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手搓赛车飞机、机器人跳舞、文科生上工科课……看川大课程进化到啥程度了!

四川大学本科招生  · 公众号  · 四川 大学校园  · 2024-11-14 16:55

正文



在这堂课上,

手搓赛车、飞机,

用机械臂在纸上写春联,

操纵激光切割木板,

与机器人互动“共舞”。


在这堂课上,

理论与实操发生碰撞,

“制造”与“智造”相遇,

古今与未来的制造流变徐徐展开。


在这堂课上,

深度体验“从无到有”,

领略机械制造的奥妙,

感受创新实践的无限魅力。





四川大学通识教育核心课程《天工开物:智造工程与技艺》由我校机械工程学院工程训练中心常务副主任朱鲁闯老师等组织开设,机械工程学院、艺术学院的多位老师联合讲授,以“理论讲授+工程实践”的方式,带领学生们了解机械专业,培养学生的创新实践能力。



熔古铸今:

宝藏课程这样诞生



方脸、长臂、一双灵活的眼睛,它是课程中的智能机器狗。通过编程,同学们能够让这个机器狗随着命令仿真跑跳。


这么有趣的课程,文科生能选吗?那当然。为了帮助学生拓宽视野、初步培养学生的创新实践能力,机械工程学院的老师们面向全校川大文理工医各专业的本科生开设了这门课程。


在课程筹备阶段,老师们就课程名称进行了讨论,最终将确定为《天工开物:智造工程的技艺与文化》。《天工开物》是明末科学家宋应星编写的百科全书,系统介绍了当时各种先进的生产技术。而今,课题组的老师们以此为名,又以“智造”为核心,回应时代命题,引领学生探索和体验智能化制造。


对于没有专业基础的同学来说,学习“智造”并不是一件容易的事。朱老师介绍说,为了实现预期的教学效果,课程的每一个环节和学生的每一次实践,都会由专业的老师讲授和指导。课程内容深入浅出,目标并不是真正把学生培养成一个“制造大佬”或“编程高手”,而是让学生在实践过程中领悟创新的奥妙。所以,制造或编程技能并非必要,最重要的是带着一颗敢于创新的心,大胆尝试!


此外,课题组的老师们也会不定期地进行集体备课和研讨,及时调整课程内容,跟上时代的步伐。“通过语言控制的机器狗,便是对当下强人工智能时代的回应。”朱老师说。


课程组研讨课程建设


如今,这门课已在川大连续开设了六年。在课程组的不懈努力下,《天工开物:智造工程的技艺与文化》获得了四川大学“通识核心课程教学质量优秀奖”和“四川大学课程思政榜样课程”,深受广大学生喜爱,被誉为川大的“宝藏课程”。



开物成务:

人巧造成异物也



组装上面这样一个小车,需要几步?参与课程的薛同学告诉大川,先“按照模型图示组装仿制”,再“点燃酒精灯”,仅仅两步,就能让这个小车在教室里“赛跑”。


薛同学说,组装看似简单,其实会有各种问题——给动力后完全不动的、轮子转但不走的、好不容易开起来路线却是歪的......状况百出却又十分有趣,问题都在老师的指导下解决之后,课程的各个小组还会比赛谁的作品能跑得更远。


S型障碍竞技车道


朱老师说,课堂上的尝试,虽然只是制作出“迷你版”的赛车,但物品从无到有、从构想到实体,本就是从雏形开始,慢慢完善。而让同学们亲自体验机械制造的过程,才能培养同学们感知新事物和以创新思维思考的能力,从而让更多有创新性的“雏形”产生,最终又扩展成“对人类有用之物”。


当然,课题组老师并不会让学生们“满头雾水地直接上手”,而是采用“理论讲授+案例分析+动手实践+自主学习”的混合式教学方法,让同学们学习好理论基础后,再动手体验,加深印象。


朱老师在讲授首章课程《物品的来源:制造工程的文化历程》时,便会引用风趣生动的案例,带领同学们梳理从古至今机械制造的发展脉络,从前人的发明中理解创新的奥妙。


朱鲁闯教授及其讲授的制造技术


课程还会为同学们一一介绍当今智能化制造、创新思维运用以及产品流程化生产的原理常识,让同学们系统化、全面了解机械的基本专业知识。


李翔龙老师讲授创新思维的运用



玩中学:

亲身体验造物艺术


外燃自驱功能赛车、机械臂书写出的横幅、陶艺作品、激光雕琢的小飞机......这些都是同学们学完理论知识后,到工程训练中心亲自动手制作的作品。


同学们亲自动手实践的过程和成果


理论与实践相结合,让学生把学到的制造方法灵活运用到实物制作中,是课程设计上的最大亮点。


谈及采用“理论+实践”这一课程设计的初衷,朱老师罗列了三方面原因:一是想在百余门通识课中脱颖而出,吸引同学们选修;二是想让同学们在体验“从无到有”的过程中,培养动手能力、团队协作能力以及解决实际问题的能力;三是希望激发同学们学习、动手的兴趣,在玩中学,未来成为一名热爱生活、乐于创造的人。


别出心裁的课程设计使得同学们的学习热情空前高涨。制作赛车的时候,甚至有同学从中午一点一直做到晚上七点,非要做出来才肯罢休。


在“好玩”的同时,课程也为“怎么玩”提供了细致的指导。例如在“电灯的发明不是偶然:工程创新思维成就完美结局”模块,老师会通过介绍思维方法,告诉同学们如何形成新的创意并将其付诸实践。


为了培养同学们的创新思维和动手能力,课程还设置了极为有趣的考核方式。在经过一学期的学习后,同学们需要自己设计一款“产品”,并在课堂上进行展示。


同学们展示自己设计的产品


经过一学期的学习,同学们不仅学到了许多制造知识,还收获了自己的制作成果,对课程更是恋恋不舍。


来自经济学院的李同学说:“这门课的体验很不一样,老师们带我们到工程训练中心参与了很多实践活动。印象最深的实验就是拼装小车。老师给我们零件和拼装好的小车作为示例,一步一步教我们怎么拼装。小车上有一个专门放燃料块的地方,点燃可以让小车自己跑起来,所以拼装时必须注意轴承、齿轮这些的配合,一个小地方没拼接好小车就跑不起来。我们当时还和其他小组比谁的小车跑得远、跑得直,最后我们赢了。”



来自公共管理学院的唐同学展示了自己做的飞机,他回忆道:“作为文科生,我非常想体验一下工科类课程,于是被同学安利了这门课程。有一节课我们需要用激光切割的木片制作飞机,先用砂纸打磨木片做出机翼,再用胶水将各部位黏合。做完之后每个小组还要到空地上放飞自己的飞机,比拼谁的飞机飞得最久。看见自己参与制作的飞机在空中飞翔时超级激动,这架小飞机也被我带走留作纪念了。”



纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行

在实践中打破思维的藩篱

制作属于自己的第一个机械作品

这么有趣的课,下次记得选哦



【今日大川】

视频、图片由受访者提供

采写丨 薛雨欣 陈怀茵 唐佳雯

编辑丨甘雨露

责编丨王允保