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炉渣返干的预防和处理信息化教学的设计和应用

［摘要］在高职院校教学信息化的大背景下,以《炼钢生产操作与控制》中较难掌握的“炉渣返干的预防与处理”教学单元为例,从教学分析、教学策略、教学过程和实用创新等方面阐述了信息化教学设计及其信息化教学的特色.

［关键词］信息化；教学设计；炼钢；炉渣返干

［中图分类号］G712 ［文献标志码］A ［文章编号］2096-0603（2018）20-0158-01

教育部印发的《教育信息化“十三五”规划》指出[1],到2020年信息化技术在教学中深度应用,在这一背景下,信息化教学在各高职院校中不断被研究和运用.冶金行业具有高危、高温等特点,企业生产设备不可能用于实践教学,学生学习时存在理论难吸收、实践难掌握的困境.将信息技术与冶金专业课程教学融合,能较好地解决这一问题.通过不断尝试,研究出适合于高职黑色冶金技术专业《炼钢生产操作与控制》课程的信息化教学设计思路,以“炉渣返干的预防与处理”教学单元为例对其信息化教学设计进行阐述.

一、教学分析

依据工作过程系统化的教育理念[2],参照转炉炼钢工国家职业标准,突出岗位能力培养,将课程划分为四个情境,本次课选自情境三,突出转炉生产异常炉况处理,2 学时.授课对象为黑色冶金技术专业二年级学生,他们已掌握转炉炼钢基本操作,希望提升岗位技能.在学习过程中喜欢合作,热衷网络信息使用,但解决问题能力有待提高.根据课程标准和转炉炼钢工职业技能要求,设置了知识、能力、素质三位一体的教学目标,并依据学生课前掌握情况确定教学重难点.

二、教学策略

采用线上线下、虚实结合的混合式教学模式,以问题引导和任务驱动为主线,综合应用情景引领、合作探究等教学方法；依托炼钢生产虚拟仿真系统、网络课程平台、云班课移动教学平台等多种信息化手段,将2 学时的教学活动依次确定为六个环节,并向课前课后延伸.

三、教学过程

课前教师通过云班课发布学习资源和测试题,学生自主学习炉渣相关知识并完成测试,教师依据测试结果调整教学策略.课中教学设计六个环节,各环节具体实施如下：

(一)创设情境5 min

教师通过3D漫游带领学生进入虚拟炼钢生产车间,进行安全教育并将学生分组明确各自岗位职责.接着下达来自某钢厂的生产任务Q195 钢生产（容易出现返干现象）,要求各小组团队协作完成任务.

(二)仿真探究15 min

各组学生利用课前所学制定炉渣返干预处理方案,然后使用虚拟仿真系统进行模拟生产.当返干发生后按照预处理方案进行操作,验证方法是否可行.冶炼结束后炉长将方案和效果发送到云班课进行展示.

(三)原因解析15 min

仿真探究结束后教师查看效果,发现学生未能理解炉渣返干原因.教师设计三个问题（炉渣中有哪些低、高熔点物质？成分有何变化？成分会怎样变化？）,通过“抛出问题寅分析解决寅得出结论”的方法来引导学生学习,做到将知识获取与解决问题能力培养并重.此过程中学生观看视频对炉渣熔融状态有直观认识；分析渣中常见化合物及其熔点列表,找出渣中熔点较低、较高的化合物；观看模型界面上炉渣成分变化曲线,找出返干时渣中FeO含量有减少趋势；最后结合冶炼过程中发生的化学反应,总结出炉渣返干原因.至此,通过问题引导、小组讨论、观看操作视频等方式,学生找到炉渣返干的原因,教学难点突破.

(四)方案优化25 min

学生用所学理论知识后指导实践.各小组优化炉渣返干处理方案,再次通过虚拟仿真系统进行验证.教师抽取一组学生对失败处理进行分析,并归纳总结出炉渣返干的处理措施.通过小组合作,利用仿真系统针对性练习,学生顺利掌握炉渣返干处理,教学重点一解决.

(五)知识迁移20 min

学生在掌握返干原因的基础上进行知识迁移,总结出预防返干的措施.通过观察仿真系统中炉渣成分关键数据变化判断是否会发生返干,并及时调整操作从而实现预防返干.此次操作结果将作为本次课技能考核成绩.通过自主知识迁移、教师引导,依赖现代化智能冶金技术解决教学重点二.

(六)考核评价10 min

仿真系统生成报表并打分,对学生职业技能进行评价；教师查看操作记录,通过安全、成本、效率等方面评价学生职业素养；学生在云班课上完成课堂测试,检验知识掌握情况；组内对学习态度、职业素养等进行互评,由此形成系统评价、教师评价、在线测试、组内互评的多元评价体系.

课后,学生利用网络课程平台上的双语炼钢系统进行操作,了解国际先进技术,拓展职业技能水平.

四、实用与创新

通过炼钢虚拟仿真系统、云班课等信息化手段构建了设备操作可模拟、处理效果可呈现、技能经验能交流的教学环境,激发学生的学习兴趣,提升学生的技能水平.教学过程融入英语,有助于提升学生的国际竞争力.

五、结语

教学信息化是当前提高教学质量的有效手段,信息技术与冶金技术专业课程融合,可以为学生提供有效的学习环境,改善学习资源,拓展职业技能,有利于培养优秀的冶金工匠.

参考文献：