仿真软件在冶金技术教学中的应用 冶金技术

仿真软件在冶金技术教学中的应用

仿真软件在冶金技术教学中的应用 一、传统冶金技术实践教学的弊端 实践教学环节在职业教育中占有相当重要的地位，职业 教育培养的是适应现代化建设需要的高技能专业人才，要求 具有一定的实践技能和创新能力。长期以来，受相关条件的 限制，我国高职冶金技术专业一直沿用比较传统的教育教学 模式。教学过程沿用传统的“三段式”教学模式，即基础课、 专业基础课和专业课，理论教学与实践教学没能有效地结合 在一起，同时，专业课程教学内容与企业生产实际相差很大， 实践教学少，学生实践操作技能缺乏，没能真正学到相应的 专业操作技能，毕业后不能适应企业生产岗位的需求。由于 教学过程枯燥，很多学生上课不想学、不愿学，教师教学过 程单一，学生就业不理想，企业难招聘到适用人才。另一方 面，在专业课教学活动中重理论、轻实践，实践操作教学还 只是理论教学的辅助手段，教学过程采取先进行课堂理论知 识学习，然后再进行短暂的实践教学。这样的教学模式，使 学生很难把学过的理论知识与生产实践结合起来，从而提高 他们自身的实践操作能力、巩固他们的专业基础知识。把理 论教学与实践教学隔离开来，达不到预期的实习效果。实习 方式完全由教师包办，带领实习。为了保证学生安全和企业 生产安全，学生在企业岗位上真正实践操作得很少。这种实 习过程使学生的动手能力和创新思维受到严重制约，从进入 冶金企业生产岗位进行实习到结束，整个实习过程都由教师和企业的相关人员组织安排，学生只能看岗位工人的操作过 程，真正动手的机会很少，这使学生的实践操作技能没能得 到有效提高。学生在整个实习过程中，仍如课堂教学一样， 只是被动地接受知识，没能在实习岗位上去实践操作，把学 过的理论知识与实践结合起来，使实践操作能力的培养受到 制约，影响了学生实习的兴趣。冶金生产是一个高危行业， 生产的连续性强，生产的环境恶劣，生产的条件苛刻，生产 的技术含量高。在高职院校中，受各种条件的限制，冶金技 术专业在实践教学中存在以下弊端：１．冶金实践教学课程 开设少冶金生产过程规模大、投资大，设备种类多，生产工 艺流程长，生产技术条件苛刻。在实验室内不可能进行相关 生产操作实验，实践教学课程难以开设。只能进行某些简单 的、单一的生产工序演示实验，同时，学校由于经费有限， 实验室设备配置也无法满足学生单人单机的需要。实验课通 常是由教师在课堂上介绍实验原理、实验要求、实验步骤以 及安全注意事项，然后再到实验室进行实验操作。由于设备 有限，有些实验是几个学生甚至十几个学生围在一起进行一 套实验装置操作。另外，由于实验室设备与企业实际生产的 设备相差甚远，学生不能学到生产实际操作技能，而且学生 动手机会少，动手能力差。专业理论知识不能与生产实践相 结合。２．冶金实验的危险性大冶金生产过程的条件苛刻， 一般都是在高温、高压或酸、碱等条件下进行的，生产过程 中也会加入一些有毒有害的介质进行反应。在实验室进行实验，会使用高温电炉、高压反应釜等危险设备。这些设备时 开时停，长时间不使用也会增加设备的危险性。另外，这些 设备操作要求高，错误的操作极易引发重大事故。同时，实 验过程需用到一些有毒有害的化学药品，实验过程不可避免 会产生有毒有害的废气和废渣，这些废气、废渣处理不好， 必将直接影响师生的身体健康，同时也会对环境造成污染。

在企业实际生产中这些废气、废渣必须经过处理达标，才能 排放。但实验室由于条件有限，不可能按实际生产要求进行 处理。因此，教师在实践教学活动中，为安全起见，一些有 危险性的实验都不敢进行教学操作，只能进行演示实验。学 生本应学习的操作技能，由于实验条件的限制无法进行。３． 校外冶金实训基地实训效果有待提高冶炼企业的生产过程 是―个复杂而庞大的系统过程，学生要学到相应的专业实践 操作技能，必须进入企业生产岗位进行生产实训。但是，到 企业进行生产实训存在很多无法解决的实际问题：（１）冶 金企业大型化、自动化的特点，决定了生产过程整体性强、 各生产工序衔接度高，生产设备庞大，工艺流程长。学生在 企业实习，受时间的限制不可能各个工序都能进行在岗实习， 只能走马观花，简单了解整个企业生产情况，无法了解主要 设备的结构及各生产工序的生产要求。（２）冶金生产过程 必须连续稳定，不可能让学生在生产岗位上进行实践操作， 更不可能让学生亲自动手进行相关生产事故、故障的处理工 作，学生到现场只能看和听，根本达不到提升实践操作技能的目的。（３）冶金生产过程不可避免会使用或排放一些有 毒、有害物质，同时，冶金生产过程是在高温、高压、高腐 蚀等工作环境进行的。安全生产是企业的头等大事，学生年 轻好动，很多企业为安全起见，都不愿意让学生进入企业进 行生产实习，常常以各种理由拒绝学生到企业进行实训。

二、冶金仿真软件在实践教学上的作用 ２０１１年至２０１３年我院冶金技术专业得到中央 财政专项资金支持建设冶金实训基地，通过参观区外院校冶 金技术专业建设情况，并结合区域实际情况，学院与东方仿 真、北京金恒博远钢铁生产仿真合作，引进了湿法炼锌仿真 软件、铝冶金仿真软件和钢铁生产仿真软件，并建设了一间 拥有五十台电脑的多媒体仿真实训室。湿法炼锌工艺仿真软 件包括：锌精矿氧化焙烧工序、中性浸出工序、热酸浸出工 序、预中和工序、沉铁工序、净化工序、电积工序。铝冶金 仿真软件包括：氧化铝生产工艺仿真软件以拜尔法氧化铝生 产工艺为原型，以氧化铝生产的开车、停车及事故处理为主 体内容，由原矿浆制备、管道溶出、赤泥洗涤、晶种分解、 多效蒸发、苏打苛化和氢氧化铝煅烧七个单元操作组成。铝 电解虚拟仿真实训软件具有设备演示、工艺演示、工艺仿真 操作以及铝电解生产知识及其考核等功能。钢铁生产仿真软 件分为炼铁、炼钢、轧钢三大板块，及烧结生产仿真实训、 炼铁生产仿真实训、转炉炼钢生产仿真实训、电炉炼钢生产 仿真实训、ＬＦ精炼生产仿真实训、板坯连铸生产仿真实训、方坯连铸生产仿真实训、中厚板轧制生产仿真实训、热连轧 轧制生产仿真实训、冷轧带钢轧制生产仿真实训、棒轧制生 产仿真实训等工序。这些冶金仿真软件通过大量的现场高清 视频、图片，采用３Ｄ和２Ｄ技术，形象展现生产现场、重 要设备参数和结构，生动再现企业实际生产的全过程。主要 工艺过程的三维虚拟场景，可对工艺过程和设备动作细节进 行景进入和自由浏览。辅助大量生动详实的教学资源，把相 关知识点串联并形象化讲解，彻底解决了“认知实习”中的 教学难点问题。分工种仿真实训模块，直观的操作界面让学 生更加便于对工序的设备运行状态进行监控。齐全的设备操 控窗口使学生对设备操作技能培训得以强化。学生可以通过 操作界面输入相关技术指标，对每一工序的运行状态进行有 效操作，真实地再现冶金操作实况；
同时，通过完善的报表 系统，可随时查阅历史操作数据，总结操作过程的得失，不 断提高操作技能。尤其是促进学生理解操作中各个技术参数 相互影响的关系，进而提高发现问题与解决问题的能力。真 正实现了“在做中学、在学中做”的新型教学模式。让学生 能学到相关技能和进行生产实践操作，通过仿真实训，使学 生能亲身体验生产过程，通过模拟操作掌握操作技能，真正 实现了理论与实践相结合。让学生不仅学到了专业知识，同 时又提升了实践操作技能，为其今后上岗提供了良好的锻炼 机会。这样的人才也正是企业所急需的。

三、结束语应用冶金生产仿真实训软件系统进行教学，使学生不用 到企业生产一线，在校内就能完成相关冶金实训任务。学生 在电脑上亲自动手进行操作，可以全面了解整个生产操作规 程和各生产工序的主要技术经济指标，通过视频或３Ｄ影像 技术可以对主体设备的内部结构有更深刻的了解。同时，教 师可以根据需要设定相应的事故故障，让学生进行处理、排 除，从而安全、经济、有效地完成各种冶金技术实训任务， 仿真实训也必将成为冶金技术专业校内实训的重要发展方 向。作为教学部门的专业教师，我们要深刻地认识到，随着 科学技术的不断发展，冶金技术也在不断创新和进步，冶炼 方法的多样性使得不同冶金企业在生产工艺流程和设备选 择上不尽相同。我们在教学中运用的仿真软件也会随着冶金 技术的发展而滞后，这就要求学院专业教师在实际教学中要 不断提高自身的专业知识水平，及时更新相关知识内容。加 强与仿真软件公司及生产企业的联系，与时俱进，使仿真生 产实训教学内容始终紧跟先进冶金技术；
在教学过程中不断 完善和充实冶金技术教学资源，为社会培养更多的具有一定 专业理论知识和一定实际操作技能的冶金专业人才，为服务 地方经济建设提供人才资源，从而促进地方经济的迅速发展。