多媒體教學在鋼鐵冶金教學中的應用

宋卓斐，李運剛，李俊國

（河北聯合大學 河北省現代冶金技術重點實驗室，河北 唐山 063009）

多媒體教學在鋼鐵冶金教學中的應用

宋卓斐，李運剛，李俊國

（河北聯合大學 河北省現代冶金技術重點實驗室，河北 唐山 063009）

冶金過程是一個復雜的工業過程，設備龐大，工藝程序多，且危險因素較多。學生在實習過程中無法觀察設備全貌，也難以理解內部過程。多媒體教學系統集成了煉鐵、煉鋼、連鑄、軋制等冶金生產環節。通過學生的實際操作，可以深刻理解并掌握生產工藝。對專業課的學習也起到了促進作用。

網絡；虛擬煉鋼；實訓

一、平臺建設背景

現代化鋼鐵流程分長流程和短流程，具有兩個特點，一是場地廠房規模龐大，設備裝置結構復雜，如高爐煉鐵工序，以高爐本體為中心，包括原料供應系統、爐頂上料系統、送風爐系統、噴煤系統、煙氣處理系統、渣鐵處理系統等，一座2000m3的高爐煉鐵系統占地數百畝，而每一個系統也是由時數十個子單元組成，其中頂燃式熱風爐，拱頂的燃燒室設有煤氣入口和助燃風入口，蓄熱室由格子磚砌成，分為高鋁磚高溫段、黏土磚低溫段等，爐下設有廢氣出口，與煙道、煙囪相連，內部設備結構相當復雜。二是冶金工藝流程復雜，內部物理化學變化繁多，如轉爐煉鋼工藝，高爐鐵水運至煉鋼廠后，經歷鐵水噴鎂脫硫、扒渣測溫、保溫運輸，轉爐加入廢鋼，兌入鐵水，造渣料上倉、稱量、匯總、分階段入爐，降槍吹氧冶煉，定碳測溫，煙氣除塵、收集，出鋼出渣，濺渣護爐，其中降槍吹氧冶煉環節分前期、中期、后期三個階段，每個階段轉爐內氣—渣—金三相呈現不同的物理化學反應狀態，過程相當煩瑣。基于以上兩個特點，學生想在實習過程看到廠地全貌、設備結構、工藝流程、反應過程等，是無法實現的。因此，通過宏觀站位，建立一個虛擬仿真教學平臺，通過多媒體3D動畫仿真系統，開展冶金工程教學是個亟待解決的問題。

二、平臺基本構架

多媒體演示平臺包括硬件設施、軟件設施、教師配置等。硬件設施方面，主體為多媒體演示室，室內具有高清晰投影儀，大尺度屏幕，高品質語音講解器，大型演示講臺，專用網絡服務器，可容納百人聽講的座位，且每個座位配有多功能網絡電腦等。軟件設施方面，主體為冶金工程多媒體教學系統，以3D Max及其他藝術設計軟件為工具制作的3D動畫軟件，直接用于冶金教學，具有自主版權，同時配有鋼鐵廠現場錄像剪輯。冶金工程多媒體教學系統是河北聯合大學歷時兩年，針對當前鋼鐵冶金的主流程，采用現代化電腦軟件，獨立開發的一款3D動畫教學軟件。冶金工程多媒體軟件內容包含了鋼鐵廠5大工序流程：鐵礦粉造塊、高爐煉鐵、轉爐煉鋼、爐外精練、連續鑄鋼。主要設備和工藝如圖2所示，可細致入微的展示冶金生產工藝流程、主體設備特點結構、冶金生產工藝等。

師資隊伍方面，主體為高校冶金資深專業教師，包括在燒結、煉鐵、煉鋼、精練、連鑄等各工序具有多年教學經驗和現場實習經驗的一線教師，可生動且深入地開展教學工作。合作的鋼鐵企業配有專門的現場工程師，結合多媒體教學系統，可進行專業實踐性課程的講授。

三、平臺主要功能

通過演示講授型實習教學形式，在學生首次學習時，教師利用冶金多媒體教學軟件，在大屏幕上演示多媒體內容，細心講授虛擬動畫和錄像剪輯展示的大型冶金工業場地設備和工藝流程等。教師的引導，使學生快速地步入冶金知識學習的大門，為后續的學習奠定堅實的基礎。學生通過教師講授和大屏幕集中學習，掌握基本知識后，可在網絡電腦上登錄自己的賬號，多次觀摩影像視頻，重復播放和使用軟件，找到不懂或疑惑之處，通過在線交流和答疑，與專業教師進行互動，同時完成相應的網絡課堂作業。網絡自主學習突出了虛擬仿真中心的開放性和內容課外拓展，不斷擴大虛擬仿真中心的開放形式和開放范圍，為學生提供自主學習的機會。

四、教學效果

冶金多媒體教學演示平臺可實現真實大型冶金平臺無

法開展或高危險的實習教學活動，屬于綜合的虛擬實訓資源。冶金工程多媒體教學軟件具有很強的理論性和實踐性，將現代化鋼鐵廠立體化、動畫化呈現，場景栩栩如生，觀者身臨其境。冶金多媒體系統的動畫影像視頻直觀生動，給專業教師提供了堅實而豐富的基礎講解素材，教師只需簡單介紹，學生即可通過視頻軟件，迅速、形象地理解冶金流程中復雜的設備和煩瑣的冶金工藝，大大降低了老師的教學強度，提高了學生認識和理解的速度和深度。

冶金多媒體教學平臺功能完善，通過中心網站教師可以在不同地點上網組織各種實時或非實時的分散式教學，回答學生問題，批改作業報告。學生可通過網絡聽講、預習流程、提交學習報告和查閱成績等，克服了實驗教學長期受到時間與空間限制的困擾。以動畫多媒體教學為紐帶，通過網絡電腦系統的交流，加強了教師與學生的溝通效率。學生學習后，既能掌握宏觀鋼鐵設備流程概貌，又能把握微觀冶金工藝反應細節，同時為學生進入下一步的專業學習階段奠定基礎。

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G642.0

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1674-9324（2014）13-0255-02