仿真實踐教學在冶金專業的應用

潘 峰

（安徽金寨職業學校，安徽 六安 237300）

各地高校研發建立起創新型仿真實踐教學模式，并有突出成就。冶金專業本身具有特殊性和復雜性，專業對于實踐的要求較高，但是專業實踐的難度較大。針對冶金專業這一突出特點，高校的教學研發團隊想出了將仿真技術與教學實踐相結合的方法，不僅解決了理論教學枯燥的問題，還為培養冶金專業學生的實踐能力創造良好基礎，可以培養出既具備理論知識也具有豐富實踐經驗的優秀學生。所以將仿真實踐教學應用在冶金專業可以提升教學水平，增加學生將課堂和實踐聯系起來的能力，培育全能型、復合型新時代優秀學生。

1 仿真實踐教學在冶金專業應用的可行性

（1）符合冶金專業型人才培養計劃。每個專業都有其自身特色，針對專業特點對于專業型人才的要求不同。針對冶金專業來說，培育人才分為在兩個過程。首先，教育部門應該重視專業框架搭建工作，通過理論課程學習和課堂教學活動教授學生豐富的技術技能、相關行業術語、行業指標等，為實踐工作打造良好基礎。其次，不可忽視專業動手實踐能力，對于復合型人才不僅要有穩扎穩打的專業知識，還要有實踐技能，該項技能就是通過仿真實踐教學實現。仿真實踐教學可以充分發揮學生的專業素質，讓學生在短時間內掌握知識，高效吸收。

（2）適應冶金專業特殊性。冶金專業本身具有特殊性和復雜性，專業對于實踐的要求較高，但是專業實地實踐的難度較大，復雜度和不可控因素大，不是幾個簡單的工程就能囊括的。同時需要耗費大量人力物力精力，出來的結果可能不如人意。針對冶金專業這一突出特點，高校的教學研發團隊想出了將仿真技術與教學實踐相結合的方法，借鑒仿真實踐彌補專業實踐的弊端，所以仿真實踐教學對于冶金專業具有必要性[1]。

（3）順應國家教育改革。隨著國家綜合實力增強，國家對于高校教育改革工作也在不斷深化。國家重視各地區的教學升級工作，特別是教學模式和教學方式的創新發展。所以把仿真實踐教學應用于冶金專業可以順應國家對于教育教學工作的改革。

2 仿真實踐教學在冶金專業應用的重要性

（1）仿真實踐教學增加人機互動。人機指的是計算機系統與真實的人類，人機的互動一般通過可視化界面實現。仿真軟件可以實現人機交互，讓學生在機器面前既具有對內部結構的透明性也具有操作可視化界面的操作性。人機的互動是選擇性的，用戶只可以看到系統的部分界面。程序員在開發仿真平臺時本著界面友好、操作簡單、學習上手快的原則。為了增加系統的趣味性，界面設計具有唯一性，對每個學生有個性化服務，根據用戶輸入參數不同后臺高速運算，實現實時互動。仿真實踐教學增加了人機互動性和趣味性。

（2）仿真實踐教學提供模擬生產環境。冶金實際生產環境復雜，生產流程繁瑣，涉及的環節多，對于整個冶金工藝來說包括六個主要工程和其他次要工程。仿真實踐教學提供模擬生產全環境，擺脫復雜工藝對于學生造成的操作弊端。為了更好的模擬生產環境，仿真實踐系統需要搭建優秀的硬件設備和開發健壯性強的軟件應用。由此，借助仿真實踐教學系統，學生可以在教室中輕松獲得應得到的實踐經驗，學生可以身臨其境的進行一系列的生產操作，不用擔心安全性問題。全流程的仿真實踐教學平臺擁有生產真實流水線模擬系統，涵蓋范圍廣，可以模擬各式各樣的生產環境，實現工藝上的操作真實性。仿真實踐教學的硬件設備集合圖像處理技術和圖像采集技術，采集生產現場真實圖像，用多維度的形式向學生展示。

（3）仿真實踐教學替代實習經歷。無論是生產實習還是認識實習，都是工科專業學生必不可少的學習實踐的課程。實習的目的在于讓學生在生產環境下了解更多專業相關的最新資訊，包括理論鞏固、工藝流程詳細過程、工程需要的設備技術、工程必備的工作技能、工作的協作能力等等。仿真實踐教學通過模擬生產流程，打造生產環境，可以發揮讓學生了解工藝工程了解工藝設備等的作用，所以仿真實踐教學作用與實習作用相差不遠可以補充替代實習經歷。對于具備一些實習經歷的學生，仿真實踐教學可以補充學生不具備的部分實習經歷。對于沒有相關實習經歷的學生，仿真實踐教學可以代替部分實習經歷。畢竟仿真實踐教學不是十全十美的，所以不能完全取代所有的實習經歷。仿真實踐教學平臺基于應用實踐，具有強大的數據支持后臺，為了還原現場實景采集的數據必須真實可靠。學生的所有關于生產的操作都是基于計算機系統，這樣的優點在于學生可以無限次的重復操作，把理論學習時遇上的所有的疑惑問題不斷進行實操，直到問題解決。所以，仿真實踐教學可以補充學生實習經歷，讓學生把理論充分與實際相結合，達到優于真實實習的效果。

3 仿真實踐教學在冶金專業應用難點及解決方法

（1）仿真實踐教學在冶金專業應用難點。仿真實踐教學如今已廣泛應用于教學活動中，特別是對于冶金專業的教學。但是，在仿真實踐教學過程中會有許多難點和問題需要攻克。就技術方面來說，仿真技術教學的最大困難在于研發出將初始的教學模型轉化為教學的數學仿真程序模型的方法，同時用這些程序語言正確表示冶金生產流程模型和具體的仿真系統。就軟件開發內容來說，教學仿真軟件的內容不夠豐富。雖然國內大型、中型企業逐步重視并且投入資金發展仿真系統，但是無論是高校還是企業都存在一個共同的問題，就是關于虛擬仿真軟件的內容不夠豐富。虛實差異化在軟件制作公司和具體工藝實踐之間尤為明顯，制作公司負責虛擬動畫的編程，缺乏對于具體實踐的經驗，不明白冶金工藝的實質化要求。就軟件共享方面來說，虛擬仿真教學平臺與外界環境的交互性還不夠強，軟件共享的功能不能進行。

（2）解決方法。首先，針對仿真實踐教學在冶金專業應用難點問題需要政府大力扶持，制定一系列政策鼓勵校企強強聯手合作開發符合時代發展的仿真教學系統。深化校企合作，加強制作公司與用戶的密切溝通。其次，鼓勵校方在購買軟件時擁有其部分知識產權，這樣軟件共享服務將得到升級優化。最后，提高冶金專業軟件教學導師的自身應用技能，引進更加多元化和經驗豐富的人才，提升教師的軟件應用能力。

4 結語

針對冶金專業復雜性高、可變性強的特點，高校的教學研發團隊想出的將仿真技術與教學實踐相結合的方法，解決了理論教學枯燥的問題和培養了冶金專業學生的實踐能力。政府大力扶持，制定一系列政策鼓勵校企強強聯手合作開發符合時代發展的仿真教學系統。所以將仿真實踐教學應用在冶金專業可以提升教學水平，增加學生將課堂和實踐聯系起來的能力，以培育全能型、復合型新時代優秀人才。