一、成果完成人及团队成员简介
成果完成人：李振亮，教授，博士生导师，材料成型及控制工程系主任，材料与冶金学院教工第二党支部书记，内蒙古自治区锻压学会副秘书长。包头市政府“优秀教师”，内蒙古自治区“优秀党员”（2016年），内蒙古自治区“教学名师”（2018年）。教育部（机械类）材料成型及控制工程专业“工程教育认证”（2018年）负责人、内蒙古自治区虚拟仿真实验教学“一流课程”主持人（2019年），内蒙古自治区“一流专业”主要负责人（2020年），内蒙古自治区级“课程思政”项目“示范课程”教学名师（2021年）。
多年来，一直担任材料加工创新实验、材料加工过程数学模型、材料加工过程自动化，材料成型控制工程（古典控制、现代控制、智能控制）基础、材料加工智能制造等课程的专业教学工作，目前主要从事高性能铝合金、镁合金、钛合金组织性能精确控制等相关科学科研工作。
国际TRIZ协会三级认证专家，内蒙古自治区创新创业骨干教师。多年来，指导本科生获第八、九届“挑战杯”全区大学生课外科技作品竞赛优秀奖、三等奖，第四届“全国TRIZ杯”大学生比赛二等奖，中国创新方法大赛内蒙古赛区分赛暨第二届（2018年）全区创新方法大赛二等奖获得者，第三届（2019年）全区创新方法大赛评委。2020年内蒙古创新方法大赛大学生TRIZ杯专项赛三等奖、优胜奖“TRIZ指导教师”。
本成果负责课题规划与申报、教学实施与指导、专利申请、组织学生参加轧钢比赛、教学成果总结推广等。
成果团队成员：陈林，教授，硕士生导师。内蒙古科技大学材料与冶金学院教授委员会委员，中国金属学会轧钢分会理事、委员，中国体视学会材料分会理事，主要从事轧钢生产新工艺、新技术以及材料加工数值模拟及组织控制，先后荣获内蒙古自治区“草原英才”、内蒙古自治区“突出贡献专家”及包头市“5512领军人才”等称号。
本成果负责方案设计与实施。
成果团队成员：郭瑞华，博士，教授，博士生导师，内蒙古科技大学材料与冶金学院专任教师。主要从事高性能稀土纳米材料研发及其工业应用、稀土在先进结构材料（钢铁及铝、镁合金）应用研究。
在项目具体实施过程中，负责指导学生通过“JHBY钢铁生产虚拟仿真”平台进行方案优选、工艺设计、“复杂工程问题”的解决，具体包括钢种选择、加热工艺、变形制度、速度制度、温度制度的设计与优化。
通过本成果的实施，驱动了“中厚板模块”虚拟仿真实践教学平台有效开发及利用，对本专业的本科生的实习效果有明显的提升，同时，通过仿真模拟操作，将本专业的“轧钢理论知识”与“生产实践”进行了有机的结合，培养了学生解决“复杂工程问题”能力，真正实现了“以学生为中心”人才培养模式。
成果团队成员：陈重毅，博士，副教授，硕士生导师。主要从事特厚及特种材料焊接冶金组织性能控制相关研究，本成果具体负责仿真平台实操教学，仿真平台的教学大纲编写，主干课程《材料加工创新实验》虚拟仿真平台操作和指导材料成型及控制工程专业本科生参加“全国轧钢仿真比赛”等，重在培养学生实际动手能力和创新能力。
2017年重庆科技学院“重科杯”全国模拟炼钢-轧钢比赛；2018年蒙古科技大学“内科大杯”全国模拟炼钢-轧钢比赛；2019年安徽工业大学“安工大杯”全国模拟炼钢-轧钢比赛；2020年辽宁科技大学 “辽科大杯全国模拟炼铁-炼钢-轧钢比赛”获优秀指导奖。
成果团队成员：丁国，蒙古族，副教授，硕士生导师。材料与冶金学院一直从事教学、科研以及学院工会工作，主要从事连铸生产新工艺、连铸测试技术及装备等方面的研究
在“JHBY中厚板虚拟仿真实践教学平台的内涵建设及学生实践能力培养”项目主要负责：
(1)根据中厚板实际生产工艺流程的“自动化控制”功能，仿真生产过程的操作与控制丰富平台中运行数据，对虚拟仿真平台中教学软件系统完善。
(2)完善轧制及后续生产工艺流程的教学与培训，适用于本科院校实践教学的专业技能锻炼。
(3)基于工业生产控制软件建立该教学软件平台，增加工业现场生产数据和生产工艺数学模型仿真结果，使虚拟仿真内容更贴近生产现实；
(4)利用“积木式”开发架构的维护、功能添加等，完善模块。使在校学生对钢铁企业生产现场有足够的认识和体会，在《生产实习》、《毕业实习》过程中更好达到实习大纲的教学要求，提供理论联系实际的机会。
成果团队成员：岑耀东，讲师，硕士生导师，内蒙古科技大学材料与冶金学院专任教师。主要研究领域为金属材料加工过程的组织性能、残余应力及金属材料疲劳寿命评估等。
本成果实施过程中，依托《材料加工基础实验》开展“虚拟仿真教学”和“JHBY中厚板虚拟仿真实践教学平台”，着力培养学生解决“复杂工程问题”能力以及热爱本专业的意识，将轧制理论知识与生产实践有机融合在一起，实现对学生价值塑造、能力培养、知识传授“三位一体”教学目标，大大提高学生对专业课的学习兴趣，提高了学生创新能力、实践动手能力。
二、教学成果介绍
成果简介：创新是引领发展第一动力，作为我国最早一批《材料加工创新实验》课程建设者与实施者，在前期虚拟仿真平台建设应用基础上，为推动虚拟仿真技术与教育深度融合，提升教育质量，促进TRIZ创新理论与工程应用相结合，提升地方高校高水平应用型人才的创新能力开展了多年探索教学。本成果正是团队成员依托虚拟仿真平台进一步建设与协作的结果。
团队坚持“以学生为中心”的OBE理念和“三全育人”宗旨，建立跨课堂、跨专业、跨学科、校内校外等虚拟仿真技术的协同教学模式，开展虚拟仿真技术的教学方法改革，建立健全虚拟仿真技术教学的管理机制与考核机制取得了多项创新成果，为我国高校在利用虚拟仿真技术开展专业课程教学起到了示范作用。
图1 钢铁生产虚拟仿真平台总系统（五个模块）
图2 中厚板轧制虚拟仿真平台
团队提出并实现了具有中国特色的“1+3”协同教学新模式，促进了虚拟仿真技术在提升课堂质量的高效率应用，取得了一系列可推广、可复制的成果，对“创新能力”快速提升和“价值引领”高效融入课程探索出了“可操作”的措施以及“可衡量”的评价方法。
成果建设成效可概括为：
●1个新教育理念：三一教学
●3个材料成型及控制工程专业培养方案（2012修订版、2018版、2022版）
●1个新教学方法：“虚实迭代”教学法
●1个教学质量保障体系
●2名内蒙古自治区级“教学名师”
●1个内蒙古自治区级“课程思政”示范课程《材料加工创新实验》教学团队
●1门内蒙古自治区级“一流本科”实验课程（《材料成型及控制工程轧制虚拟仿真实验》）
●1个内蒙古自治区级“一流本科”专业建设点（材料成型及控制工程）
●2个国家级“一流本科”专业建设点（冶金工程、金属材料工程）
●4个国家级工程教育认证专业建设点支撑平台（冶金工程、金属材料工程、材料成型及控制工程、安全工程）
●3个专业（冶金工程、材料成型及控制工程、金属材料工程、）“协同联动”开展专业《综合实验》并建立管理机制
●虚拟仿真教学学生人数近7000人次
●发表教改论文12篇，专利10项
成果的创新点：本成果坚持“以学生为中心”的“虚拟仿真协同教育”理念，采用虚拟仿真技术协同教学理论、教学模式、教学方法开展研究和实践，探索出基于虚拟仿真技术协同提升“三全育人”课程质量的新途径，促进OBE理念下的“三位一体”教学目标高质量完成，主要有如下三个创新点：
（1）理论创新：首次提出“三一”教学理论并应用在课程思政教学，为学生主动学习提供“内在动力”。从TRIZ创新理论的历史形成过程，抽取其“功能分析、物理矛盾、技术矛盾”等概念的理论精华，在虚拟仿真课程的教学过程中逐步凝练出以“共通性、统一性、重复性”等原理为核心理念的“三一”教学理论，即“价值引领、知识传授、能力提升”三者在其“形而上”的“体”是“一”个整体而不是割裂为“三”。（详见“教改论文：李振亮,陈重毅,岑耀东.创新类课程中的“课程思政”建设与思考[J].黑龙江教育(高教研究与评估),2021(01):83-84”）该理论可打破传统思维惰性、激发学生“梦想”，对有效解决“价值引领”理念与“载体”融入过程产生“两张皮”现象有直接指导作用
（2）模式创新：提出并实践了一种“1+3”协同教学模式，为学生主动学习提供“外在动力”。“1+3” 协同教学模式是“三一”教学理论在实际教学过程的“应用”。即一门课程（比如，虚拟仿真教学）教学过程中，从“价值、知识、能力”三个不同维度挖掘教学模式，其本质是从“价值、知识、能力” 三者“形而下”的“用”过程中寻找到“差异性”来有效提升课堂教学质量与学生学习效果。
（3）方法创新：探索出一种“虚实迭代”教学法并付诸教学，形成了一套基于“案例”的经验方法。“虚实法”是泛指“横向（或“不同类”）不同教学过程中的映射或协同，其本质是“协同性”；“迭代法”是泛指“纵向”（或“同类”属性）教学过程中的不断螺旋式“重复”与上升，其本质是“反复性”。“虚实迭代”教学法可显著提升学习者的创新能力、动手能力、沟通能力等，真正有效提升解决实践过程“复杂工程问题”的能力。
成果的推广应用效果：
（1）成果丰富
●1个新教育理念：三一教学
●1个新教学方法：“虚实迭代”教学法
●3个专业培养方案
●1个教学质量保障体系
●2名自治区级“教学名师”
●1个自治区级“课程思政”示范课程教学团队
●1门自治区级“一流本科”实验课程
●1个自治区级“一流本科”专业建设点
●2个国家级“一流本科”专业建设点
●发表教改论文12篇，专利10项
（2）受益面广
●4个国家工程教育认证专业建设点
●推广至2个国家级“一流本科”专业建设点
●虚拟仿真学生人数近7000人次
《材料加工实验基础》开设的自主研发虚拟仿真教学“咬入角”案例（开课教师：岑耀东）见图4所示。
图4 《材料加工实验基础》开设的虚拟仿真教学“咬入角”案例
●支撑课程15门（实践类7门，理论类8门）
●新增开设必修课《材料加工创新实验》1门（48学时）
●3个专业（冶金工程、材料成型及控制工程、金属材料工程、）“协同联动”开展专业《综合实验》
●“反哺”2022版培养方案 “智能制造”方向专业课6门。
●《毕业设计》毕业生9人次
成型2017级罗霄同学利用“轧制虚拟仿真平台”进行《毕业设计》和“现场考核评价”实操见图5所示。
图5 学生在“轧制虚拟仿真平台”进行《毕业设计》和“现场考核评价”
成型2013级陈沐昕同学（学号：1361105222）自主研发“IMUST中厚板轧制规程仿真计算系统”并与JHBY系统链接试运行（图6）。
图6 “IMUST中厚板轧制规程仿真计算系统”与JHBY系统链接试运行
（3）影响力大
●研究成果2018年受到教育部（机械类）工程认证进校专家上海交通大学陈关龙教授等高度评价。
●2021年11月研究成果荣获自治区级“课程思政”示范课程、教学团队、教学名师。
●学生、督导、同行对成果的评价。
从2018-2021年《生产实习报告》可知，学生对仿真平台运行后实习效果满意，实习效果得到材料与冶金学院宋希文院长和教务处教学督导组专家（李革教授等）肯定，2018年12月李振亮教授在材料与冶金学院进行公开汇报。
2018年“仿真平台”得到教育部（机械类）工程认证专家肯定，2019年“轧制虚拟仿真实验”获内蒙古自治区虚拟仿真 “一流本科”课程，2020年支撑材料成型及控制工程专业获评内蒙古自治区“一流专业”。
成型2018级四名保研生，其中2名直博（一名博士生导师为中国工程院院士；北京理工大学、北京科技大学）、1名硕博连读（重庆大学），1名是重庆大学硕士。
成型2019级七名保研生，其中1名直博（西安交通大学）、2名中南大学，2名北京科技大学，重庆大学、上海大学各1名。
这表明内蒙古科技大学材料成型及控制工程专业本科生质量，已被全国越来越多的重点高校同行认可。
（4）第三方评价学生能力提高显著，仿真平台大大提升学生实践类竞赛成绩。
MYCOS（麦可思）《生产实习问卷调查》“第10题-分析和解决问题能力提高”的“满意率”2019年为94.92%，2020年为100%。
2017年至2021年期间学生参加“挑战杯”、“互联网+”、数学建模、冶金科技竞赛、模拟炼钢—轧钢等省部级比赛以上获奖62大项，获奖学生102人次。
图7历年全国模拟炼钢-轧钢大赛参赛和获奖（部分）
上述优异比赛成绩的获得与我校具有“中厚板轧制虚拟仿真”操作平台提供竞赛前的练习密不可分。图8为丁国老师、陈重毅老师等利用轧制虚拟仿真平台训练材料成型及控制工程专业本科生情况。
图8指导老师现场指导本科生进行轧制虚拟仿真训练
