آموزش درس سیستم‌های اندازه‌گیری در دوران کرونا
کد مقاله : 1016-NEXT
نویسندگان:
علی صدیقی *1، مهدی رباطی2
1دانشگاه تهران . دانشکده فنی. دانشکده مهندسی مکانیک
2دانشکده مکانیک دانشگاه تهران
چکیده مقاله:
و از آن زمان فرآیند آموزش به صورت مجازی ادامه پیدا کرده است. در این فرآیند، اساتید به صورت برخط و یا با تهیه ویدئو و محتوای آموزشی و در اختیار گذاشتن آن‌ها برای دانشجویان، به صورت برون‌خط به تدریس می‌پردازند. علیرغم مؤثر بودن این روش‌ها برای دروس نظری، ارائه‌ی دروس عملی با چالش‌های جدی همراه بوده و نیل به اهداف این دروس را در بسیاری از موارد ناممکن ساخته است.
درس سیستم‌های اندازه‌گیری یکی از دروس اجباری دانشکده‌ی مهندسی مکانیک در مقطع کارشناسی است. این درس از 2 واحد نظری و 1 واحد عملی تشکیل شده است. اهداف کلی این درس به شرح زیر است:
• آشنایی با اجزای یک سیستم اندازه‌گیری مدرن
• آشنایی با تئوری داده‌برداری و تحلیل فرکانسی داده‌ها
• آشنایی با انواع حسگرها
• آشنایی با مدارهای بهسازی سیگنال
• آشنایی با پردازنده‌های دیجیتال جهت داده‌برداری و تحلیل داده‌ها
تا قبل از تعطیلی دانشگاه‌ها قسمت نظری این درس به صورت دو جلسه در هفته و قسمت عملی آن به مدت 6 هفته، به صورت یک جلسه در هفته، در آزمایشگاه مربوطه برگزار می‌شد. تدریس قسمت نظری این درس همانند بقیه دروس نظری انجام می‌شد و برای قسمت عملی، دانشجویان در گروه‌های 6 نفره در هر جلسه به انجام آزمایش می‌پرداختند.
با شیوع همه‌گیری، قسمت نظری درس به صورت مجازی و برون‌خط ادامه یافت؛ اما با توجه به عدم امکان حضور دانشجویان در آزمایشگاه، ارائه‌ی بخش عملی درس در تمامی گروه‌های درسی متوقف گردید. هر چند موارد مورد بحث در آزمایشگاه همگی در کلاس‌های نظری به صورت مجازی ارائه می‌شدند، اما کیفیت قسمت عملی درس به دلیل عدم امکان تجربه عملی دانشجویان، به شدت کاهش یافته بود.
با ادامه یافتن شرایط، یافتن راه‌حلی برای پوشش دادن قسمت‌های عملی در اولویت قرار گرفت. یک راه تقسیم‌بندی دانشجویان به گروه‌های کوچک و حضور غیرهمزمان این گروه‌ها در آزمایشگاه بود. ولی با توجه به عدم سکونت بخش قابل‌توجهی از دانشجویان در تهران امکان اجرای این طرح وجود نداشت. راه‌حل دوم تهیه و ارسال تجهیزات لازم برای تک‌تک دانشجویان و طراحی جلسات آزمایشگاه به گونه‌ای بود که دانشجویان بتوانند در منزل آزمایش‌های مربوطه را انجام دهند. بنابراین، طراحی پکیج آموزشی شامل تجهیزات مورد نیاز در دستور کار قرار داده شد.
این پکیج‌های آموزشی حاوی حداقل قطعات برای انجام آزمایش‌های مربوطه و کسب تجربه‌ی کار عملی می‌باشند. بدیهی است که با توجه به محدودیت بودجه، امکان تهیه پکیج‌ها برای انجام تمامی آزمایش‌های پیشین وجود نداشت و به همین دلیل آزمایش‌های مربوطه نیز می‌بایست تا حد امکان تغییر می‌کردند تا دانشجویان با استفاده از پکیج‌های آزمایشگاه در منزل بتوانند آزمایش‌های موردنظر را انجام دهند. گستردگی اهداف آزمایشگاه، هزینه تمام‌شده‌ی پکیج‌های آموزشی، عدم دسترسی دانشجویان به تجهیزات ابزار دقیق و اندازه‌گیری، سهولت تهیه قطعات استفاده‌شده در پکیج‌ها و ... همگی به پیچیدگی بسیار زیاد طراحی این پکیج‌ها افزودند.
با وجود پیچیدگی مسئله با جلسات متعدد و هم‌اندیشی استاد مربوطه با دستیاران آموزشی، قبل از شروع نیم‌سال دوم سال تحصیلی ۰۰-۱۳۹۹، آزمایش‌ها دوباره طراحی شدند. عناوین آزمایش‎های طراحی‌شده در ادامه ارائه شده‌اند.
1) جلسه اول: معرفی میکروکنترلر، ارتباطات و برنامه‌نویسی
2) جلسه دوم: تایمرها و وقفه‌ها
3) جلسه سوم: فیلترهای منفعل
4) جلسه چهارم: نمونه‌برداری و اختلاط فرکانسی
5) جلسه پنجم: پروتکل‌های ارتباطی
6) جلسه ششم: سیستم اندازه‌گیری دما
در ادامه با توجه به اهداف آموزشی مدنظر برای هر جلسه، پکیج آموزشی برای انجام این آزمایش‌ها طراحی شد. لازم به ذکر است که قبل از اقدام برای تهیه پکیج‌های آموزشی به تعداد دانشجویان، این پکیج تست شده است تا اطمینان حاصل شود که قطعات و تجهیزات موجود در آن برای انجام آزمایش‌ها کافی هستند.
پس از ساخت قطعات موردنیاز برای این پکیج‌ها و خرید قطعات انتخاب شده، تمامی قطعات در آزمایشگاه تست شدند. سپس این قطعات با رعایت نکات مربوط به حمل‌و‌نقل بسته‌بندی شده و برای دانشجویان سراسر کشور ارسال شدند. برای دانشجویان ساکن تهران نیز دو گزینه‌ی دریافت حضوری و ارسال با پیک ارائه شد و نهایتاً پکیج‌های آزمایشگاه با موفقیت به دست تمامی دانشجویان رسید. لازم به ذکر است که هزینه‌ی تهیه پکیج‌های آموزشی مذکور توسط دانشکده‌ی مهندسی مکانیک تقبل شده است و با توجه به این نکته، دانشجویان قبل از دریافت پکیج‌ها تعهد دادند که در حفظ آن کوشا بوده و پس از اتمام نیم‌سال تحصیلی و یا در صورت حذف اضطراری و یا حذف پزشکی درس، پکیج را به آزمایشگاه تحویل دهند.
پس از دریافت این پکیج‌ها توسط دانشجویان، در هفته‌های مشخص (مجموعاً 6 هفته) ویدئوهای آموزشی مربوط به هر یک از جلسات توسط تدریس‌یار آزمایشگاه تهیه شده و در سامانه‌ی یادگیری الکترونیکی دانشگاه تهران قرار می‌گرفت. مجموعاً حدود 14 ساعت ویدئوی آموزشی و 105 صفحه دستورکار آزمایشگاه در این فرآیند تهیه شد.
بعد از قرارگیری ویدئو در سامانه، دانشجویان بین 7 تا 15 روز (با توجه به حجم کار) مهلت داشتند که تکالیف را انجام دهند. بعد از انجام تکالیف دانشجویان می‌بایست از مدارات، کدها و خروجی‌های خود فیلم تهیه کرده، فرآیند انجام‌شده را توضیح داده و سپس این فیلم را به‌همراه گزارش آزمایشگاه (که خود حاوی کدهای استفاده شده است) در سامانه قرار دهند. مجموعاً حدود 14 ساعت فیلم و 1500 صفحه گزارش توسط دانشجویان ارسال و تصحیح شده و فیدبک نیز به دانشجویان اعلام شده است. لازم به ذکر است که از 27 نفر دانشجوی کلاس، 23 نفر در جلسات آزمایشگاه همکاری کردند. همچنین برای ترغیب دانشجویان به همکاری در جلسات آزمایشگاه، 25% از نمره‌ی درس به آزمایشگاه تعلق گرفت.
برای رفع اشکالات و پاسخ به پرسش‌های دانشجویان در طول این بازه، تدریس‌یار آزمایشگاه به مدت 2 ساعت هر هفته به صورت برخط در کلاس درس پاسخ‌گوی سوالات و ابهامات دانشجویان بوده است. علاوه بر این در بقیه زمان‌ها نیز سوالات و ابهامات دانشجویان از طریق ایمیل برطرف گشته است.
با اتمام نیم‌سال تحصیلی، دانشجویان پکیج‌های آزمایشگاه را به آدرس دانشکده پست کردند. پکیج‌های دریافت‌شده بعد از تست و اطمینان از صحت عملکرد برای نیم‌سال تحصیلی بعد دوباره بسته‌بندی و آماده‌ی ارسال می‌شوند.
بدین ترتیب با طراحی دوباره آزمایش‌ها و استفاده از پکیج‌های مقرون‌به‌صرفه‌ی آزمایشگاه در درس سیستم‌های اندازه‌گیری، قسمت‌های عملی درس در شرایط همه‌گیری پوشش داده شدند و دانشجویان بدون خارج‌شدن از منزل آزمایش‌های موردنظر را انجام داده و تجربیات لازم را کسب کردند.
کلیدواژه ها:
آموزش مجازی، آموزش عملی از راه دور، پکیج آموزشی، سیستم‌های اندازه‌گیری
وضعیت : چکیده برای ارائه شفاهی پذیرفته شده است