板帶軋制課程設(shè)計一、教學(xué)目標(biāo)

本課程旨在通過板帶軋制工藝的系統(tǒng)學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握板帶軋制的核心理論知識、基本操作技能以及相關(guān)工程應(yīng)用，培養(yǎng)其分析問題和解決實際工程問題的能力。知識目標(biāo)方面，學(xué)生需理解板帶軋制的原理、工藝流程、設(shè)備結(jié)構(gòu)及參數(shù)設(shè)置，熟悉軋制力的計算方法、軋制缺陷的產(chǎn)生機(jī)理及控制措施，并能將理論知識與實際生產(chǎn)情境相結(jié)合。技能目標(biāo)方面，學(xué)生應(yīng)能運用軋制計算公式進(jìn)行工藝參數(shù)的確定，掌握板帶軋機(jī)的基本操作流程，具備分析和解決軋制過程中常見問題的能力，并能使用專業(yè)軟件進(jìn)行工藝模擬和優(yōu)化。情感態(tài)度價值觀目標(biāo)方面，學(xué)生需培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度、精益求精的工匠精神，增強(qiáng)團(tuán)隊協(xié)作意識，樹立綠色環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的工程理念。課程性質(zhì)屬于金屬材料加工專業(yè)的核心課程，結(jié)合大學(xué)二年級學(xué)生的知識基礎(chǔ)和認(rèn)知特點，通過理論講授、案例分析、實驗操作和小組討論等多種教學(xué)方式，將抽象的軋制理論轉(zhuǎn)化為具體的學(xué)習(xí)成果，如掌握軋制壓下量的分配原則、學(xué)會使用軋制力計算模型、能分析典型軋制缺陷的成因等，確保學(xué)生能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識應(yīng)用于實際工程場景。

二、教學(xué)內(nèi)容

為實現(xiàn)課程目標(biāo)，教學(xué)內(nèi)容圍繞板帶軋制的原理、工藝、設(shè)備和控制四大核心模塊展開，確保知識的系統(tǒng)性和邏輯性。教學(xué)大綱緊密結(jié)合教材《金屬材料加工工藝學(xué)》第5章至第8章，結(jié)合生產(chǎn)實際案例，按周次順序安排教學(xué)內(nèi)容，總課時為16學(xué)時，其中理論教學(xué)12學(xué)時，實驗與討論4學(xué)時。具體內(nèi)容安排如下：

**第一周：板帶軋制原理（理論4學(xué)時，教材第5章）**

1.軋制變形基本概念：介紹軋制過程、變形區(qū)劃分、軋制速度和壓下量等基本術(shù)語及定義。

2.軋制力與軋制壓力：講解軋制力的計算模型（如Hilgert公式）、影響軋制力的因素及壓下力的分配原則。

3.軋制過程中的金屬流動：分析軋制時的金屬流動規(guī)律、寬展現(xiàn)象及前滑與后滑的形成機(jī)理。

**第二周：板帶軋制工藝（理論4學(xué)時，教材第6章）**

1.板帶軋制工藝流程：介紹開坯、粗軋、精軋、卷取等主要工序的工藝參數(shù)設(shè)置及銜接。

2.連續(xù)軋制與熱連軋：講解熱連軋的溫度控制、軋制速度匹配及常見缺陷（如麻點、劃傷）的預(yù)防措施。

3.冷軋工藝特點：對比熱軋與冷軋的差異，重點分析冷軋的加工硬化、潤滑方式及退火工藝的作用。

**第三周：板帶軋機(jī)設(shè)備（理論4學(xué)時，教材第7章）**

1.軋機(jī)主傳動系統(tǒng)：介紹軋機(jī)電機(jī)、減速機(jī)、齒輪座等關(guān)鍵設(shè)備的結(jié)構(gòu)和工作原理。

2.軋輥與軸承：講解軋輥材質(zhì)選擇、軸承類型及磨損控制，結(jié)合實物片分析常見故障（如軋輥翹曲）。

3.軋制線控制系統(tǒng)：介紹AGC（自動厚度控制）、板形控制（PC）的基本原理及工業(yè)應(yīng)用案例。

**第四周：實驗與討論（實踐4學(xué)時，教材第8章）**

1.工程案例分析：分組討論典型軋制事故（如板形失穩(wěn)、設(shè)備過載）的原因及解決方案。

2.軋制模擬軟件操作：使用AutoForm或Deform軟件模擬軋制過程，分析工藝參數(shù)對板形的影響。

3.實驗報告撰寫：要求學(xué)生結(jié)合實驗數(shù)據(jù)，總結(jié)軋制工藝優(yōu)化方向及綠色制造措施（如節(jié)能降耗）。

教學(xué)內(nèi)容以教材章節(jié)為框架，補(bǔ)充工業(yè)現(xiàn)場視頻、專利技術(shù)文獻(xiàn)及企業(yè)調(diào)研報告，確保理論與實踐的深度融合，同時強(qiáng)化對軋制缺陷診斷和工藝優(yōu)化的能力培養(yǎng)。

三、教學(xué)方法

為有效達(dá)成課程目標(biāo)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，本課程采用多元化的教學(xué)方法，結(jié)合板帶軋制課程的理論性與實踐性特點，構(gòu)建“理論講授—案例分析—小組討論—模擬實驗—現(xiàn)場對接”的教學(xué)鏈條。首先，理論教學(xué)環(huán)節(jié)以“問題導(dǎo)向”的講授法為主，教師圍繞軋制變形力學(xué)、工藝流程及設(shè)備原理等核心知識點，結(jié)合教材第5章至第7章的公式推導(dǎo)和原理示，采用啟發(fā)式提問引導(dǎo)學(xué)生思考軋制力的影響因素、軋制缺陷的產(chǎn)生機(jī)制等關(guān)鍵問題，通過對比熱軋與冷軋工藝差異（教材第6章），強(qiáng)化知識的層次性。其次，引入案例分析法深化對理論知識的理解，選取典型工業(yè)案例（如寶武鋼鐵某熱連軋板形控制失敗事件），要求學(xué)生分組剖析事故原因，運用教材第7章的AGC原理和第8章的板形控制理論提出改進(jìn)方案，通過案例討論培養(yǎng)學(xué)生的工程思維和問題解決能力。再次，小組討論環(huán)節(jié)聚焦軋制工藝優(yōu)化與綠色制造議題，例如圍繞“如何通過工藝參數(shù)調(diào)整降低軋制能耗”（教材第6章熱連軋部分），學(xué)生結(jié)合文獻(xiàn)調(diào)研和模擬軟件（如AutoForm）結(jié)果展開辯論，教師適時引導(dǎo)形成共識。此外，實驗法貫穿教學(xué)始終，包括4學(xué)時的軋制模擬軟件操作（教材第8章），學(xué)生通過設(shè)定軋制速度、壓下率等參數(shù)，觀察板厚偏差和表面缺陷的變化；結(jié)合企業(yè)調(diào)研報告，分析實際生產(chǎn)線中的工藝瓶頸（如某鋼廠冷軋退火爐溫度不均問題），強(qiáng)化知識的應(yīng)用性。最后，通過邀請企業(yè)工程師進(jìn)行線上講座，展示現(xiàn)場設(shè)備操作與維護(hù)場景，實現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容與工業(yè)實踐的零距離對接，確保學(xué)生掌握教材中未涉及的最新技術(shù)進(jìn)展（如智能軋制系統(tǒng)），全面提升其綜合素質(zhì)。

四、教學(xué)資源

為支撐教學(xué)內(nèi)容與多元化教學(xué)方法的實施，豐富學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗，需系統(tǒng)配置以下教學(xué)資源，確保其與教材《金屬材料加工工藝學(xué)》核心內(nèi)容的高度關(guān)聯(lián)性及實用性。

**1.教材與參考書**：以指定教材第5章至第8章為基礎(chǔ)，補(bǔ)充配套習(xí)題集作為課后鞏固材料。同時，推薦《板帶軋制工藝學(xué)》（第3版）作為拓展閱讀，重點參考其中關(guān)于熱連軋溫度模型（教材第6章相關(guān)延伸）和現(xiàn)代板形控制技術(shù)（教材第7章補(bǔ)充）的論述；此外，引入《軋鋼機(jī)械設(shè)計》中關(guān)于主傳動系統(tǒng)（教材第7章設(shè)備部分補(bǔ)充）的章節(jié)，以及《軋制過程計算機(jī)模擬》用于深化軋制變形模擬實驗（教材第8章應(yīng)用）。

**2.多媒體資料**：整合國家工業(yè)信息安全發(fā)展研究中心提供的板帶軋制生產(chǎn)線3D模型視頻，動態(tài)展示粗軋至精軋的連續(xù)變形過程（對應(yīng)教材第6章工藝流程）；收集寶武鋼鐵、鞍鋼集團(tuán)等企業(yè)的工業(yè)實景照片與操作規(guī)程視頻，重點解析AGC系統(tǒng)（教材第7章控制部分）和板形監(jiān)控（教材第7章）的實際應(yīng)用案例；制作包含軋制缺陷（如耳子、麻點）（教材第6章缺陷分析）的對比顯微集，輔助學(xué)生理解成因。

**3.實驗設(shè)備與軟件**：配置DEFORM-3D有限元模擬軟件授權(quán)，支持學(xué)生完成軋制壓下量分配（教材第5章應(yīng)用）、軋制力計算（教材第5章）及軋后板形預(yù)測（教材第7章）的仿真實驗；準(zhǔn)備液壓軋機(jī)模擬裝置（1臺），開展軋制力與軋輥彈性變形（教材第7章設(shè)備部分）的物理演示實驗；共享學(xué)校書館的《鋼鐵研究學(xué)報》《JournalofIronandSteelResearchInternational》等期刊數(shù)據(jù)庫，供學(xué)生查閱軋制工藝優(yōu)化的最新研究成果（如教材第8章綠色制造相關(guān)補(bǔ)充）。

**4.企業(yè)資源**：建立與鋼鐵企業(yè)技術(shù)部門的合作機(jī)制，定期邀請一線工程師開展“軋制過程參數(shù)優(yōu)化與智能化趨勢”的專題講座，講解教材未覆蓋的在線監(jiān)測技術(shù)（如激光測厚儀應(yīng)用，教材第7章技術(shù)前沿）；提供企業(yè)產(chǎn)線工藝參數(shù)記錄（脫敏處理），支持學(xué)生結(jié)合數(shù)據(jù)進(jìn)行案例建模分析。

通過上述資源的整合與利用，構(gòu)建“教材理論—工業(yè)案例—模擬仿真—實物驗證—前沿追蹤”的立體化學(xué)習(xí)環(huán)境，強(qiáng)化學(xué)生對板帶軋制知識的深度理解與工程應(yīng)用能力。

五、教學(xué)評估

為全面、客觀地評價學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，確保評估方式與教學(xué)內(nèi)容、課程目標(biāo)及教材《金屬材料加工工藝學(xué)》的核心要求緊密結(jié)合，本課程設(shè)計多元化的評估體系，涵蓋過程性評估與終結(jié)性評估兩個維度，總評成績按比例構(gòu)成。

**1.過程性評估（占40%）**：側(cè)重考察學(xué)生在教學(xué)活動中的參與度、知識應(yīng)用能力和協(xié)作精神。具體包括：（1）平時表現(xiàn)（10%）：通過課堂提問、案例討論發(fā)言、實驗操作規(guī)范性等，評估學(xué)生的參與度和對軋制變形原理（教材第5章）、工藝參數(shù)設(shè)置（教材第6章）等知識的即時掌握情況；（2）作業(yè)（20%）：布置3次作業(yè)，分別圍繞軋制力計算與影響因素分析（教材第5章）、熱連軋溫度場與板形控制策略（教材第6章、第7章）、軋制缺陷診斷與預(yù)防措施（教材第6章）展開，要求學(xué)生結(jié)合教材內(nèi)容完成計算、繪或簡答，重點考察其理論聯(lián)系實際的能力；（3）小組討論與報告（10%）：針對“軋制工藝綠色化改造”等議題（教材第8章），學(xué)生分組研討并提交報告，評估其團(tuán)隊協(xié)作和批判性思維。

**2.終結(jié)性評估（占60%）**：以筆試形式檢驗學(xué)生對核心知識的系統(tǒng)掌握程度和綜合應(yīng)用能力。考試內(nèi)容覆蓋教材第5章至第8章的全部要點，包括：（1）基本概念與原理（20%）：考查軋制變形區(qū)劃分、軋制力模型、寬展與前滑理論等基礎(chǔ)知識點；（2）工藝流程與設(shè)備（20%）：要求學(xué)生繪制板帶連軋流程并標(biāo)注關(guān)鍵設(shè)備（教材第6章、第7章），分析設(shè)備選型對生產(chǎn)效率的影響；（3）綜合應(yīng)用與問題解決（20%）：設(shè)置實際工程問題，如“某鋼廠冷軋出口板厚超差，分析可能原因并提出調(diào)整方案”（教材第6章、第7章結(jié)合），考察學(xué)生的分析診斷和方案設(shè)計能力；（4）理論推導(dǎo)與計算（20%）：包含軋制壓下量分配計算（教材第5章）、軋制力估算等，檢驗其數(shù)學(xué)建模能力。

評估結(jié)果采用百分制，各部分得分按預(yù)設(shè)權(quán)重匯總。同時，對考試中反映出的普遍問題，及時調(diào)整后續(xù)教學(xué)重點，確保評估的反饋功能，促進(jìn)教學(xué)相長。

六、教學(xué)安排

本課程總學(xué)時為16學(xué)時，教學(xué)周期安排在大學(xué)二年級第二學(xué)期，具體教學(xué)進(jìn)度、時間和地點規(guī)劃如下，確保教學(xué)任務(wù)按計劃完成并兼顧學(xué)生實際情況。

**1.教學(xué)進(jìn)度與內(nèi)容銜接**：按照“理論—案例—實踐—拓展”的邏輯順序推進(jìn)，每周安排2學(xué)時理論課與1學(xué)時實驗/討論課，形成緊湊的教學(xué)單元。教學(xué)進(jìn)度緊密圍繞教材《金屬材料加工工藝學(xué)》章節(jié)順序展開：第1-2周完成板帶軋制原理（教材第5章）與工藝流程（教材第6章）的理論講授，結(jié)合課堂討論解析熱連軋溫度控制難點；第3-4周側(cè)重軋機(jī)設(shè)備（教材第7章）與板形控制技術(shù)，同步開展軋機(jī)主傳動系統(tǒng)仿真實驗；第5-6周整合冷軋工藝特點（教材第6章補(bǔ)充）與綠色制造理念（教材第8章），企業(yè)案例分析與模擬軟件實操。實驗/討論課與理論課內(nèi)容形成閉環(huán)，如在講授完教材第5章軋制力計算后，第3周的實驗課安排DEFORM-3D軟件計算不同壓下率下的軋制力，并討論結(jié)果與教材公式的差異。

**2.教學(xué)時間與地點**：理論課安排在周一、周三下午14:00-15:30，于教學(xué)樓A棟301階梯教室進(jìn)行，該教室配備多媒體設(shè)備，便于展示軋制生產(chǎn)線視頻（教材第6章相關(guān)補(bǔ)充）與動態(tài)仿真結(jié)果。實驗/討論課安排在周二下午14:00-17:00，于材料工程實驗中心401室進(jìn)行，該場地可容納32人分組操作DEFORM-3D軟件，并配備液壓軋機(jī)模擬裝置（用于演示教材第7章設(shè)備原理）。時間安排避開學(xué)生午休時段，確保上課專注度；實驗課時長分配為：軟件操作45分鐘、小組匯報15分鐘、教師點評30分鐘，緊湊高效。

**3.靈活調(diào)整機(jī)制**：根據(jù)學(xué)生興趣點（如對智能軋制技術(shù)的好奇，超出教材第7章范圍）適當(dāng)增加專題討論；若某章節(jié)（如教材第6章熱連軋缺陷控制）課堂理解度低，則臨時增加1次課后輔導(dǎo)，結(jié)合教材示與企業(yè)案例進(jìn)行強(qiáng)化講解。教學(xué)地點除常規(guī)教室外，計劃在第5周邀請企業(yè)工程師時，利用線上直播方式同步授課，拓展學(xué)生視野。

七、差異化教學(xué)

鑒于學(xué)生個體在學(xué)習(xí)風(fēng)格、興趣特長及知識基礎(chǔ)上的差異，為促進(jìn)全體學(xué)生發(fā)展，本課程實施差異化教學(xué)策略，通過教學(xué)內(nèi)容、方法與評估的彈性設(shè)計，滿足不同層次學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，確保教學(xué)目標(biāo)與教材《金屬材料加工工藝學(xué)》核心內(nèi)容的達(dá)成。

**1.教學(xué)內(nèi)容分層**：基礎(chǔ)層要求學(xué)生掌握教材第5章軋制力學(xué)基礎(chǔ)、第6章基本工藝流程等核心概念；提高層需深入理解教材第7章設(shè)備工作原理與第8章典型缺陷分析，并能聯(lián)系實際案例；拓展層鼓勵學(xué)生對比教材外文獻(xiàn)（如《鋼鐵研究學(xué)報》關(guān)于新型軋機(jī)控制算法的論文）中關(guān)于智能化、綠色化軋制的先進(jìn)技術(shù)，或自主調(diào)研特定鋼種（如取向硅鋼，超出普通教材范圍）的軋制工藝特點。教師通過課堂提問難度分級、補(bǔ)充閱讀材料推薦等方式實現(xiàn)分層。

**2.教學(xué)方法彈性化**：針對不同學(xué)習(xí)風(fēng)格設(shè)計教學(xué)活動。視覺型學(xué)生通過觀看教材配套視頻（如教材第6章熱連軋過程動畫）和工業(yè)現(xiàn)場3D模型（企業(yè)合作資源）獲取信息；動覺型學(xué)生側(cè)重參與DEFORM-3D軟件操作（教材第8章應(yīng)用）和液壓軋機(jī)模擬裝置實驗，并在實驗報告中強(qiáng)調(diào)操作步驟與現(xiàn)象記錄；分析型學(xué)生則通過案例討論（如分析教材第7章某鋼廠板形控制失敗案例）和軋制工藝參數(shù)優(yōu)化仿真（軟件參數(shù)調(diào)整）發(fā)揮邏輯思維優(yōu)勢。小組討論時按興趣和能力異質(zhì)分組，如將擅長軟件操作的學(xué)生與理論推導(dǎo)強(qiáng)項學(xué)生搭配。

**3.評估方式個性化**：平時表現(xiàn)評估中，對積極參與理論討論的學(xué)生（如提出教材第5章軋制力計算公式改進(jìn)建議）給予加分；作業(yè)布置基礎(chǔ)題（覆蓋教材核心公式，如教材第5章軋制壓下量計算）與拓展題（結(jié)合企業(yè)實際數(shù)據(jù)，分析教材第6章熱連軋溫度波動原因）供學(xué)生自選；終結(jié)性考試中，基礎(chǔ)卷側(cè)重教材章節(jié)客觀題（占比60%），提高卷增加綜合應(yīng)用題（占比40%，如模擬教材第7章設(shè)計一套簡單AGC控制系統(tǒng)），允許學(xué)有余力的學(xué)生自選提高卷。實驗報告評價標(biāo)準(zhǔn)除規(guī)范性外，對創(chuàng)新性解決方案（如提出教材未提及的軋輥磨損減緩措施）給予額外加分。通過多元評估維度，全面反映學(xué)生掌握教材知識及延伸應(yīng)用的能力。

八、教學(xué)反思和調(diào)整

為持續(xù)優(yōu)化教學(xué)效果，確保課程內(nèi)容與教學(xué)方法始終服務(wù)于教學(xué)目標(biāo)及教材《金屬材料加工工藝學(xué)》的深度掌握，本課程建立常態(tài)化教學(xué)反思與動態(tài)調(diào)整機(jī)制。

**1.教學(xué)反思周期與內(nèi)容**：采用“單元反思—階段評估—期末總結(jié)”的周期安排。每次理論課后（如講解教材第5章軋制力模型后），教師通過批改隨堂練習(xí)、觀察學(xué)生課堂互動狀態(tài)，反思知識點講解的清晰度、難度梯度的合理性，以及與教材公式的關(guān)聯(lián)是否充分。每兩周進(jìn)行一次階段評估，結(jié)合作業(yè)與小組討論表現(xiàn)，分析學(xué)生對教材第6章工藝流程連貫性理解的薄弱點（如開坯與粗軋銜接參數(shù)），或?qū)滩牡?章設(shè)備原理抽象概念（如軋輥撓度）的掌握程度。期末則全面復(fù)盤16學(xué)時教學(xué)的整體效果，重點評估教材核心知識（如軋制變形基本概念、工藝參數(shù)優(yōu)化原則）的達(dá)成度，以及差異化教學(xué)策略對不同層次學(xué)生的實際影響。反思過程記錄于教案備查，形成問題庫。

**2.學(xué)生反饋收集與利用**：通過匿名問卷（課后發(fā)放，涵蓋教學(xué)內(nèi)容關(guān)聯(lián)性、案例時效性等維度）、在線教學(xué)平臺（如超星學(xué)習(xí)通）投票（如“本節(jié)內(nèi)容與教材第8章綠色制造關(guān)聯(lián)度如何”）及期末教學(xué)評價表三種方式收集學(xué)生反饋。問卷設(shè)計針對具體環(huán)節(jié)，如“DEFORM-3D軟件操作對理解教材第5章變形區(qū)劃分的幫助程度”。收集后，分析反饋數(shù)據(jù)，若多數(shù)學(xué)生反映教材第6章熱連軋案例分析陳舊（如案例數(shù)據(jù)未更新至近三年），則及時替換為寶武集團(tuán)近期的智能化改造實例，并補(bǔ)充相關(guān)行業(yè)報告（如中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會年度報告）作為背景材料，強(qiáng)化教學(xué)內(nèi)容的實踐性與時效性。若實驗課（教材第8章應(yīng)用）反饋DEFORM-3D操作指引不足，則調(diào)整實驗前準(zhǔn)備環(huán)節(jié)，增加軟件參數(shù)設(shè)置文講義及仿真預(yù)演時間。

**3.教學(xué)方法與資源的動態(tài)調(diào)整**：根據(jù)反思與反饋結(jié)果，靈活調(diào)整教學(xué)策略。若發(fā)現(xiàn)學(xué)生普遍對教材第7章板形控制數(shù)學(xué)模型（如S-T方程）理解困難，則增加數(shù)值計算演示（使用MATLAB腳本模擬），或引入簡化版板形預(yù)測軟件替代DEFORM-3D進(jìn)行教學(xué)，降低認(rèn)知負(fù)荷。若某小組在分析教材第6章軋制缺陷案例時表現(xiàn)出較強(qiáng)創(chuàng)新性（如提出新型潤滑劑改善麻點缺陷），則鼓勵其在實驗報告中深化該方案，并邀請指導(dǎo)教師進(jìn)行額外指導(dǎo)，將學(xué)生興趣點轉(zhuǎn)化為深度學(xué)習(xí)契機(jī)。通過持續(xù)的教學(xué)反思與精準(zhǔn)調(diào)整，確保課程教學(xué)始終貼合學(xué)生需求，高效達(dá)成對教材知識體系的掌握與應(yīng)用目標(biāo)。

九、教學(xué)創(chuàng)新

為突破傳統(tǒng)板帶軋制教學(xué)的局限性，提升課程的吸引力和互動性，本課程積極探索教學(xué)創(chuàng)新，融合現(xiàn)代科技手段，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情與探索精神，確保創(chuàng)新點與教材《金屬材料加工工藝學(xué)》的核心內(nèi)容緊密結(jié)合。

**1.虛擬現(xiàn)實（VR）沉浸式教學(xué)**：引入VR技術(shù)模擬板帶軋制生產(chǎn)線全流程，學(xué)生可通過頭戴式設(shè)備“親身”進(jìn)入熱連軋或冷連軋現(xiàn)場，觀察從鋼坯進(jìn)入開坯機(jī)至最終卷取的全過程（關(guān)聯(lián)教材第6章工藝流程），直觀感受軋制速度、壓下量、溫度變化等參數(shù)對板形、厚差的影響。VR場景中嵌入教材關(guān)鍵知識點（如教材第5章的變形區(qū)劃分、教材第7章的AGC控制邏輯），學(xué)生可通過交互操作觸發(fā)相關(guān)理論講解或動畫演示，實現(xiàn)“情境—理論—應(yīng)用”的閉環(huán)學(xué)習(xí)。

**2.（）驅(qū)動的智能問答**：搭建基于教材內(nèi)容的助教系統(tǒng)，學(xué)生可隨時就軋制力計算（教材第5章）、工藝參數(shù)優(yōu)化（教材第6章）、設(shè)備故障診斷（教材第7章）等問題進(jìn)行提問，系統(tǒng)根據(jù)教材知識點庫提供精準(zhǔn)解答或相關(guān)案例。助教還能分析學(xué)生的提問模式與錯誤頻次，生成個性化學(xué)習(xí)報告，提示教師重點關(guān)注特定知識點（如教材第8章綠色制造中的能耗計算方法），實現(xiàn)精準(zhǔn)輔導(dǎo)。

**3.項目式學(xué)習(xí)（PBL）與競賽結(jié)合**：設(shè)計“智能軋機(jī)工藝參數(shù)優(yōu)化”項目，學(xué)生以小組形式，模擬企業(yè)工程師角色，使用DEFORM-3D軟件（教材第8章應(yīng)用）并結(jié)合教材第5章至第7章理論，針對特定鋼種（如高強(qiáng)度汽車板）設(shè)計軋制方案，目標(biāo)是實現(xiàn)板形良好、表面質(zhì)量優(yōu)異且能耗最低。項目成果以“軋制工藝優(yōu)化方案競賽”形式展示，邀請企業(yè)專家評審。通過競賽激發(fā)學(xué)生綜合運用教材知識解決實際工程問題的能力，培養(yǎng)團(tuán)隊協(xié)作與創(chuàng)新意識。這些創(chuàng)新方法旨在將抽象的軋制理論轉(zhuǎn)化為生動、可感的體驗，提升學(xué)習(xí)投入度。

十、跨學(xué)科整合

板帶軋制作為典型的工程實踐領(lǐng)域，與多學(xué)科知識緊密關(guān)聯(lián)，本課程通過跨學(xué)科整合，促進(jìn)知識的交叉應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生綜合解決復(fù)雜工程問題的學(xué)科素養(yǎng)，確保整合內(nèi)容與教材《金屬材料加工工藝學(xué)》的工程屬性相契合。

**1.材料科學(xué)與工程**：深度結(jié)合教材第6章熱連軋與冷軋工藝，引入《金屬材料學(xué)》中關(guān)于金屬材料塑性變形特性、加工硬化行為、回復(fù)與再結(jié)晶理論的內(nèi)容，分析不同鋼種（如取向硅鋼、不銹鋼）在軋制過程中的溫度依賴性及演變規(guī)律。學(xué)生在設(shè)計軋制方案時（教材第8章應(yīng)用），需考慮材料性能對工藝參數(shù)（如軋制速度、道次壓下率）的制約，理解軋制與材料科學(xué)的內(nèi)在聯(lián)系。

**2.機(jī)械工程**：圍繞教材第7章軋機(jī)設(shè)備，整合《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》與《機(jī)械制造技術(shù)》中關(guān)于齒輪傳動、液壓傳動、軸承選型與潤滑的知識，分析軋機(jī)主傳動系統(tǒng)的效率損失與故障模式。實驗環(huán)節(jié)（教材第8章應(yīng)用）中，學(xué)生需運用《工程力學(xué)》中的梁彎曲理論計算軋輥撓度對板厚精度的影響，并將《測量技術(shù)》中關(guān)于板厚、溫度、軋制力的傳感與檢測技術(shù)（如激光測厚儀原理）納入課程討論，理解設(shè)備是理論實現(xiàn)的載體。

**3.自動控制與信息技術(shù)**：對接教材第7章板形控制與第8章智能制造趨勢，引入《自動控制原理》中關(guān)于閉環(huán)控制系統(tǒng)（如AGC）的建模與調(diào)節(jié)，以及《計算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)》中關(guān)于工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信、數(shù)據(jù)庫管理的內(nèi)容。學(xué)生需分析教材中板形控制系統(tǒng)的傳感器信號處理、模型預(yù)測與執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作邏輯，并探討大數(shù)據(jù)分析在軋制過程優(yōu)化（教材第8章綠色制造）中的應(yīng)用場景，理解信息技術(shù)對現(xiàn)代軋鋼的重要支撐作用。通過跨學(xué)科整合，使學(xué)生認(rèn)識到板帶軋制不僅是軋制工藝問題，更是涉及材料、機(jī)械、控制、信息等多領(lǐng)域協(xié)同的復(fù)雜系統(tǒng)工程，為其未來從事交叉學(xué)科研發(fā)或管理工作奠定基礎(chǔ)。

十一、社會實踐和應(yīng)用

為將板帶軋制理論知識與工業(yè)實踐緊密連接，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實踐能力，本課程設(shè)計了一系列與社會實踐和應(yīng)用相關(guān)的教學(xué)活動，確?；顒觾?nèi)容緊扣教材《金屬材料加工工藝學(xué)》的核心知識點，并強(qiáng)調(diào)解決實際工程問題的能力。

**1.企業(yè)參訪與問題診斷**：學(xué)生參觀鋼鐵企業(yè)的軋鋼車間（關(guān)聯(lián)教材第6章熱連軋、第7章軋機(jī)設(shè)備），實地觀察粗軋、精軋、卷取等工序，了解生產(chǎn)線上AGC、板形控制等技術(shù)的實際應(yīng)用情況。參訪前，提供教材相關(guān)章節(jié)預(yù)習(xí)材料，要求學(xué)生帶著問題（如教材第7章中AGC系統(tǒng)為何會出現(xiàn)響應(yīng)滯后）進(jìn)行觀察。參訪后，專題討論，要求學(xué)生結(jié)合教材知識，分析現(xiàn)場觀察到的軋制缺陷（如教材第6章麻點、劃傷）的可能原因，并模擬提出改進(jìn)建議，如調(diào)整軋制速度（教材第6章）或優(yōu)化潤滑方式（教材第6章）。此活動旨在增強(qiáng)學(xué)生對教材理論知識的感性認(rèn)識，培養(yǎng)其發(fā)現(xiàn)問題、分析問題的能力。

**2.工程案例分析競賽**：選取行業(yè)內(nèi)真實的工程案例（如某鋼廠因工藝參數(shù)設(shè)置不當(dāng)導(dǎo)致板形失穩(wěn)，源自教材第7章板形控制知識），要求學(xué)生分組進(jìn)行深入分析。學(xué)生需查閱教材相關(guān)章節(jié)，結(jié)合《鋼鐵研究學(xué)報》等文獻(xiàn)資料，運用軋制力計算（教材第5章）、溫度場模擬（教材第6章）等知識，診斷問題根源，并提出切實可行的解決方案，包括工藝參數(shù)調(diào)整（教材第6章）或設(shè)備改進(jìn)建議（教材第7章）。最終以方案報告和現(xiàn)場答辯形式展示成果，評選出最佳方案。此活動鍛煉學(xué)生的綜合應(yīng)用能力和創(chuàng)新思維，使其理解教材知識在解決復(fù)雜工程問題中的作用。

**3.軋制工藝模擬優(yōu)化項目**：利用DEFORM-3D或AutoForm軟件，模擬特定鋼種（如取向硅鋼，超出普通教材范圍但關(guān)聯(lián)教材第6章冷軋工藝）的軋制過程。學(xué)生需根據(jù)教材第5章至第8章的理論知識，設(shè)定軋制參數(shù)，目標(biāo)是實現(xiàn)目標(biāo)板形和表面質(zhì)量，同時最小化能耗。鼓勵學(xué)生探索教材未詳述的工藝優(yōu)化路徑，如通過軟件模擬驗證新型軋輥表面處理技術(shù)（關(guān)聯(lián)教材第7章設(shè)備維護(hù)）對改善板形的效果。項