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战疫情、保实训——工程及教学党支部大规模线上实训课程探索

来源:钱柜qg999娱乐    发布时间:2020-07-03 15:39

突如其来的疫情打乱了所有人的节奏,包括工训中心的专职实验老师们。电工电气技术实训是针对学校理工科大二学生开设的64-72学时大面积的实训实践课,在学生们不能集中在训练中心上课的情况下如何上课、如何实训成为工程训练中心这些老师日夜想解决的问题。本学期开学以来,学院副院长王科盛带领大家多次讨论在网上开设实践课的可能性与方案,工训中心电工电气部党员教师们积极参与,初步制定了网上开设实践课的基本方案与规划,终于在6月初完成了虚实结合的授课方案并开始实施。

在课程网课方案制定过程中,党员老师们充分体现出先锋带头作用。党员老师刘洋组织大家对课程中四个模块的网课内容设计,并负责先进自动化与PLC、先进自动化虚拟仿真的网课内容设计。刘洋在短时间内完成了1200多人的网课分组,创建11QQ群,在教务管理办公室的协助下绝大部分同学在第一时间加入了群组织。党员老师申世军负责安全用电与电工基础、电气控制与应用的网课内容设计。党员老师许丽川在确定开课前便具有前瞻性的完成了电工基础部分网课音频录制,时长达十几小时。党员老师李化与李逢春积极的录制实验设备、耗材、电路系统等讲解与演示视频,并且快速完成了网课必备的摄像头、耳机耳麦与其他配件的采购,保证了其他老师各项工作的顺利开展。刘洋与肖茜积极准备先进自动化与PLC的视频录制与PPT优化等工作。各位老师各司其职,各位党员们冲锋在前,顺利的在一周内完成了大量的实践课程网课化工作,网课化的实践课程内容几乎与新课无异。

图1 老师为视频录制做准备工作

615号周一上午,由申世军顺利的完成了第一次的网课。接下来的两三周,老师们均按计划顺利完成了网课计划,每位老师的每次课程均达到了3个小时以上,完整的完成了4个学时的要求。同时,新的评分方式也给老师们带来了大量工作,老师们本着公平公正的态度对1200多人的考勤、课堂问答、课堂交流、课堂作业等均认真评判,绝不放水。各位老师秉承认真、负责的态度采用直播(非录播)方式授课,可以实时与学生进行大量的互动,而学生们也从对网上实践课的不理解变成了支持。

图2 老师们现场网课直播(部分)

对于实践课而言,如何让学生在远距离的情况下仍然能够具有实验室现场的沉浸感是非常重要的,因此根据不同的实践内容,安排了虚实结合的实践课程网上教学方式。

在“电气控制模块”中,我们采取了学生在家学习绘图、老师在实验室直播安装、调试、演示的实践过程,尽努力让学生具有实践动手的参与感。在这个过程中,学生会根据老师的讲解,了解自己在设计图纸时的不足,了解安装与调试过程中的难点与重点——这是课程中“虚的部分。未来课程组将开发基于物联网的电工基础试验台,能够满足学生远程操作于控制试验台设备,并且实时观测试验台各实验数据与现象——这是课程中“实的部分。

图3 “电气控制模块”学生随堂作业成果-机床电气图

先进自动化与PLC模块中,为了真实的让学生体验到光机电一体化”设备的调试过程,采取了学生在家编程、离线仿真调试的虚拟实验,基于VPN的远程在线调试的实物实验。即学生利用西门子的STEP7-MicroWin软件,根据所学的PLC编程指令、实验室光机电一体化实验系统原理、本节课要实现的功能要求等居家编写程序。初始程序完成后利用仿真软件观察功能正确性,根据仿真结果优化程序。最后利用搭建好的虚拟专用网络(VPN)远程进入实验室局域网,连接试验台PLC,将优化后的程序下载、运行,利用摄像头直接观察试验台运行效果,利用试验台的触摸屏(已经配置好组态)观察各传感器及执行器状态与数据。因条件所限,在实际教学过程中,每个班级(30人班)每次课大概有5-6人能够利用虚拟网络实现远程在线调试的实物实验。未来课程组将选取更为合适的网络教学平台,购置足够的高清摄像头,争取保证每2位学生能够远程分配到一台实验设备,在指导教师的现场协助下完成优质的广域网远程在线实践课程。

图4 VPN远程访问实验室局域网架构及VPN服务器 

图5 学生远程在线调试“光机电一体化”试验台

        到目前为止,《电工电气技术实训》网课已经实行三周,老师们在认真执行教学计划的同时也在积极收集学生反馈,积极完善虚实结合的网课内容,不断反思优化,在未来能够为同学们提供更加优质的在线实践课程。