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“空中實驗室”破解實踐教學(xué)難題

http://m.mattsalter.com2020年04月13日 10:46教育裝備網(wǎng)

  “大小齒輪寬度為什么不同?”“零件如何選取?”疫情期間,武漢科技大學(xué)大三學(xué)生胡文韜,用了整整三周時間,完成了“機械設(shè)計課程設(shè)計”的全部課程。完成虛擬實驗并獲80分以上、精確計算40多種零件的尺寸、自學(xué)專業(yè)制圖軟件完成電腦制圖、老師一對一視頻答辯,整個過程打通“四關(guān)”才能順利完成考核。

  在武漢科技大學(xué),“機械設(shè)計課程設(shè)計”這門課是有名的既難學(xué)又難過。即使在學(xué)校有老師手把手地教,每年的淘汰率仍有近10%。如今,線上開課,考核標準不變,學(xué)生怎樣順利完成學(xué)業(yè)?事實上,該校多措并舉,積極構(gòu)筑“空中實驗室”,幫助學(xué)生打通了課程設(shè)計的“最后一公里”,實現(xiàn)了工科實踐教學(xué)從理論傳授、課程設(shè)計、虛擬實驗、在線考核的全程護航。

  虛擬仿真帶來教學(xué)場景變革

  疫情發(fā)生后,理工科實驗實踐類課程一直是高校教學(xué)的頭疼問題!皺C械設(shè)計課程設(shè)計”就是典型的實踐和理論集合的應(yīng)用型課程。在武漢科技大學(xué),教師們一方面擔心學(xué)生們的機械制圖所需的特定圖紙無法購買,學(xué)生在家,課程整體進度也很難準確把握;另一方面,也擔心一旦課程設(shè)計延后,就會影響到3個學(xué)院的19個班級,約600余名學(xué)生的學(xué)業(yè)進度。

  最終,經(jīng)過詳細論證,權(quán)衡利弊,學(xué)校決定如期開課、線上施行。各項課前的準備工作立刻啟動,為了解決課程資料和教材無法發(fā)放的問題,老師們連夜整理校對電子檔,發(fā)送給每一名學(xué)生。

  “這也太‘豐富’了吧!”看著老師發(fā)來的電子壓縮包里,一份任務(wù)書、一組數(shù)據(jù)、一份講稿和兩本近700頁的電子書,學(xué)生趙馳既震驚又擔憂,“這是一門具有很強實操性的課程,沒有實物實驗,就靠看數(shù)據(jù)和書本,我真的能行?”

  很快,他就發(fā)現(xiàn)自己的擔心是多余的。在資料里,他發(fā)現(xiàn)了一份名為“減速器拆裝及結(jié)構(gòu)認知”虛擬實驗的任務(wù)書。

  原來,為了解決無法開展實物實驗問題,老師們特意為學(xué)生們開設(shè)了“減速器拆裝及結(jié)構(gòu)認知”虛擬實驗。點擊鏈接進入實驗平臺,遵循操作提示,學(xué)生們便可模擬仿真拆裝“減速器”的步驟,系統(tǒng)里自動給出相應(yīng)的評分。

  “操作可以重復(fù)多次,要獲得80分以上,才能進行下一步的任務(wù)!敝笇(dǎo)老師侯宇提醒大家。通過在這套系統(tǒng)里做仿真實驗,學(xué)生們直觀地看到了齒輪嚙合、軸內(nèi)部結(jié)構(gòu)和各個零件,對減速器有了更加感性的認識,為后面的課程設(shè)計打下良好的基礎(chǔ)。

  “在線教學(xué)”實現(xiàn)課堂內(nèi)外銜接

  學(xué)習(xí)的過程亦是思考的過程。在翻閱電子書的過程中,學(xué)生的腦袋里會有無數(shù)的問題。為了及時指導(dǎo),負責(zé)這門課的15位老師都建立了相應(yīng)的教學(xué)群,針對學(xué)生們在設(shè)計、計算、畫圖等方面的問題在線答疑。

  “齒輪間如何定位?”晚上11點半,學(xué)生彭尚文遇到了問題。他下意識地將問題發(fā)給了指導(dǎo)老師楊金堂,“沒想到,楊老師竟然‘秒回’我了。”

  在接下來的20分鐘里,楊老師從齒輪定位錯誤的原因、為何不能使用軸套定位、如何合理定位,條分縷析,直到彭尚文表示“明白了”,才囑咐他早點休息。

  “簡直是知識大科普,思路一下子就通了!笨匆娙豪镞有不少同學(xué)也提出了類似的問題,彭尚文自告奮勇地去給同學(xué)們答疑,“既能給老師減輕壓力,還能及時鞏固新知識點!

  除了單獨答疑,老師們還定期直播,講解共性問題。作為課程總負責(zé)人的李貴,是直播課的主講老師,他將學(xué)生們遞交的“裝配圖”投屏,用紅筆勾出常見的錯處,依次給學(xué)生們講解。

  “對視孔蓋通氣塞周圍的結(jié)構(gòu)”是制圖中的一大難點,即使看過書,也做了虛擬實驗,很多同學(xué)仍舊一頭霧水。了解到情況后,李貴連夜制作了通氣塞結(jié)構(gòu)的三維模型,在直播課上給學(xué)生們展示內(nèi)部細節(jié),講解設(shè)計制造工藝的限制。

  直播課結(jié)束時,面對滿屏“聽懂了,李老師辛苦啦”的留言,李貴那一雙布滿血絲的眼睛里全是笑意。

  除此之外,老師們提倡學(xué)生將每天完成的演算、圖紙等工作進度的照片上傳到群相冊中,以供老師批閱。一來,可以掌握學(xué)生們的課程設(shè)計進度;二來,可以發(fā)現(xiàn)學(xué)生在課程設(shè)計過程中存在的問題,及時止損。

  在交上來的照片中,李貴只要發(fā)現(xiàn)了問題,便用醒目的紅色字體在旁邊標出;看見部分學(xué)生進度落后了,他便挨個兒私聊他們詢問情況,并告訴他們有問題要及時詢問;他還常常在學(xué)生作業(yè)評語后面寫一些鼓勵的話,“慢一點沒關(guān)系,每天進步一點點”“加油,有問題隨時找我”!斑@幾周,基本上從早到晚都在電腦前,雖然看得眼睛都疼了,可能把握住每一名學(xué)生的實時進度,值了!”李貴說。

  “聯(lián)合作戰(zhàn)”激發(fā)學(xué)生探究熱情

  “電腦制圖?也太難了吧!笨粗吧牟僮鹘缑婧鸵槐娨姸紱]見過的操作軟件,大家一下子都蒙了。往年的課程設(shè)計,要求提交手繪圖紙,由于擔心學(xué)生買不到圖紙,今年也順勢作出了改變,全部采用電腦制圖。

  提出電腦制圖的要求后,之前一直忙前忙后的老師們,留下幾句“加油”“注意截止時間”的話,便不見了蹤影!白约簩W(xué)來的知識,才記得更牢!崩蠋焸儧Q定考驗一下學(xué)生們的自主學(xué)習(xí)能力。

  短暫的迷茫后,學(xué)生們很快確定了“聯(lián)合作戰(zhàn)方案”。你負責(zé)查找資料,了解操作系統(tǒng)的原理;我負責(zé)查國標,翻閱明細表,弄懂圖框繪制……一時間,群里討論得熱火朝天。為了一個小凸臺的作用、頂蓋的結(jié)構(gòu),甚至能爭論上小半天時間。

  真理越論越明,學(xué)生們對制圖的步驟愈發(fā)清晰,對尺寸標注的規(guī)范越發(fā)明確。查表、快捷鍵、運用線型、實操軟件等,一開始摸不著頭緒的新技能,學(xué)生們也一一掌握。

  當然,設(shè)計的過程并非一蹴而就,而是一個反復(fù)打磨的過程。隨著理解的深入,之前未顧及的問題浮出水面。

  “以前畫錯了可以擦掉再來!比缃,步步皆須謹慎,稍有差錯,就得打回原形,推翻重做!吧现苋嬃艘淮蟀,發(fā)現(xiàn)齒輪和頂蓋距離很近,可能發(fā)生干涉,為了整體結(jié)構(gòu)精巧,只能重新制作!壁w馳回憶說,機械設(shè)計的每一個數(shù)據(jù)都是嚴格來源于設(shè)計數(shù)據(jù),精度高,來不得半點馬虎。

  三周時間過去了,學(xué)生們裝配圖紙的完成率已達到90%以上,線上一對一答辯也接近尾聲。與往年線下課程設(shè)計相比,進度相同,通過率持平。

  “虛擬實驗、線上講課、電腦制圖、視頻答辯,這些都是從未經(jīng)歷過的挑戰(zhàn),也出現(xiàn)了很多意想不到的困難,但老師和同學(xué)們一起努力贏下了挑戰(zhàn)。學(xué)生們表現(xiàn)出來的自主學(xué)習(xí)能力讓人驚喜,老師們的敬業(yè)奉獻更令人感動!痹撔C械學(xué)院副院長王興東表示,同學(xué)們從這次線上課程中,不僅收獲了知識和技能,更提高了學(xué)習(xí)能力和協(xié)作精神,為接下來的學(xué)習(xí)打下堅實的基礎(chǔ)。

(來源:《中國教育報》 )

責(zé)任編輯:董曉娟

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