Make it tangible : modèles de découpe laser dans l'enseignement de première année en génie mécanique
Stand #18
Interagir avec des modèles physiques portables et opérationnels de composants de machines couramment utilisés aide les étudiants de première année à comprendre les principes de travail sous-jacents et les relations mathématiques.
Auteurs
Dr Quentin Lohmeyer, D-MAVT, Groupe de développement des produits
Prof. Dr Mirko Meboldt, D-MAVT, Groupe de développement de produits
Abstract
Le cours ?léments de machine fait partie de la formation de première année en génie mécanique et est actuellement suivi par plus de 500 étudiants. Le concept didactique vise à transmettre des connaissances approfondies sur la manière dont sont con?us les composants de machines couramment utilisés et sur leur fonctionnement détaillé au sein d'un système technique. Dans ce contexte, un défi fondamental réside dans l'enseignement des composants plus complexes qui se caractérisent généralement par un grand nombre de pièces interactives et de mouvements interférents.
Ces dernières années, nous avons testé plusieurs approches pour répondre à ce défi. Nous avons constaté que les modèles physiques portables et opérationnels sont les plus utiles pour permettre aux étudiants d'établir une compréhension plus profonde de la matière. De tels modèles peuvent déjà être présentés pendant le cours, mais il est encore plus important de donner aux étudiants la possibilité de faire leurs propres expériences en faisant fonctionner et en modifiant eux-mêmes les modèles et en analysant de près l'interaction des différentes parties.
Le projet Innovedum "Make It Tangible" introduit un cadre éducatif utilisant des modèles physiques portables et opérationnels de composants de machines couramment utilisés, afin de faciliter le processus de compréhension des étudiants. Dans la première partie du projet en cours, nous avons développé des schémas directeurs et des instructions d'assemblage pour des modèles de découpe laser. Les maquettes Laser Cutter sont des modèles en bois ou en verre acrylique qui représentent des mécanismes mécaniques simples de manière simplifiée. Guidés par les instructions, nos étudiants de première année peuvent désormais facilement produire leurs propres modèles et les analyser avec leurs camarades (apprentissage par les pairs). Ils peuvent également ramener les modèles chez eux et les expliquer à leurs amis et à leur famille. Pour l'évaluation de l'apprentissage, nous avons mis au point des quiz en ligne via la plateforme Moodle de l'ETH. Ces quiz comprennent des questions qui assurent que les étudiants ont correctement compris la théorie derrière les modèles et testent s'ils sont capables de transférer leurs connaissances pour résoudre des problèmes similaires avec des exigences modifiées.
Par la mise en ?uvre de ce projet Innovedum, nous avons initié une expérience d'apprentissage plus intensive qui se caractérise notamment par un lien plus étroit entre la théorie et la pratique et un r?le plus actif des étudiants. Les modèles de découpe laser ont considérablement aidé nos étudiants à comprendre les principes de travail sous-jacents et les relations mathématiques. Nous avons constaté que les étudiants ont rapidement acquis un niveau de connaissances spécifiques et, en outre, qu'ils ont développé leurs compétences en communication technique à un stade très précoce de leurs études.
