劉曉+艾立群+劉然+李俊國

摘要：本文簡(jiǎn)要論述了網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)在《爐外精煉》課程教學(xué)中的作用：利用冶金工程3D多媒體教學(xué)系統(tǒng)融入到課堂教學(xué)，并輔以“鋼鐵大學(xué)”在線網(wǎng)站的爐外精煉模塊對(duì)學(xué)生進(jìn)行模擬實(shí)訓(xùn)訓(xùn)練，取得了很好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：爐外精煉;網(wǎng)絡(luò)輔助;多媒體教學(xué);教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642.0 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? 文章編號(hào)：1674-9324（2016）07-0079-02

網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)是在現(xiàn)代信息技術(shù)條件下利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和電子資源進(jìn)行網(wǎng)上輔助教學(xué)的一種新型教學(xué)模式，教師可以突破傳統(tǒng)課堂的時(shí)空限制，向?qū)W生提供更加全面、廣泛、豐富的教學(xué)資源，幫助學(xué)生更好地理解和吸收新的知識(shí)，促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和協(xié)作學(xué)習(xí)，拓展其思維空間，激發(fā)創(chuàng)新能力[1]。

華北理工大學(xué)冶金與能源學(xué)院的《爐外精煉》課程，是冶金工程專業(yè)的專業(yè)課程之一，是冶金工程專業(yè)學(xué)生必修的核心課程。課程具有理論性強(qiáng)、抽象性高、復(fù)雜難懂等特點(diǎn)，因此，采取“傳統(tǒng)+現(xiàn)代”的多樣化教學(xué)手段是提高課程教學(xué)質(zhì)量的有效措施。本課題擬通過建立和完善課程網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，以網(wǎng)絡(luò)輔助專業(yè)課程教學(xué)，以提高教學(xué)質(zhì)量，加強(qiáng)專業(yè)課程建設(shè)。

一、《爐外精煉》課程的教學(xué)目的

《爐外精煉》是冶金工程專業(yè)的一門必修課，是基礎(chǔ)課程的延伸，目的是使學(xué)生對(duì)本專業(yè)有更深的認(rèn)識(shí)，是連接學(xué)生由學(xué)校進(jìn)入鋼鐵企業(yè)的橋梁。該課程緊密結(jié)合冶金工程學(xué)科的專業(yè)特點(diǎn)，主要介紹將在轉(zhuǎn)爐或電爐內(nèi)初煉的鋼液倒入鋼包或?qū)Ｓ萌萜鲀?nèi)進(jìn)行脫氧、脫硫、脫碳、去氣、去除非金屬夾雜物和調(diào)整鋼液成分及溫度以達(dá)到進(jìn)一步冶煉目的的煉鋼工藝，從而使學(xué)生全面認(rèn)識(shí)爐外精煉過程的特點(diǎn)及其在煉鋼過程中的地位和作用，掌握爐外精煉各生產(chǎn)工藝過程的基本原理，樹立工程觀念。

二、《爐外精煉》教學(xué)中存在的問題

傳統(tǒng)的《爐外精煉》教學(xué)模式為“師主生從”型，教師是知識(shí)的傳授者，是課堂教學(xué)的主人，學(xué)生較被動(dòng)地接受知識(shí)，大部分同學(xué)對(duì)這些教學(xué)內(nèi)容會(huì)感到枯燥無味，缺乏新鮮感，學(xué)習(xí)接受起來難度較大，這種教學(xué)模式抑制了學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性的提高?，F(xiàn)代化教育教學(xué)理念強(qiáng)調(diào)學(xué)生在教學(xué)中的主體地位，以學(xué)生知識(shí)、能力和素質(zhì)的培養(yǎng)為教學(xué)目標(biāo)，而教師只是課堂教學(xué)的組織者、管理者、指導(dǎo)者。在這種教學(xué)理念的指導(dǎo)下，僅利用有限的課堂教學(xué)時(shí)間實(shí)現(xiàn)《爐外精煉》課程的學(xué)習(xí)已無法達(dá)到現(xiàn)代化教學(xué)目標(biāo)。如果將多媒體教學(xué)軟件及在線網(wǎng)站等運(yùn)用到《爐外精煉》課程的教學(xué)中，使學(xué)生充分利用網(wǎng)站及3D多媒體教學(xué)軟件中豐富的學(xué)習(xí)資源，完成課程知識(shí)的深化、拓展和延伸，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，具有重要的意義。

三、《爐外精煉》教學(xué)改革的解決辦法

（一）完善課堂教學(xué)：多媒體3D教學(xué)和課堂教學(xué)相結(jié)合

目前，華北理工大學(xué)冶金與能源學(xué)院自主研發(fā)了一套冶金工程3D多媒體教學(xué)系統(tǒng)和冶金工程虛擬交互學(xué)習(xí)系統(tǒng)，此系統(tǒng)包含的教學(xué)內(nèi)容有高爐煉鐵、轉(zhuǎn)爐煉鋼、爐外精煉和連續(xù)鑄鋼等模塊，每個(gè)模塊包括設(shè)備篇和工藝篇。設(shè)備篇系統(tǒng)展示每個(gè)工序工藝，并對(duì)所有單體設(shè)備的功能進(jìn)行闡釋，立體化展示單體設(shè)備結(jié)構(gòu);工藝篇以流程化系統(tǒng)展示各工藝的生產(chǎn)工藝過程，并對(duì)涉及的冶金過程機(jī)理進(jìn)行剖析[2]。

我們充分利用此冶金多媒體教學(xué)系統(tǒng)，在對(duì)學(xué)生講授《爐外精煉》課程的同時(shí)，我們對(duì)其配合以網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，在學(xué)生開始接觸《爐外精煉》課程時(shí)，通過演示講授型實(shí)驗(yàn)教學(xué)，利用此多媒體教學(xué)系統(tǒng)，一邊演示《爐外精煉》多媒體教學(xué)內(nèi)容，一邊細(xì)心講授虛擬動(dòng)畫和錄像剪輯內(nèi)容，系統(tǒng)展示爐外精煉的工藝設(shè)備及其工藝流程。例如，利用多媒體動(dòng)畫演示RH及LF整個(gè)精煉過程生產(chǎn)工藝流程，使學(xué)生的認(rèn)識(shí)和理解加深，給學(xué)生以身臨其境的感覺，如圖1所示。

在此3D教學(xué)系統(tǒng)中，學(xué)生能自主對(duì)爐外精煉的設(shè)備和工藝進(jìn)行認(rèn)知，設(shè)備認(rèn)知內(nèi)容包括掌握LF爐鋼包車、鋼包、水冷爐蓋、供電系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)、加料系統(tǒng)、喂絲系統(tǒng)和測(cè)溫取樣系統(tǒng)等;RH本體系統(tǒng)、鋼包及頂升系統(tǒng)、抽真空系統(tǒng)、頂槍系統(tǒng)、水系統(tǒng)和加料系統(tǒng)等設(shè)備機(jī)構(gòu)及工作原理。工藝認(rèn)知內(nèi)容包括精煉爐造渣、加熱、真空、攪拌、脫氧、脫硫、調(diào)整鋼液成分、鈣處理等工藝的操作，完成知識(shí)過關(guān)考核。

實(shí)踐證明，利用冶金3D多媒體教學(xué)系統(tǒng)對(duì)學(xué)生進(jìn)行教學(xué)，學(xué)生的接受效果明顯提高。

冶金3D多媒體教學(xué)系統(tǒng)功能完善，教師不僅可以在課堂集中教授《爐外精煉》教學(xué)內(nèi)容，而且可以通過中心網(wǎng)站在不同地點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)終端上網(wǎng)組織各種實(shí)時(shí)或非實(shí)時(shí)的分散式教學(xué)，回答學(xué)生問題。通過對(duì)學(xué)生的引導(dǎo)教學(xué)，使學(xué)生快速地步入《爐外精煉》知識(shí)學(xué)習(xí)的大門，為后續(xù)本課程的學(xué)習(xí)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。學(xué)生學(xué)習(xí)后，既能掌握宏觀的爐外精煉工藝流程概貌，又能把握微觀爐外精煉設(shè)備結(jié)構(gòu)及其相關(guān)反應(yīng)機(jī)理，快速掌握并充分理解爐外精煉的設(shè)備及其相關(guān)工藝，大大降低了教師的教學(xué)強(qiáng)度，提高了學(xué)生對(duì)專業(yè)認(rèn)識(shí)的速度和深度。

（二）加強(qiáng)課后實(shí)踐

1.鋼廠實(shí)習(xí)加強(qiáng)學(xué)生對(duì)專業(yè)課的理解?！稜t外精煉》是實(shí)踐性比較強(qiáng)的一門專業(yè)課，教學(xué)與實(shí)踐相結(jié)合會(huì)取得相當(dāng)好的教學(xué)效果。本課程講授之前，本專業(yè)學(xué)生會(huì)到大型鋼鐵公司進(jìn)行生產(chǎn)實(shí)習(xí)，這對(duì)《爐外精煉》課程會(huì)起到較好的鋪墊作用。實(shí)習(xí)過程中，企業(yè)相關(guān)爐外精煉技術(shù)人員會(huì)向?qū)W生介紹爐外精煉設(shè)備及其工藝操作等，讓學(xué)生能夠身臨其境地了解爐外精煉設(shè)備、生產(chǎn)工藝流程、設(shè)備的操作方法、一些反應(yīng)的基本原理和設(shè)備所能達(dá)到的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等，使學(xué)生能夠充分認(rèn)識(shí)并理解爐外精煉過程的設(shè)備及工藝路線等知識(shí)，為《爐外精煉》課程的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。實(shí)踐證明，經(jīng)過長達(dá)六周的生產(chǎn)實(shí)習(xí)后，學(xué)生對(duì)《爐外精煉》課程的學(xué)習(xí)興趣明顯提高。由此可見，學(xué)生對(duì)《爐外精煉》課程的學(xué)習(xí)和實(shí)踐環(huán)節(jié)的實(shí)習(xí)是相輔相成的，生產(chǎn)實(shí)習(xí)加深了學(xué)生對(duì)本課程內(nèi)容的理解和認(rèn)識(shí)[3]。

2.“鋼鐵大學(xué)”在線網(wǎng)站模擬訓(xùn)練檢驗(yàn)學(xué)生的實(shí)踐能力。鋼鐵大學(xué)（steeluniversity.org）是一個(gè)可以免費(fèi)使用的網(wǎng)上資源平臺(tái)，它由國際鋼鐵協(xié)會(huì)發(fā)起成立，其內(nèi)容涵蓋從鋼鐵生產(chǎn)、產(chǎn)品、鋼的應(yīng)用和回收等各個(gè)方面。此網(wǎng)站上有豐富的學(xué)習(xí)資料，包括高爐煉鐵、轉(zhuǎn)爐煉鋼、爐外精煉、連續(xù)鑄鋼等鋼鐵流程模塊以及鋼鐵應(yīng)用軟件等。

借助此鋼鐵大學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，學(xué)生在此平臺(tái)進(jìn)行爐外精煉模塊的模擬操作。作為《爐外精煉》課程的作業(yè)部分，學(xué)生通過對(duì)模擬操作中加入合金和精煉渣的確定，攪拌、真空脫氣和再加熱等操作時(shí)間和工藝參數(shù)的模擬，鋼水成份、溫度、夾雜物含量水平等參數(shù)的控制，能充分了解爐外精煉過程中各工藝參數(shù)對(duì)冶煉的影響。圖2為“鋼鐵大學(xué)”在線網(wǎng)站爐外精煉模塊。

教師對(duì)學(xué)生在“鋼鐵大學(xué)”爐外精煉模塊中操作成績(jī)的判分標(biāo)準(zhǔn)和鋼鐵企業(yè)大生產(chǎn)要求的成本最低相吻合，在滿足成分合格的前提下，成本核算值要盡可能的低。我們以此作為判定學(xué)生得分高低的標(biāo)準(zhǔn)，誰的成本核算值較低，誰的成績(jī)就較高。這種科學(xué)的成績(jī)?cè)u(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，激發(fā)了學(xué)生積極學(xué)習(xí)的動(dòng)力。

總之，利用冶金工程多媒體3D教學(xué)和課堂教學(xué)相結(jié)合融入到《爐外精煉》課程教學(xué)中，并輔以“鋼鐵大學(xué)”在線網(wǎng)站的爐外精煉模塊對(duì)學(xué)生進(jìn)行模擬實(shí)訓(xùn)訓(xùn)練，學(xué)生對(duì)本課程自主學(xué)習(xí)的積極性大大提高，強(qiáng)化了學(xué)生的工程實(shí)踐能力，提升了學(xué)生對(duì)本課程專業(yè)知識(shí)的認(rèn)知水平，為以后的工作奠定了良好的實(shí)踐基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]李杰.《冶金設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程教學(xué)改革研究[J].科技信息，2012，（6）：142.

[2]宋卓斐，李運(yùn)剛，李俊國.虛擬交互學(xué)習(xí)在鋼鐵冶金教學(xué)中的應(yīng)用[J].教育教學(xué)論壇，2014，（11）：89-90.

[3]李俊國，劉曉，石焱，艾立群，劉然，胡長慶，孫立根.冶金工程專業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)教學(xué)改革[J].中國冶金教育，2013，13（3）：73-76.