《爐外精煉》課程網絡輔助教學改革

劉曉+艾立群+劉然+李俊國

摘要：本文簡要論述了網絡輔助教學在《爐外精煉》課程教學中的作用：利用冶金工程3D多媒體教學系統融入到課堂教學，并輔以“鋼鐵大學”在線網站的爐外精煉模塊對學生進行模擬實訓訓練，取得了很好的教學效果。

關鍵詞：爐外精煉;網絡輔助;多媒體教學;教學改革

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

網絡輔助教學是在現代信息技術條件下利用計算機網絡和電子資源進行網上輔助教學的一種新型教學模式，教師可以突破傳統課堂的時空限制，向學生提供更加全面、廣泛、豐富的教學資源，幫助學生更好地理解和吸收新的知識，促進學生自主學習和協作學習，拓展其思維空間，激發創新能力[1]。

華北理工大學冶金與能源學院的《爐外精煉》課程，是冶金工程專業的專業課程之一，是冶金工程專業學生必修的核心課程。課程具有理論性強、抽象性高、復雜難懂等特點，因此，采取“傳統+現代”的多樣化教學手段是提高課程教學質量的有效措施。本課題擬通過建立和完善課程網絡平臺，以網絡輔助專業課程教學，以提高教學質量，加強專業課程建設。

一、《爐外精煉》課程的教學目的

《爐外精煉》是冶金工程專業的一門必修課，是基礎課程的延伸，目的是使學生對本專業有更深的認識，是連接學生由學校進入鋼鐵企業的橋梁。該課程緊密結合冶金工程學科的專業特點，主要介紹將在轉爐或電爐內初煉的鋼液倒入鋼包或專用容器內進行脫氧、脫硫、脫碳、去氣、去除非金屬夾雜物和調整鋼液成分及溫度以達到進一步冶煉目的的煉鋼工藝，從而使學生全面認識爐外精煉過程的特點及其在煉鋼過程中的地位和作用，掌握爐外精煉各生產工藝過程的基本原理，樹立工程觀念。

二、《爐外精煉》教學中存在的問題

傳統的《爐外精煉》教學模式為“師主生從”型，教師是知識的傳授者，是課堂教學的主人，學生較被動地接受知識，大部分同學對這些教學內容會感到枯燥無味，缺乏新鮮感，學習接受起來難度較大，這種教學模式抑制了學生學習主動性和積極性的提高。現代化教育教學理念強調學生在教學中的主體地位，以學生知識、能力和素質的培養為教學目標，而教師只是課堂教學的組織者、管理者、指導者。在這種教學理念的指導下，僅利用有限的課堂教學時間實現《爐外精煉》課程的學習已無法達到現代化教學目標。如果將多媒體教學軟件及在線網站等運用到《爐外精煉》課程的教學中，使學生充分利用網站及3D多媒體教學軟件中豐富的學習資源，完成課程知識的深化、拓展和延伸，從而激發學生學習的主動性和積極性，具有重要的意義。

三、《爐外精煉》教學改革的解決辦法

（一）完善課堂教學：多媒體3D教學和課堂教學相結合

目前，華北理工大學冶金與能源學院自主研發了一套冶金工程3D多媒體教學系統和冶金工程虛擬交互學習系統，此系統包含的教學內容有高爐煉鐵、轉爐煉鋼、爐外精煉和連續鑄鋼等模塊，每個模塊包括設備篇和工藝篇。設備篇系統展示每個工序工藝，并對所有單體設備的功能進行闡釋，立體化展示單體設備結構;工藝篇以流程化系統展示各工藝的生產工藝過程，并對涉及的冶金過程機理進行剖析[2]。

我們充分利用此冶金多媒體教學系統，在對學生講授《爐外精煉》課程的同時，我們對其配合以網絡教學，在學生開始接觸《爐外精煉》課程時，通過演示講授型實驗教學，利用此多媒體教學系統，一邊演示《爐外精煉》多媒體教學內容，一邊細心講授虛擬動畫和錄像剪輯內容，系統展示爐外精煉的工藝設備及其工藝流程。例如，利用多媒體動畫演示RH及LF整個精煉過程生產工藝流程，使學生的認識和理解加深，給學生以身臨其境的感覺，如圖1所示。

在此3D教學系統中，學生能自主對爐外精煉的設備和工藝進行認知，設備認知內容包括掌握LF爐鋼包車、鋼包、水冷爐蓋、供電系統、除塵系統、加料系統、喂絲系統和測溫取樣系統等;RH本體系統、鋼包及頂升系統、抽真空系統、頂槍系統、水系統和加料系統等設備機構及工作原理。工藝認知內容包括精煉爐造渣、加熱、真空、攪拌、脫氧、脫硫、調整鋼液成分、鈣處理等工藝的操作，完成知識過關考核。

實踐證明，利用冶金3D多媒體教學系統對學生進行教學，學生的接受效果明顯提高。

冶金3D多媒體教學系統功能完善，教師不僅可以在課堂集中教授《爐外精煉》教學內容，而且可以通過中心網站在不同地點網絡終端上網組織各種實時或非實時的分散式教學，回答學生問題。通過對學生的引導教學，使學生快速地步入《爐外精煉》知識學習的大門，為后續本課程的學習奠定堅實的基礎。學生學習后，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備結構及其相關反應機理，快速掌握并充分理解爐外精煉的設備及其相關工藝，大大降低了教師的教學強度，提高了學生對專業認識的速度和深度。

（二）加強課后實踐

1.鋼廠實習加強學生對專業課的理解。《爐外精煉》是實踐性比較強的一門專業課，教學與實踐相結合會取得相當好的教學效果。本課程講授之前，本專業學生會到大型鋼鐵公司進行生產實習，這對《爐外精煉》課程會起到較好的鋪墊作用。實習過程中，企業相關爐外精煉技術人員會向學生介紹爐外精煉設備及其工藝操作等，讓學生能夠身臨其境地了解爐外精煉設備、生產工藝流程、設備的操作方法、一些反應的基本原理和設備所能達到的技術經濟指標等，使學生能夠充分認識并理解爐外精煉過程的設備及工藝路線等知識，為《爐外精煉》課程的學習打下堅實的基礎。實踐證明，經過長達六周的生產實習后，學生對《爐外精煉》課程的學習興趣明顯提高。由此可見，學生對《爐外精煉》課程的學習和實踐環節的實習是相輔相成的，生產實習加深了學生對本課程內容的理解和認識[3]。

2.“鋼鐵大學”在線網站模擬訓練檢驗學生的實踐能力。鋼鐵大學（steeluniversity.org）是一個可以免費使用的網上資源平臺，它由國際鋼鐵協會發起成立，其內容涵蓋從鋼鐵生產、產品、鋼的應用和回收等各個方面。此網站上有豐富的學習資料，包括高爐煉鐵、轉爐煉鋼、爐外精煉、連續鑄鋼等鋼鐵流程模塊以及鋼鐵應用軟件等。

借助此鋼鐵大學網絡平臺，學生在此平臺進行爐外精煉模塊的模擬操作。作為《爐外精煉》課程的作業部分，學生通過對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間和工藝參數的模擬，鋼水成份、溫度、夾雜物含量水平等參數的控制，能充分了解爐外精煉過程中各工藝參數對冶煉的影響。圖2為“鋼鐵大學”在線網站爐外精煉模塊。

教師對學生在“鋼鐵大學”爐外精煉模塊中操作成績的判分標準和鋼鐵企業大生產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生得分高低的標準，誰的成本核算值較低，誰的成績就較高。這種科學的成績評定標準，激發了學生積極學習的動力。

總之，利用冶金工程多媒體3D教學和課堂教學相結合融入到《爐外精煉》課程教學中，并輔以“鋼鐵大學”在線網站的爐外精煉模塊對學生進行模擬實訓訓練，學生對本課程自主學習的積極性大大提高，強化了學生的工程實踐能力，提升了學生對本課程專業知識的認知水平，為以后的工作奠定了良好的實踐基礎。

參考文獻：

[1]李杰.《冶金設計基礎》課程教學改革研究[J].科技信息，2012，（6）：142.

[2]宋卓斐，李運剛，李俊國.虛擬交互學習在鋼鐵冶金教學中的應用[J].教育教學論壇，2014，（11）：89-90.

[3]李俊國，劉曉，石焱，艾立群，劉然，胡長慶，孫立根.冶金工程專業生產實習教學改革[J].中國冶金教育，2013，13（3）：73-76.