基于工作過(guò)程的熱連軋無(wú)縫鋼管生產(chǎn)資源庫(kù)的構(gòu)建

[摘 要]仿真軟件教學(xué)資源庫(kù)的構(gòu)建是為仿真軟件開(kāi)發(fā)提供整合資料，建立的資源庫(kù)及軟件能使教學(xué)過(guò)程更形象直觀(guān)。文章從構(gòu)建熱軋無(wú)縫鋼管仿真軟件資源庫(kù)的必要性和意義出發(fā)，探討基于工作過(guò)程的設(shè)計(jì)思路、構(gòu)建方案及構(gòu)建內(nèi)容的采集加工。

[關(guān)鍵詞]熱連軋無(wú)縫鋼管;仿真;教學(xué)資源庫(kù)

[基金項(xiàng)目]2019年內(nèi)蒙古自治區(qū)高等學(xué)?？茖W(xué)研究項(xiàng)目“熱連軋無(wú)縫鋼管生產(chǎn)仿真軟件資源庫(kù)建設(shè)”（NJZY19323）

[作者簡(jiǎn)介]朱燕玉（1974—），女，湖南汝城人，碩士，包頭鋼鐵職業(yè)技術(shù)學(xué)院冶金化工系教師、軋鋼高級(jí)工程師，主要從事材料加工工藝研究及教學(xué)。

[中圖分類(lèi)號(hào)] G710[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A[文章編號(hào)] 1674-9324（2020）27-0355-02[收稿日期] 2020-02-01

依據(jù)《職業(yè)教育專(zhuān)業(yè)教學(xué)資源庫(kù)建設(shè)工作指南》對(duì)資源庫(kù)的建設(shè)要求，在調(diào)研我國(guó)熱連軋無(wú)縫鋼管企業(yè)生產(chǎn)線(xiàn)設(shè)備和工作崗位職責(zé)的基礎(chǔ)上，按照行業(yè)新標(biāo)準(zhǔn)、新技術(shù)、新工藝的發(fā)展趨勢(shì)，不斷豐富資源庫(kù)素材。在結(jié)合高職高專(zhuān)鋼管生產(chǎn)課程教學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，運(yùn)用信息化科技手段，對(duì)鋼管生產(chǎn)教育教學(xué)資源進(jìn)行整合，建立起基于工作崗位的仿真模擬軟件形式的互動(dòng)化、信息化、立體化的教學(xué)資源庫(kù)。

一、熱連軋無(wú)縫鋼管生產(chǎn)仿真軟件教學(xué)資源庫(kù)的建設(shè)目標(biāo)

按照輔教、能學(xué)的原則，最終建成的教學(xué)資源能實(shí)現(xiàn)為教師教學(xué)，以及學(xué)生、企業(yè)和社會(huì)學(xué)習(xí)者自主學(xué)習(xí)服務(wù)。既能提高對(duì)專(zhuān)業(yè)人才的培養(yǎng)質(zhì)量，又能提高高職教育的社會(huì)服務(wù)能力。資源庫(kù)建設(shè)將基于工作過(guò)程和職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)課程整體進(jìn)行設(shè)計(jì)，以達(dá)到整合教學(xué)資源，對(duì)接產(chǎn)業(yè)職業(yè)要求及生產(chǎn)過(guò)程，終身學(xué)習(xí)的目標(biāo)[1]。

二、熱連軋無(wú)縫鋼管仿真軟件教學(xué)資源庫(kù)的構(gòu)建

無(wú)縫鋼管仿真軟件教學(xué)資源庫(kù)以數(shù)字化教學(xué)資源為仿真軟件開(kāi)發(fā)提供設(shè)計(jì)資源，同時(shí)，其中的部分資源成為鋼管生產(chǎn)課程開(kāi)放共享的教學(xué)資源庫(kù)。

（一）仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)對(duì)象的選擇

無(wú)縫鋼管生產(chǎn)工藝及設(shè)備種類(lèi)繁多，選取開(kāi)發(fā)對(duì)象時(shí)要充分考慮典型性和先進(jìn)性。熱連軋管生產(chǎn)工藝是目前鋼管生產(chǎn)領(lǐng)域中工藝技術(shù)最先進(jìn)，最具有典型性和廣泛應(yīng)用性的工藝技術(shù)，選擇它作為開(kāi)發(fā)對(duì)象能夠突出核心技能的訓(xùn)練。工藝流程開(kāi)發(fā)中要綜合考慮國(guó)內(nèi)已建投產(chǎn)的典型先進(jìn)生產(chǎn)線(xiàn)，客觀(guān)呈現(xiàn)真實(shí)的工作情景，按照真實(shí)的工作流程進(jìn)行開(kāi)發(fā)，使學(xué)生在校內(nèi)實(shí)訓(xùn)和校外現(xiàn)場(chǎng)參觀(guān)實(shí)訓(xùn)中能更好地將理論知識(shí)與實(shí)際結(jié)合起來(lái)。

根據(jù)調(diào)研，近幾年無(wú)縫鋼管行業(yè)迅猛發(fā)展，國(guó)內(nèi)相繼引進(jìn)及自主研發(fā)建設(shè)了數(shù)套具有世界先進(jìn)水平的無(wú)縫鋼管熱連軋生產(chǎn)線(xiàn)。無(wú)縫鋼管連軋機(jī)組國(guó)產(chǎn)化已日漸成熟，已從最初成功開(kāi)發(fā)的二輥連軋管機(jī)順利進(jìn)入到三輥連軋管機(jī)，建設(shè)的連軋管機(jī)組多為三輥限動(dòng)芯棒形式。據(jù)此，連軋管機(jī)設(shè)備型式選擇典型生產(chǎn)線(xiàn)的三輥限動(dòng)芯棒連軋管機(jī)為教學(xué)資源庫(kù)對(duì)象。生產(chǎn)線(xiàn)工藝流程主要以國(guó)外引進(jìn)的生產(chǎn)線(xiàn)和國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)的生產(chǎn)線(xiàn)為研究對(duì)象來(lái)呈現(xiàn)。

（二）鋼管生產(chǎn)企業(yè)崗位群調(diào)研

資源庫(kù)是基于工作過(guò)程構(gòu)建起來(lái)的，因此對(duì)國(guó)內(nèi)的主要鋼管生產(chǎn)企業(yè)—包鋼管業(yè)公司、天津鋼管、衡陽(yáng)華菱鋼管，以及江蘇省內(nèi)主要的熱連軋無(wú)縫鋼管生產(chǎn)廠(chǎng)，進(jìn)行了生產(chǎn)企業(yè)工序過(guò)程、工作領(lǐng)域、崗位分析的調(diào)研，崗位群確定為生產(chǎn)操作崗（主控操作、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整），提升崗位是工藝員崗。結(jié)合職業(yè)資格要求，對(duì)熱連軋無(wú)縫鋼管企業(yè)的工作崗位及工作領(lǐng)域的知識(shí)技能要求進(jìn)行了調(diào)研，確定了學(xué)習(xí)領(lǐng)域的要求，由此確定學(xué)習(xí)情境，設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)內(nèi)容及計(jì)劃方案，最終以工作過(guò)程為導(dǎo)向，形成與熱連軋管生產(chǎn)相一致的縱向教學(xué)資源庫(kù)知識(shí)技能項(xiàng)目順序，即管坯加熱與準(zhǔn)備（環(huán)形爐加熱）→毛管穿孔軋制→荒管連軋→荒管再加熱→成品管定張減→成品管冷卻六大學(xué)習(xí)情境，每一學(xué)習(xí)情境都建立在該工序的工作任務(wù)和工作過(guò)程下，完成該領(lǐng)域的學(xué)習(xí)內(nèi)容和操作，可以進(jìn)行相對(duì)獨(dú)立的模塊化教學(xué)。

（三）無(wú)縫鋼管仿真教學(xué)資源庫(kù)構(gòu)建內(nèi)容

考慮構(gòu)建的教學(xué)資源庫(kù)素材，既要滿(mǎn)足學(xué)生學(xué)習(xí)的要求，還要滿(mǎn)足教師教學(xué)的要求。同時(shí)，為開(kāi)發(fā)模擬仿真實(shí)訓(xùn)軟件提供基礎(chǔ)資料。教學(xué)資源庫(kù)中的文本、課件、視頻、生產(chǎn)案例、仿真虛擬工藝及知識(shí)拓展等素材應(yīng)豐富，充分體現(xiàn)高職核心專(zhuān)業(yè)課實(shí)踐性、應(yīng)用性和職業(yè)性的教學(xué)特點(diǎn)[2]。

最終構(gòu)建的資源庫(kù)總體框架由鋼管生產(chǎn)認(rèn)知、工作任務(wù)、代表企業(yè)案例庫(kù)、知識(shí)擴(kuò)展四大模塊構(gòu)成。模塊建設(shè)的資源內(nèi)容主要包含教學(xué)電子課件、工藝設(shè)備資源素材庫(kù)（熱軋鋼管主要設(shè)備外形及簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)圖、現(xiàn)場(chǎng)視頻）、異常工況、題庫(kù)資源素材，素材主要有PPT、文檔、圖片、視頻、微課（針對(duì)教學(xué)重點(diǎn)與教學(xué)難點(diǎn)錄制微課，重點(diǎn)講解）等。其中，熱連軋鋼管工藝設(shè)備資源可為開(kāi)發(fā)熱連軋無(wú)縫鋼管仿真模擬軟件實(shí)訓(xùn)部分提供資料，按照工作任務(wù)這一主線(xiàn)設(shè)置，分模塊進(jìn)行環(huán)形爐、穿孔機(jī)、連軋管機(jī)、脫管機(jī)、再加熱爐、張減機(jī)等仿真實(shí)訓(xùn)資料的開(kāi)發(fā)，主要包含代表性企業(yè)生產(chǎn)工藝、設(shè)備簡(jiǎn)要操作功能說(shuō)明、設(shè)備素材庫(kù)、現(xiàn)場(chǎng)視頻等。

資源庫(kù)主體內(nèi)容—工作任務(wù)模塊設(shè)計(jì)以熱連軋無(wú)縫鋼管生產(chǎn)工作過(guò)程為教學(xué)導(dǎo)向，根據(jù)崗位群技能要求編排，按“以工作任務(wù)為中心的項(xiàng)目化教學(xué)”模式進(jìn)行認(rèn)知、實(shí)訓(xùn)模塊的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)。全真模擬熱連軋無(wú)縫鋼管工廠(chǎng)的生產(chǎn)操作過(guò)程，以崗位任務(wù)為主線(xiàn)，圍繞管坯準(zhǔn)備及加熱、穿孔工序、連軋管機(jī)工序、再加熱爐、定張減機(jī)工序、冷床工序六大崗位操作任務(wù)中心，進(jìn)行項(xiàng)目化資源建設(shè)，進(jìn)行知識(shí)技能認(rèn)知和實(shí)訓(xùn)資料的整合開(kāi)發(fā)。每一典型的工作任務(wù)模塊都要圍繞該工作所需的相關(guān)知識(shí)和技能要求來(lái)建設(shè)組織教學(xué)內(nèi)容。教師和學(xué)生能依據(jù)最終構(gòu)建的資源庫(kù)開(kāi)展項(xiàng)目化教授和學(xué)習(xí)：即在教師和學(xué)生共同參與下為完成一個(gè)項(xiàng)目工作而進(jìn)行教與學(xué)。教師組織學(xué)生真實(shí)地參加項(xiàng)目認(rèn)知、完成任務(wù)。在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中完成教學(xué)任務(wù)。[3]該部分資源可以構(gòu)成自主學(xué)習(xí)型的網(wǎng)絡(luò)課程，學(xué)生可自主學(xué)習(xí)。

企業(yè)案例庫(kù)主要通過(guò)企業(yè)生產(chǎn)實(shí)地調(diào)研、訪(fǎng)談采集及媒體公開(kāi)資料信息組織加工而來(lái)。案例庫(kù)與現(xiàn)場(chǎng)緊密結(jié)合，學(xué)生通過(guò)瀏覽、學(xué)習(xí)企業(yè)案例庫(kù)，能熟悉和理解不同的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)、生產(chǎn)工藝過(guò)程、設(shè)備組成及結(jié)構(gòu)，了解熱連軋管生產(chǎn)的多種形式。

知識(shí)擴(kuò)展部分內(nèi)容主要包括我國(guó)鋼管生產(chǎn)歷程、熱連軋無(wú)縫鋼管的工藝和設(shè)備現(xiàn)狀、無(wú)縫鋼管的標(biāo)準(zhǔn)要求等相關(guān)內(nèi)容，以供不同的學(xué)習(xí)者拓展知識(shí)面使用。引入鋼管行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)知識(shí)內(nèi)容能更好地體現(xiàn)教育部《關(guān)于支持高等職業(yè)學(xué)校提升專(zhuān)業(yè)服務(wù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展能力的通知》中要求課程內(nèi)容與職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)接的思想。

（四）資源庫(kù)建設(shè)開(kāi)發(fā)方法

在充分調(diào)研國(guó)內(nèi)有關(guān)企業(yè)、整合多方優(yōu)質(zhì)資源的基礎(chǔ)上進(jìn)行資源庫(kù)的建設(shè)與開(kāi)發(fā)。為保證工作任務(wù)的合理性和模擬實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的實(shí)用性、針對(duì)性，結(jié)合國(guó)內(nèi)先進(jìn)的典型熱連軋無(wú)縫鋼管機(jī)組生產(chǎn)工藝和設(shè)備，提高仿真模擬系統(tǒng)與生產(chǎn)實(shí)際的契合度。在資源庫(kù)建設(shè)中，采用整合實(shí)際工程工藝流程、設(shè)備布置、操作方式及生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行研究。具體方法如下：

1.按照目前國(guó)內(nèi)已建設(shè)投產(chǎn)并運(yùn)行正常的具有國(guó)際先進(jìn)技術(shù)水平和國(guó)內(nèi)領(lǐng)先技術(shù)的典型三輥熱連軋鋼管生產(chǎn)線(xiàn)工藝流程來(lái)開(kāi)發(fā)，以真實(shí)的熱軋線(xiàn)工序工作任務(wù)為載體，從工藝流程、設(shè)備組成及布置、參數(shù)設(shè)定調(diào)整、主體設(shè)備操作等方面著手進(jìn)行研究，整合實(shí)際工程資料，客觀(guān)呈現(xiàn)真實(shí)的工作情景，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行課程資源的開(kāi)發(fā)。

2.基礎(chǔ)認(rèn)知和軟件功能編排內(nèi)容要兼顧每一知識(shí)點(diǎn)的多種知識(shí)內(nèi)容：理論認(rèn)知知識(shí)（軋制原理、工藝技術(shù)、設(shè)備結(jié)構(gòu)）、工藝設(shè)備操作技能知識(shí)、拓展知識(shí)（行業(yè)發(fā)展、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、無(wú)縫鋼管生產(chǎn)基礎(chǔ)知識(shí)）。

3.技能部分以熱連軋管生產(chǎn)線(xiàn)穿孔機(jī)、連軋管機(jī)、定徑或張力減徑機(jī)等崗位廣泛應(yīng)用的最新技術(shù)為重點(diǎn)，突出核心技能（操作、調(diào)整、異常情況判斷處理）訓(xùn)練。

4.資源庫(kù)建設(shè)內(nèi)容要充分考慮使用對(duì)象、技術(shù)先進(jìn)性等因素。

5.專(zhuān)業(yè)教學(xué)資源庫(kù)資料經(jīng)過(guò)對(duì)有關(guān)企業(yè)的充分調(diào)研，收集多方資料，整合多方優(yōu)質(zhì)資源，實(shí)行原創(chuàng)開(kāi)發(fā)。最終要保證資料具有通用性和技術(shù)先進(jìn)性。

三、資源庫(kù)建設(shè)預(yù)期結(jié)果展望

最終形成的熱連軋無(wú)縫鋼管生產(chǎn)仿真軟件教學(xué)資源庫(kù)通過(guò)“以工作任務(wù)為中心的項(xiàng)目化教學(xué)模式”建設(shè)資源庫(kù)，既能促進(jìn)教學(xué)手段和方法的改進(jìn)，提高教學(xué)效果;又能使學(xué)生通過(guò)自主探索的學(xué)習(xí)方式利用資源庫(kù)完成既定任務(wù)，從而增強(qiáng)學(xué)生按照實(shí)際工作崗位要求完成工作任務(wù)的能力。

參考文獻(xiàn)

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