桁架我!这对学习很有帮助

”力学二世或"材料力学”是苏黎世联邦理工学院机械工程本科基础课程之一。今年春天，该课程的注册人数超过800人，创造了ETH的新纪录。ETH没有足够大的报告厅来容纳这么多学生，所以这节课是在主报告厅附近的溢出室同时播放的，可以容纳500名学生。

互动式教学、沉浸式学习、翻转课堂——我们知道这些流行语，我们也知道使用现代教学方法有很好的教学理由。但是，在这样规模的课堂上，讲师如何与学生互动呢?当数以百计的年轻工程师涌进教室时，如何激发他们对固体力学的热情?

与十年前相比，今天教室里最显著的不同是电子设备无处不在。大多数学生使用智能手机、平板电脑和笔记本电脑。它们远不止是与讲师争夺学生注意力的分心物。他们可以成为教学资产。它们在课堂上作为交流设备的使用已经很成熟:学生可以通过在线界面回答讲师提出的问题，也可以通过twitter渠道向课堂提问。除此之外，它们还可以用于互动和基于游戏的学习。他们可以为学生提供实践经验，创造性地和有效地打破课堂惯例，改善学习体验和成果。

有一款应用为机械师课程提供了这样的机会桁架我!，这是一款由教授设计的教育游戏。朱利安Rimoli在佐治亚理工学院。是一款挑战玩家设计和建造桁架结构的游戏，使用现实的物理模拟来测试它们的可行性和重量。这款游戏结合了入门力学课程中教授的标准静力学概念(例如，如何平衡结构和节点)，并将它们与材料力学结合起来(例如，柱子如何在压缩中弯曲，棒子如何在拉伸下塑性失效)。结构是通过手指在平板上移动桁架来组装的，当结构发生故障时，它会在视觉上发生:弯曲或破裂，并摔到地上。它使直观和有趣的探索什么是桁架设计和不工作。

在第一节课”材料力学我挑战我的800名学生玩这个游戏，并在学期结束时赢得奖品。(玩游戏不计入期末考试的学分或加分。)游戏规则很简单:玩完《Truss Me!》中包含的所有15个挑战。提交你最好的分数。8名得分最高的学生将被邀请在课程的最后一天在全班面前进行现场比赛。

最后一轮比赛于5月28日举行，Julian Rimoli在课堂上发表了关于游戏在教育中的价值的演讲，以及他是如何开发和编写了《Truss Me!》(在医生办公室等候)，以及他是如何在阿根廷潘帕斯草原长大后成为一名工程学教授的。在座无虚席的演讲厅前(没有人必须参加这门课——唯一的目的是最后一轮“Truss Me!”比赛)，8名决赛选手首先进行半决赛，将决赛选手减少到4人，然后进行决赛挑战，决出冠军(见图)。Julian为学生们编写了三个额外的挑战(现在每个人都可以玩，在当前可下载的游戏版本中，挑战16-18)。

看到学生们沉浸在并专注于在限制条件下设计最佳桁架结构，看到他们在同龄人面前用手指探索和测试设计想法，肯定了应用程序以新方式吸引学生的价值。在整个课程中，这个应用程序是课堂教学的宝贵补充。我们的印象是，我们只触及了未来可能成为什么样的学习环境的表面。桁架我!为我们工作。《Truss Me!》在力学教学的其他方面，类似的应用程序似乎也很多。

奇亚拉达拉奥

力学与材料教授
Cla j 19.2
Tannenstrasse 3
8092瑞士苏黎世
daraio@ethz.ch
www.mechmat.ethz.ch