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成果应用情况及辐射效应
1. 广泛开展基于钢铁生产虚拟仿真的工程实践教学。
平台开设有“工程实践ⅠA”“工程实践Ⅱ(虚拟仿真)”“钢铁生产虚拟仿真实践A”“钢铁生产虚拟仿真实践B”“钢铁生产虚拟仿真认知实践”等实践课程,同时接待全校相关专业学生的虚拟仿真认识实习和生产实习,教学内容涵盖认知实践、仿真操作和控制系统设计,每年接待学生规模达1500余人(表2)。近年来,平台团队编写十四五规划教材1部,新开设工科试验班荣誉课2门,新开设“钢铁制造数字孪生”微专业课程1门。指导学生参加“全国模拟炼钢-轧钢大赛”和“全国大学生冶金科技竞赛”,获团体冠军1项、特等奖2项、一等奖2项、二等奖2项和三等奖1项。
表2 近两年平台开展钢铁生产虚拟仿真认知实践情况
年度  |  
   应用类型  |  
   应用内容  |  
   授课对象  |  
   人数  |  
   人时数  |  
  
2023  |  
   实习实践  |  
   工程实践Ⅱ  |  
   高工20级材料、机械、冶金、能源、自动化  |  
   81  |  
   4800  |  
  
认识实习  |  
   21级材料、材科、环境、环科  |  
   277  |  
   1108  |  
  ||
生产实习  |  
   20级材料、材科、材高、热能、新能源、安全工程  |  
   360  |  
   6076  |  
  ||
专业课  |  
   钢铁生产虚拟仿真实践B  |  
   20级环境、21级采矿、机械、自动化  |  
   8  |  
   128  |  
  |
钢铁生产虚拟仿真实践A  |  
   20级材科、材料  |  
   19  |  
   608  |  
  ||
材料成形自动控制  |  
   20级材控  |  
   61  |  
   244  |  
  ||
冶金工程虚拟仿真实验  |  
   20级冶金  |  
   120  |  
   2880  |  
  ||
实验室认识G  |  
   22级材高  |  
   31  |  
   124  |  
  ||
采矿工程理论  |  
   21级矿加、20级矿加  |  
   25  |  
   100  |  
  ||
素质拓展  |  
   校级第十五届钢铁模拟冶炼大赛  |  
   全校本科生  |  
   401  |  
   9624  |  
  |
合计  |  
   1383  |  
   25692  |  
  |||
2024  |  
   实习实践  |  
   认识实习  |  
   22级环境、材科、材高、卓材  |  
   310  |  
   5420  |  
  
生产实习  |  
   21级安全、能动、材科、材料、材高  |  
   354  |  
   10596  |  
  ||
专业课  |  
   钢铁生产虚拟仿真实践B  |  
   21级环境、22级采矿、机械、自动化  |  
   3  |  
   48  |  
  |
钢铁生产虚拟仿真实践A  |  
   21级材科、材料  |  
   29  |  
   928  |  
  ||
钢铁生产虚拟仿真认知实践  |  
   高工学院本科生  |  
   17  |  
   272  |  
  ||
工程材料优选  |  
   高工学院本科生  |  
   16  |  
   256  |  
  ||
矿床开采工程  |  
   22级智采  |  
   31  |  
   124  |  
  ||
冶金工程虚拟仿真实验  |  
   21级冶金  |  
   101  |  
   3232  |  
  ||
材料成形自动控制基础  |  
   21级材控  |  
   56  |  
   224  |  
  ||
素质拓展  |  
   “北科大杯”第十届全国 模拟炼钢-轧钢大赛  |  
   全国参赛选手  |  
   155  |  
   620  |  
  |
校级第十六届钢铁模拟冶炼大赛  |  
   全校本科生  |  
   290  |  
   8120  |  
  ||
校级第十七届钢铁模拟冶炼大赛  |  
   全校本科生  |  
   293  |  
   8204  |  
  ||
科普教育  |  
   北京101中研学  |  
   北京101中直升班  |  
   85  |  
   340  |  
  |
2024年青少年高校科学营 北京科技大学分营  |  
   全国各省市高中生代表  |  
   165  |  
   660  |  
  ||
2024年新时代高校“钢筋铁骨” 育人共同体卓越工程师训练营  |  
   全国高校本科二三年级工科专业学生代表及教师  |  
   38  |  
   304  |  
  ||
合计  |  
   1943  |  
   39348  |  
  
2. 跨学科学习效果比较明显,学生反馈良好。
基于钢铁生产虚拟仿真的工程认知类课程主要授课对象来自采矿、冶金、材料、能源、机械、自动化等专业的本科生(图3)。学生在课后学习总结中对学习感受和收获进行了描述,大多数都给予了积极反馈,是对此类实践课程效果的最直接评价。个别摘抄如下:
——对于专业、细节上的问题我可能还有很多疏忽和认识浅薄,但在这门课程的学习中,我最大的收获是在脑中构建了一个立体的钢铁生产工艺流程模型,以及对独立思考、探索能力的培养,这是不管多少理论知识都给不了的体验。
——老师带给我们研究问题的学习方法可以伴随我们一生。在未来,我也会在做事的时候多思考,发现问题,提出问题,然后查阅资料解决问题,可能这就是这门课所带来的最大收获——提问的习惯。
——课程初期,我也费解能动和炼钢有什么关系,感觉都是冶金和材料的工作。但随着课程不断深入以及对教材的学习中,我认识到六个专业紧密相关,由整个钢铁生产流程串联在了一起,缺一不可。
    
    
图3 成果应用情况-学生实习实践
3. “虚拟仿真实践讲师团”教学机制已经形成,是跨学科实践教学长效可持续发展的重要保障。
近两年“虚拟仿真实践讲师团”26位教师多次开展实践教学交流研讨会,分享学习教学过程中上下游多学科专业内容,提升了教师的专业知识素养。在教学过程中,通过“线下”、“线上”、“线下+线上”等不同方式授课,探索数字化形势下的跨学科实践教学模式,为跨学科的贯通课程夯实基础。
4. 案例推广
2024年4月,“钢铁生产全流程虚拟仿真实践教学平台”入选教育部高等学校虚拟仿真教学创新实验室项目案例团队。2025年7月,“基于钢铁生产虚拟仿真的工程实践课程体系建设与实践”入选北京市高等教育学会2025年教育教学改革示范案例。
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