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摘要：21世纪是我国现代化建设发展的重要阶段，亟需具有工程设计、工程实践和工程创新能力的专业技术人才，对高等学校创新型人才的培养提出了更高的要求。随着工业技术的发展，企业对高素质材料成型与控制工程专业技术人才的需求呈现不断增长的趋势，要求毕业生不仅具备扎实的基础理论知识，还应具有突出的创新意识，具有较强的工程实践能力。但现有实验教学目的更多针对专业基础课程理论知识的锻炼和培养，学生工程实践和创新能力培养面临严峻挑战，通过轧制过程虚拟仿真实验教学资源建设与实践，势必促进材料成型及控制工程专业实验与实践教学方法、手段和管理的创新，全面提升材料成型及控制工程专业本科人才培养质量，提高学生的工程实践能力和创新精神。
关键词：材料成型与控制工程；创新型人才；虚拟仿真实验教学；工程实践能力
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）05（a）-0000-00
21世纪是我国现代化建设发展的重要阶段，亟需具有工程设计、工程实践和工程创新能力的专业技术人才，对高等学校创新型人才的培养提出了更高的要求。而特色人才培养是我校特别是冶金工程虚拟仿真实验教学中心的重要任务，因此，金属材料工程和材料成型及控制工程专业必须把提高实验教学质量，提高学生创新精神和素质放在重要位置。为培养出知识面广、基础知识扎实、素质高、动手能力强的高级应用型人才，就必须突破传统的以灌输学生基础理论知识为主的实验教学模式，建立以学生为主体、培养学生综合能力为主的仿真实验教学模式。
1 冶金工程虚拟仿真实验教学中心成立
近年来，本着“强化工程训练、启迪创新思维、培养创新能力”教学理念，河北联合大学冶金与能源学院投入大量人力、物力和资金作为支持，大力开展多层次、全方位的教育教学改革，尤其是在学生的实验和实践教学方面，大力推进实验教学资源建设，研发了转炉冶炼静态预报、热轧带钢虚拟仿真、热轧中厚板轧制力能负荷预报和棒线材热轧穿水冷却仿真等教学系统，2010年，冶金工程学科依托“现代冶金技术”教育部和河北省重点实验室，利用我校数字化网络基础平台，将已有数值模拟实验中心、炼铁新技术实验室、连铸工程仿真实验中心、高效轧制仿真实验室等现有虚拟和仿真实验教学资源进行整合，成立了“冶金工程虚拟仿真实验教学中心”。
中心初步建成了冶金多媒体认知教学、冶金虚拟交互学习、网络模拟炼钢实训、冶金过程仿真实验和相关学科协同创新实验等五大系统，形成了从专业认知到交互学习，从工程实践训练到创新能力培养的系统化的实验教学体系，开设了基础性实验、综合设计性实验和创新性实验为一体的系统化的实验教学项目，使中心逐渐发展成为冶金工程及相关学科人才培养的重要的实验教学基地。
2 企业对材料成型及控制工程专业人才需求
随着工业技术的发展，企业对高素质材料成型与控制工程专业技术人才的需求呈现不断增长的趋势，与此同时，企业对此专业人才的知识结构和实际的动手操作能力也提出了更高的要求，希望毕业生能够“零距离”上岗。要求毕业生不仅具备扎实的轧钢方面的基础理论知识，还应具有突出的创新意识，能将跨学科知识融会贯通，具有较强的工程实践能力。
材料成型与控制工程专业的前身是我校1958年建院时的轧钢专业，1982年专业调整改成金属压力加工，1998年根据教育部专业设置目录并且根据河北省对专业技术人才的需求，新组建了以材料塑性成型为基础的材料成型及控制工程专业，根据河北省实际情况和学校长期以来自己形成的轧制特色，我专业培养重点一直以轧钢为主要方向。
3 轧制过程虚拟仿真实验教学培养创新型人才的必要性
轧钢领域目前发展速度很快，本科生创新意识培养和实践能力的提高对毕业生就业极为重要。轧制过程虚拟仿真实验教学的建设与实践对培养以轧制为特色的材料成形与控制工程专业的应用技术型、创新型的高级专业技术人才有重要作用和意义。尽管学校为材料成型及控制工程专业的实验教学已配备了一定的实验设备，但现有实验教学目的更多针对专业基础课程理论知识的锻炼和培养，学生工程实践和创新能力培养面临严峻挑战，实验和实践教学效果主要受到以下几个方面制约：
（1）轧制过程设备结构和连轧张力建立原理的学习无法实现
轧制过程从原料加工到最终产品需经历坯料准备、加热、轧制、冷却和热处理等工序，使得轧钢厂具有车间厂房占地面积大、生产工艺流程长、设备装置结构复杂以及轧制过程数学模型多样等显著特点，而且各个工段均存在多种危险因素。学生在实习过程想观察到厂地全貌、设备结构、工艺流程等无法实现，实习成本也较高。因此，采用多媒体3D动画仿真系统，构建轧钢工艺多媒体虚拟仿真教学实验平台，能够使学生在更为安全的条件下获得身临其境的感受。
（2）现场实训和工艺操作实践无法实现
现代化轧钢生产对产品质量要求越来越高，需要各工序对于操作参数的控制越来越严格、精确，稍有不稳定因素，不仅会影响产品质量，还会对生产的顺行带来危害，造成经济损失，严重时还会导致事故发生。对于初入职场的新人来说，少有机会直接操作连铸机、轧钢机、卷取机等大型设备，在校大学生深入现场实训和工艺操作就更加不可想象。因此，采用热连轧带钢虚拟仿真教学实验平台，不仅可以通过反复训练、交互学习，使学生熟练掌握轧制过程、工艺参数及操作规程，同时也避免了新手到现场后实际操作的不稳定因素。
（3）实验室再现试验非常困难
铸坯轧制各工序属于高温、高危、高耗能和高成本过程，在学校环境内大规模再现现场轧钢实际操作的实验项目很难实现，连轧过程建张原理更难直观再现和观察。通过仿真实验系统的构建与实验室数值模拟，开展数值模拟的设计研究，将这些科研的仿真设备转化为教学设备，不仅可以节省大量资源，而且能够将高校教师的科研项目与课题融入到仿真实验教学研究活动中。因此，积极探索这种转化模式，建立适宜的仿真实验教学系统，对于仿真实验教学项目的开展和科研转化教学都具有重要意义。
因此，通过轧制过程虚拟仿真实验教学资源建设与实践，势必促进材料成型及控制工程专业实验与实践教学方法、手段和管理的创新，全面提升材料成型及控制工程专业本科人才培养质量，提高学生的工程实践能力和创新精神。
参考文献
1.构建虚拟仿真实验平台，探索创新人才培养模式陈萍 周会超 周虚 《实验技术与管理》 2011年03期
关键词：材料成型与控制工程；创新型人才；虚拟仿真实验教学；工程实践能力
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）05（a）-0000-00
21世纪是我国现代化建设发展的重要阶段，亟需具有工程设计、工程实践和工程创新能力的专业技术人才，对高等学校创新型人才的培养提出了更高的要求。而特色人才培养是我校特别是冶金工程虚拟仿真实验教学中心的重要任务，因此，金属材料工程和材料成型及控制工程专业必须把提高实验教学质量，提高学生创新精神和素质放在重要位置。为培养出知识面广、基础知识扎实、素质高、动手能力强的高级应用型人才，就必须突破传统的以灌输学生基础理论知识为主的实验教学模式，建立以学生为主体、培养学生综合能力为主的仿真实验教学模式。
1 冶金工程虚拟仿真实验教学中心成立
近年来，本着“强化工程训练、启迪创新思维、培养创新能力”教学理念，河北联合大学冶金与能源学院投入大量人力、物力和资金作为支持，大力开展多层次、全方位的教育教学改革，尤其是在学生的实验和实践教学方面，大力推进实验教学资源建设，研发了转炉冶炼静态预报、热轧带钢虚拟仿真、热轧中厚板轧制力能负荷预报和棒线材热轧穿水冷却仿真等教学系统，2010年，冶金工程学科依托“现代冶金技术”教育部和河北省重点实验室，利用我校数字化网络基础平台，将已有数值模拟实验中心、炼铁新技术实验室、连铸工程仿真实验中心、高效轧制仿真实验室等现有虚拟和仿真实验教学资源进行整合，成立了“冶金工程虚拟仿真实验教学中心”。
中心初步建成了冶金多媒体认知教学、冶金虚拟交互学习、网络模拟炼钢实训、冶金过程仿真实验和相关学科协同创新实验等五大系统，形成了从专业认知到交互学习，从工程实践训练到创新能力培养的系统化的实验教学体系，开设了基础性实验、综合设计性实验和创新性实验为一体的系统化的实验教学项目，使中心逐渐发展成为冶金工程及相关学科人才培养的重要的实验教学基地。
2 企业对材料成型及控制工程专业人才需求
随着工业技术的发展，企业对高素质材料成型与控制工程专业技术人才的需求呈现不断增长的趋势，与此同时，企业对此专业人才的知识结构和实际的动手操作能力也提出了更高的要求，希望毕业生能够“零距离”上岗。要求毕业生不仅具备扎实的轧钢方面的基础理论知识，还应具有突出的创新意识，能将跨学科知识融会贯通，具有较强的工程实践能力。
材料成型与控制工程专业的前身是我校1958年建院时的轧钢专业，1982年专业调整改成金属压力加工，1998年根据教育部专业设置目录并且根据河北省对专业技术人才的需求，新组建了以材料塑性成型为基础的材料成型及控制工程专业，根据河北省实际情况和学校长期以来自己形成的轧制特色，我专业培养重点一直以轧钢为主要方向。
3 轧制过程虚拟仿真实验教学培养创新型人才的必要性
轧钢领域目前发展速度很快，本科生创新意识培养和实践能力的提高对毕业生就业极为重要。轧制过程虚拟仿真实验教学的建设与实践对培养以轧制为特色的材料成形与控制工程专业的应用技术型、创新型的高级专业技术人才有重要作用和意义。尽管学校为材料成型及控制工程专业的实验教学已配备了一定的实验设备，但现有实验教学目的更多针对专业基础课程理论知识的锻炼和培养，学生工程实践和创新能力培养面临严峻挑战，实验和实践教学效果主要受到以下几个方面制约：
（1）轧制过程设备结构和连轧张力建立原理的学习无法实现
轧制过程从原料加工到最终产品需经历坯料准备、加热、轧制、冷却和热处理等工序，使得轧钢厂具有车间厂房占地面积大、生产工艺流程长、设备装置结构复杂以及轧制过程数学模型多样等显著特点，而且各个工段均存在多种危险因素。学生在实习过程想观察到厂地全貌、设备结构、工艺流程等无法实现，实习成本也较高。因此，采用多媒体3D动画仿真系统，构建轧钢工艺多媒体虚拟仿真教学实验平台，能够使学生在更为安全的条件下获得身临其境的感受。
（2）现场实训和工艺操作实践无法实现
现代化轧钢生产对产品质量要求越来越高，需要各工序对于操作参数的控制越来越严格、精确，稍有不稳定因素，不仅会影响产品质量，还会对生产的顺行带来危害，造成经济损失，严重时还会导致事故发生。对于初入职场的新人来说，少有机会直接操作连铸机、轧钢机、卷取机等大型设备，在校大学生深入现场实训和工艺操作就更加不可想象。因此，采用热连轧带钢虚拟仿真教学实验平台，不仅可以通过反复训练、交互学习，使学生熟练掌握轧制过程、工艺参数及操作规程，同时也避免了新手到现场后实际操作的不稳定因素。
（3）实验室再现试验非常困难
铸坯轧制各工序属于高温、高危、高耗能和高成本过程，在学校环境内大规模再现现场轧钢实际操作的实验项目很难实现，连轧过程建张原理更难直观再现和观察。通过仿真实验系统的构建与实验室数值模拟，开展数值模拟的设计研究，将这些科研的仿真设备转化为教学设备，不仅可以节省大量资源，而且能够将高校教师的科研项目与课题融入到仿真实验教学研究活动中。因此，积极探索这种转化模式，建立适宜的仿真实验教学系统，对于仿真实验教学项目的开展和科研转化教学都具有重要意义。
因此，通过轧制过程虚拟仿真实验教学资源建设与实践，势必促进材料成型及控制工程专业实验与实践教学方法、手段和管理的创新，全面提升材料成型及控制工程专业本科人才培养质量，提高学生的工程实践能力和创新精神。
参考文献
1.构建虚拟仿真实验平台，探索创新人才培养模式陈萍 周会超 周虚 《实验技术与管理》 2011年03期