钢铁智能冶金技术高职本科专业实训教学初探
​石永亮 刘燕霞 刘浩
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​石永亮 刘燕霞 刘浩,. 钢铁智能冶金技术高职本科专业实训教学初探[J]. 冶金学报,2024.7. DOI:10.12721/ccn.2024.157034.
摘要: 随着信息化和工业化融合程度不断加深,钢铁企业面临着转型升级,向着绿色化、智能化的方向发展,而培养出较强岗位生产实践能力和解決复杂生产问题能力的高层次技术技能人才成为了钢铁企业发展的关键。钢铁智能冶金技术专业作为我国首批设立的高职本科钢铁冶金类专业,以培养冶炼工程技术人员为目标,与普通本科相比,更加偏重于实践教学,而实验实训资源与课程体系建设成为该专业发展的重点。
关键词: 钢铁;高职本科;实训教学
DOI:10.12721/ccn.2024.157034
基金资助:河北工业职业技术大学2022年度教改项目(WT20220102)

一、引言

冶金生产工艺复杂,具有高温、高危险性和高成本等特点,所以对于冶金专业的实训开展始终存在“三高三难”问题,为了满足钢铁智能冶金技术专业的实训要求,我们基于冶金岗位要求,依托校内校外实训基地开展了虚实结合的实训教学模式,并建立了基础实训与生产实训相结合的实训课程体系。

我校于2021年进行了钢铁智能冶金技术专业实训室分类设置,整合后的实训室包括专业基础实训室、专业核心实训室和专业拓展实训室。在实训室的建设过程中对冶金生产的各岗位能力进行了调研,坚持虚实结合、校企共建,理论与实践相结合,突出技术技能水平的培养。

二、钢铁智能冶金技术专业实训建设

1.虚实互补的基础实训室建设

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基础实训室建设主要以实体实验实训为主,虚拟仿真为辅的建设模式。主要包括化学分析实训室、热处理实训室、冶金物理模拟实训室、高温冶金实训室、力学性能实训室、液压实训室、冶金设备及自动化实训室。例如在热处理实训室配套有箱式、真空、气氛等热处理炉,使学生掌握热处理设备的操作规范,掌握实验技能与分析方法。同时配套有金属热处理虚拟仿真软件,将不同钢种在不同热处理过程中的组织变化直观呈现。力学性能实训室同时配套有基本力学实验设备及力学性能虚拟仿真软件,通过力学实验操作掌握硬度、强度、韧性等实验操作和分析方法,通过虚拟仿真体现材料在变形及断裂过程中的微观组织变化及裂纹扩展过程,从而在实验实训过程中加深理论的学习。冶金物理模拟实训室建设有高炉、转炉、LF精炼、RH精炼、连铸五大系统的机电一体化实验模型,将冶金生产工艺控制与机电设备故障处理分析融为一体,体现了冶金实验实训的智能化,为冶金智能化人才培养提供基础保证。高温冶金实训室除配套有冶金还原炉、冶金高温炉等实体设备外,还配套有铁矿石500℃低温还原粉化性能RDI检测实验、铁矿石900℃间接还原性能RI检测实验等虚拟仿真实验系统,降低了高温试验能耗,与冶金实体设备形成了虚实互补。

2.基于生产过程的虚拟仿真专业核心实训室

专业核心实训室是基于钢铁生产流程及典型岗位来开发专业核心课程,并建立核心课程对应的虚拟仿真生产实训模块,打造“烧结-球团-炼铁-炼钢-连铸-轧钢”覆盖钢铁生产全流程的虚拟仿真实训教学内容,建设虚拟仿真生产性实践教学系统,与钢铁企业建立资源共享、联合共建模式,打造与生产现场一致的实体操作台,加入钢铁企业生产典型案例、异常工况,增强现场操作感受,培养学生具备与就业岗位零距离衔接的专业技术和职业技能。为提高学生的认识实习效果,开展校内校外相结合的实习模式,在校内虚拟仿真实训基地建设了炼铁、炼钢虚拟现实VR漫游系统,炼铁、炼钢安全生产虚拟仿真系统。通过虚拟现实VR漫游系统将学生带入现代化钢铁企业的生产现场,实现无死角、立体化、动态化的观摩学习,全方位认识钢铁联合生产现场情景;通过安全生产虚拟仿真系统,进行学生下厂前安全培训和安全生产知识学习,建立安全隐患防范意识,严格遵守企业生产规定。同时学校与河钢集团、敬业集团建立校外实训基地,依托校外实训基地进行实际参观学习,将真实生产场景与虚拟场景对比,增强认识实习效果,增强工程意识。

表2钢铁生产虚拟仿真实践教学系统

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3.建设具有科研特色的专业拓展实验室

表3 专业拓展实训室及对应课程

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对于钢铁智能冶金技术专业来说,高职本科区别与高职专科的重要区别体现在技术研发与创新能力的培养上。我校围绕省级研发平台打造技术研发团队,引入企业技术专家建立技术技能大师工作室,结合重点研发项目凝练方向,建设了双辊薄带铸轧实验室、金属非晶带材制备实验室、金属粉体成形实验室、钢铁夹杂物分析实验室、感应熔炼及铸坯质量分析实验室五个兼具基础研究与技术研发的专业拓展实训室。根据学生兴趣及学习能力打造学生精英团队,以师带徒,由博士教师及企业技术专家带领参与科研项目研发,孵化冶金特色的创新创业大赛项目及大学生项目,并为学生的毕业论文与毕业设计打好基础。

三、结论

实践教学是高职本科建设的重点,半数以上的实践学时占比也是高职本科与普通本科的显著区别。校企合作开展虚实互补的专业基础实训室建设、基于生产过程的虚拟仿真专业核心实训室建设以及具有科研特色的专业拓展实验室建设对于钢铁智能冶金技术专业高职本科学生理论知识的学习、技术技能水平的提高提供了保证,能够更好的服务钢铁企业,促进地区经济发展。

参考文献

[1]谭起兵, 孔维军, 林磊. 基于“三链对应”的现代冶金专业群实训基地构建研究[J]. 职业教育研究, 2020(11): 46-50

[2]廖姿敏. 浅谈高职冶金技术专业校外实训基地建设实践与思考分析[J]. 教育现代化,  2019,6(A1): 64-66

[3]雷玉办, 罗大为, 韦文业, 等. “双高”建设背景下冶金技术专业群智慧实训教学模式研究与实践[J]. 教育观察. 2021,10(06):48-51

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