教学体系中的应用进行了探索。按照冶金工程专业人才培养方案要求,将基于世界钢铁大学的网络炼钢平台资源融入到冶金工程专业的实践教学体系中,可有效解决目前冶金工程专业的实践教学难题,从而促进实践教学模式转变,提升实践教学效果。基于网络炼钢平台开展实践教学新模式对实现传统实践教学模式与新形势下实践教学模式良好对接意义重大。

  关键词:冶金工程;实践教学;网络炼钢平台;钢铁大学

冶金专业

  如何将新思想、新知识、新技术融入到实践教学课程体系中,以突出对学生实践创新能力的培养,是地方应用型高校必须面对的课题。冶金工程专业具有很强的应用性和实践性,仅通过理论教学无法满足该专业的应用型人才培养要求。结合地方经济发展特点,湖北理工学院于2014年开办冶金工程专业,于2015年开始面向全国招生。湖北理工学院冶金工程专业的人才培养,既要重视理论知识培养,也要重视学生实践能力的培养。因此,在教学过程中如何实现课堂知识与生产实践的有效融合,对于专业人才的培养意义重大。

  1实践教学存在的问题

  湖北理工学院冶金工程专业实践教学过程中存在的突出问题如下:①由于是新开办专业,实验室设备还不完善,无法满足基础实验的教学要求;②实习基地无法达到生产实习和毕业实习的要求;③目前湖北理工学院冶金工程专业的培养模式主要借鉴其他冶金院校的已有模式,缺乏创新;④目前冶金工程专业青年教师主要来源于高校,缺乏生产实践和工程设计经验。

  2世界钢铁大学网络炼钢平台简介

  计算机科学的兴起带动了仿真模拟在各学科领域中的应用,也给高等教育的实践教学模式带来了变革。将世界钢铁大学网站引入到湖北理工学院冶金工程专业的模拟实习平台,不仅有利于减少经费投入,促进实践教学模式改革,也有利于解决我校冶金工程专业在实践教学环节所面临的难题。

  世界钢铁大学网络炼钢平台由国际钢铁协会和英国利物浦大学共同创立,所有资源免费开放,包含了现代钢铁冶炼主要工序的多个模拟平台。其以与钢铁冶炼理论相关的热力学、动力学及反应工程学为基础,将理论知识和生产实际紧密融合,操作简捷,模拟性强,可有效弥补冶金工程实践教学过程中的不足,将专业知识应用于生产实践。因此,基于世界网络炼钢平台建立湖北理工学院网络炼钢模拟实习平台,改变传统实践教学模式,开展冶金工程实践操作教学,有利于学生实践创新能力的培养,更有利于应用型高校人才培养目标的实现。

  3网络炼钢平台在实践教学中的重要性

  由于钢铁冶炼设备庞大,冶炼工艺复杂,课堂教学与参观实习相结合的传统教学方式难以让学生充分认识和掌握专业知识。实验教学也面临着原材料和能源消耗大的问题,并且实际操作过程中,由于安全、污染物、危险品等因素,实验步骤简化,甚至是纯粹的演示性实验,对提高学生的实践动手能力极为不利[1-2]。此外,实验设备的数量和更新速度无法满足实践教学的需求,可供选择的实验项目也不能完全满足实践教学的需要。由于冶金行业的生产工艺复杂、设备庞大等,学生的实习过程也仅仅是见习参观。

  有些企业基于生产安全考虑,禁止学生参与直接操作,甚至拒绝高校学生的实习请求。生产实习时间较短、学习内容较广,考虑到场地、人身安全、企业生产任务及实习经费等因素,实习过程往往以指导教师和企业技术人员的讲授为主,学生无法直接操作相关冶金设备,参与生产工艺过程。在这种形势下,实践教学无法提升学生分析冶金现象、解决实际生产问题的能力,无法保证实践教学效果,从而导致实践教学流于形式,严重影响了应用型人才的培养质量。因此,构建新时代下冶金工程专业实践教学体系意义重大[3-5]。

  网络炼钢平台引入了高炉炼铁、炼钢、精炼、连铸、轧钢等冶金工艺流程,学生可在校内平台上实时操作,模拟实际生产现场的工艺流程,同时结合课堂理论知识,加深对现场生产工艺的理解与掌握,实现理论知识与实践教学的有机结合。网络平台的引入也有助于解决生产实习过程中所面临的难题,使学生能够在实践教学中提高学习效果[6-7]。因此,网络炼钢平台在实践教学过程中的重要性尤为突出。

  4新实践教学体系的构建

  世界钢铁大学网络炼钢平台是一种以网页形式展现的互联网交互性学习系统[8],可供 冶金工程专业学生开展网络模拟炼钢操作,且不受时间、成本、场地及安全等因素限制。学生可在校内通过网络炼钢平台,在虚拟环境中开展各冶炼工序的生产操作。该平台不仅要求学生熟悉掌握冶金设备的操作规范,而且要求学生能够将冶金理论知识与实际生产工艺相结合,有利于提高学生发现、分析和解决实际问题的能力。

  4.1网络炼钢实践教学资源

  世界钢铁大学网站的相关教学内容由浅及深,并且免费开放,适合有基本冶金学基础的学生参与学习,使其从整体认识高炉炼铁、炼钢(转炉/电炉)、精炼、连铸、轧钢等实际生产工艺流程。其界面操作简捷,便于掌握,与生产现场结合紧密,学生可不到现场便能完成由冶炼到轧钢的实际生产操作[9]。同时,湖北理工学院材料科学与工程学院具备100M的互联网接入带宽和可同时容纳60人的计算机机房,只需实现机房联网,就可以满足实践教学要求。根据冶金工程专业实践教学培养目标,在炼钢平台上,学生便可开展高炉炼铁、炼钢(转炉/电炉)、精炼、连铸、轧钢等实践教学项目。因此,在校内开展网络炼钢实践教学具有一定的可行性。

  4.2基于网络炼钢平台的生产实习教学模式

  为了弥补校外生产实习的局限性,基于网络炼钢平台的优点,以网络炼钢平台为载体,建立与校外生产实习相融合的耦合机制,并将其作为生产实习实践教学的重要内容,从而实现我校冶金工程专业生产实习教学模式的转变。为充分发挥网络炼钢平台在生产实习教学模式转变中的作用,在该实践教学实施之前,需制定完整的实践教学大纲,包括具体的教学目的和任务、内容及要求、重难点、学时分配、考核方式、与其他课程的关联性以及参考指导书等,并将其写入专业培养方案中,以便对整个实践教学过程给予有力指导,并在以后的教学过程中逐步完善,从而推动基于网络炼钢平台的生产实习教学模式的有效开展。

  4.3网络炼钢实践教学安排及考核

  为确保新模式下的实践教学效果,教师可在课前规定教学项目的具体内容及要求。学生在提前预习、熟悉相关指导手册和参考资料的前提下,按要求在规定课堂时间内进行模拟操作,并在课后按要求撰写完成实验报告。网络炼钢实践教学安排在第5学期,共32学时。

  网络炼钢实践教学可以妥善解决以往实践课程考核量化难的问题。该平台可详细记录学生的所有操作数据,当操作结束提交后,系统会在基础理论知识、操作顺序、物料成本、质量技术指标、产量等多个方面进行综合考核,根据系统指标评价体系,对学生的操作即时给出量化考核成绩及依据。同时,教师可对学生的考核数据进行教学分析。这不仅完善了理论教学和实践教学内容体系,而且形成了由“基础理论→模拟操作→生产实习→理论与模拟操作结合”的教学模式,从而不断提高教学质量。

  4.4网络炼钢竞赛与实践教学耦合体系构建

  自2017年以来,湖北理工学院冶金工程专业的学生分别参加了由中国金属学会主办、重庆科技学院(2017年)及内蒙古科技大学(2018年)协办的“全国网络虚拟炼钢-轧钢大赛”,并取得了较好的成绩[10]。目前,该学科竞赛激发了广大学生的兴趣,学生们热情高涨。因此,将网络炼钢竞赛纳入到专业实践教学中,把学生在网络炼钢竞赛活动中的表现计入创新创业教育课程学分中,可有效激发学生参与全国及国际赛事的热情,更有利于学生创新实践能力的培养。

  为此,学院可专门制定网络炼钢学科竞赛实施办法,以制促赛,并对表现优异的学生予以奖励和相应创新学分。基于网络炼钢平台,构建网络炼钢竞赛与实践教学的耦合机制,为学生提供广阔的创新实践平台,有利于培养学生的实践创新能力;有望在开阔学生眼界,提升学生学习热情及创造性思维等方面取得明显突破。

  5结束语

  构建基于网络炼钢平台的实践教学体系,有利于突破传统实践教学模式的局限性,也有利于培养学生的实践创新能力。通过该平台开展实践教学,可增强学生对专业的认可度,加快湖北理工学院冶金工程专业的发展进程。网络炼钢平台实现了理论与实践的充分融合,对学生综合素质的培养起到了良好的促进作用。总之,基于网络炼钢平台开展冶金工程专业的实践教学具有一定的现实意义。这一崭新的实践教学模式,对于实现传统实践教学模式与新形势下实践教学模式的良好对接意义重大。

  参考文献

  [1]刘阳,谭珺隽,王传林,等.试点学院框架下应用型人才培养实践教学体系的构建[J].实验技术与管理,2016,33(1):198-200.

  [2]蔡苇,符春林.项目材料专业应用型本科生科研素养培养研究[J].学术探索,2012(9):183-185.

  [3]金宏伟.应用型地方高校材料工程专业实践教学模式改革[J].实验技术与管理,2016,33(2):178-181,185.

  [4]柏伟,冉晓宇.新建本科院校应用型人才培养质量保障体系的思考[J].中国成人教育,2008(1):45-46.

  [5]王宏丹,任兵芝,张倩影,等.网络虚拟炼钢平台在冶金工程应用型人才培养中的应用[J].中国冶金教育,2016(2):69-70,73

  [6]袁晓丽,万新,张明远,等.仿真技术在冶金实践教学中的应用———基于冶金卓越工程师培养[J].重庆科技学院学报(社会科学版),2013(9):194-196.

  [7]申莹莹,杜雪岩,赵琴.冶金工程专业虚拟实习及教学技术研究[J].学周刊,2015(8):38.

  [8]李俊国,石焱,刘晓,等.网络炼钢平台在实践教学中的应用[J].亚太教育,2015(13):96,62.

  [9]赵刚,李德刚,廖相巍,等.虚拟模拟炼钢实践与分析[J].鞍钢技术,2009(3):24-27.

  [10]雷家柳,陈跃,徐先锋,等.应用型本科院校冶金工程专业实践教学模式探索[J].湖北理工学院学报,2020,36(1):65-68.

  作者:雷家柳,陈跃,徐先锋,付勇军

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