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停课不停学,实验不可缺——疫情下的匹兹堡学院实验教学纪实

发布时间: 2020年4月10日 | 查看数: 823

面对疫情所导致高校迟迟不能开学的情况,各兄弟院校利用各类软件平台纷纷推出了线上教学,开展“停课不停学”。但作为理工科专业最看重的实践教育环节,面临学生无法亲临实验室的难题,应当如何解决呢?对此,匹兹堡学院实验教学团队通过运用远程控制平台、虚拟仿真软件、口袋实验项目和整合各类教学资源,有效地保障了实验教学的质量,将疫情给实验教学带来的影响降到了最低。

一、虚实结合,身临其境

《机械测量1》是匹兹堡学院机械工程专业的实验课。实验教学团队利用ELF-BOX3在线实验平台,迅速地将《仪器设备入门和信号采集》实验项目转化为“云端实验”:同学们可以在线搭建实验电路、远程控制仪器设备、实时获取真实数据和同步观察仪器运行情况。“云端实验”实现了与线下实验同质等效,保证了实践教学的效果;同时教学团队引入Breadboard_Sim、Scope V1.46等虚拟仿真软件,有效解决了设备、时间和场地等条件的限制,以最低的成本为实验教学提供强有利的支持。

图1:同学在ELF-BOX3平台远程操控信号源和示波器,进行正弦信号的采集和测量

图2:同学在Breadboard_Sim上搭建虚拟仿真电路,进行电压电流的测量

“之前我从来没有想过可以在家操控实验仪器设备。但经过第一次的实践之后,我发现操作十分方便简单,助教的在线答疑也很详细具体。在实验过程中不仅可以直观的看到示波器显示的信号,还能亲自体验电路的连接与运行,这些从来没有过的体验,让我感觉十分惊喜。”—谷禹开同学

二、口袋实验,灵活多变

材料科学专业实验教学团队结合《组织结构与性能》课程特点,从教学流程、实验内容、操作形式、考评方式等方面进行了调整与优化,推出了一系列“口袋实验”项目,让同学利用便宜易得的元器件,在家进行实验。目前已进行了《立方晶体纳米颗粒结构模型》和《二维光弹性实验应力分析》实验项目。这些融教于趣的实验项目将理论知识实体化,让同学直观感受到了材料学科的魅力。其中,部分同学的实验成果还作为优秀范例在在线教学平台中得到了展示。

对此,刘钰同学说:“虽然因为疫情的原因没有办法去实验室上课,但是在学院的安排下,我们能够顺利地在家做一些力所能及的小实验,锻炼自己的动手能力。像我所做的材料光弹性实验项目,虽然过程有一些艰辛,但最后看到完美的结果,心里还是非常开心的。总的来说,即使是在家做实验,我们也会竭尽所能地去完成。”

图3:同学进行材料光弹性应力实验

三、多位一体,无缝衔接

除了在项目内容上的锐意创新,任课教师、实验室工程师和助教在整个教学过程各尽所能、紧密配合,通过综合运用直播、录播、在线答疑,及时收集反馈、优化教学内容等方式,建立了完善的教学流程和及时的答疑机制,从而保证学习无论在理论上还是实践上都不打折扣,切实给同学带来最好的实践体验。

图4:基于Blackboard完善的实验教学体系

匹兹堡学院一直高度重视实践教学,即使在疫情特殊期间,也通过综合利用多种资源和积极探索新型教学方式,来保障实践教学高质量有序开展,真正做到“停课不停学,实验也不缺”,从而为学生返校后教学工作的无缝衔接奠定了基础。

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