“大小齒輪寬度為什么不同?”“零件如何選取?”疫情期間，武漢科技大學大三學生胡文韜，用了整整三周時間，完成了“機械設計課程設計”的全部課程。完成虛擬實驗并獲80分以上、精確計算40多種零件的尺寸、自學專業制圖軟件完成電腦制圖、老師一對一視頻答辯，整個過程打通“四關”才能順利完成考核。

　　在武漢科技大學，“機械設計課程設計”這門課是有名的既難學又難過。即使在學校有老師手把手地教，每年的淘汰率仍有近10%。如今，線上開課，考核標準不變，學生怎樣順利完成學業?事實上，該校多措并舉，積極構筑“空中實驗室”，幫助學生打通了課程設計的“最后一公里”，實現了工科實踐教學從理論傳授、課程設計、虛擬實驗、在線考核的全程護航。

　　虛擬仿真帶來教學場景變革

　　疫情發生后，理工科實驗實踐類課程一直是高校教學的頭疼問題。“機械設計課程設計”就是典型的實踐和理論集合的應用型課程。在武漢科技大學，教師們一方面擔心學生們的機械制圖所需的特定圖紙無法購買，學生在家，課程整體進度也很難準確把握;另一方面，也擔心一旦課程設計延后，就會影響到3個學院的19個班級，約600余名學生的學業進度。

　　最終，經過詳細論證，權衡利弊，學校決定如期開課、線上施行。各項課前的準備工作立刻啟動，為了解決課程資料和教材無法發放的問題，老師們連夜整理校對電子檔，發送給每一名學生。

　　“這也太‘豐富’了吧!”看著老師發來的電子壓縮包里，一份任務書、一組數據、一份講稿和兩本近700頁的電子書，學生趙馳既震驚又擔憂，“這是一門具有很強實操性的課程，沒有實物實驗，就靠看數據和書本，我真的能行?”

　　很快，他就發現自己的擔心是多余的。在資料里，他發現了一份名為“減速器拆裝及結構認知”虛擬實驗的任務書。

　　原來，為了解決無法開展實物實驗問題，老師們特意為學生們開設了“減速器拆裝及結構認知”虛擬實驗。點擊鏈接進入實驗平臺，遵循操作提示，學生們便可模擬仿真拆裝“減速器”的步驟，系統里自動給出相應的評分。

　　“操作可以重復多次，要獲得80分以上，才能進行下一步的任務。”指導老師侯宇提醒大家。通過在這套系統里做仿真實驗，學生們直觀地看到了齒輪嚙合、軸內部結構和各個零件，對減速器有了更加感性的認識，為后面的課程設計打下良好的基礎。

　　“在線教學”實現課堂內外銜接

　　學習的過程亦是思考的過程。在翻閱電子書的過程中，學生的腦袋里會有無數的問題。為了及時指導，負責這門課的15位老師都建立了相應的教學群，針對學生們在設計、計算、畫圖等方面的問題在線答疑。

　　“齒輪間如何定位?”晚上11點半，學生彭尚文遇到了問題。他下意識地將問題發給了指導老師楊金堂，“沒想到，楊老師竟然‘秒回’我了。”

　　在接下來的20分鐘里，楊老師從齒輪定位錯誤的原因、為何不能使用軸套定位、如何合理定位，條分縷析，直到彭尚文表示“明白了”，才囑咐他早點休息。

　　“簡直是知識大科普，思路一下子就通了。”看見群里還有不少同學也提出了類似的問題，彭尚文自告奮勇地去給同學們答疑，“既能給老師減輕壓力，還能及時鞏固新知識點。”

　　除了單獨答疑，老師們還定期直播，講解共性問題。作為課程總負責人的李貴，是直播課的主講老師，他將學生們遞交的“裝配圖”投屏，用紅筆勾出常見的錯處，依次給學生們講解。

　　“對視孔蓋通氣塞周圍的結構”是制圖中的一大難點，即使看過書，也做了虛擬實驗，很多同學仍舊一頭霧水。了解到情況后，李貴連夜制作了通氣塞結構的三維模型，在直播課上給學生們展示內部細節，講解設計制造工藝的限制。

　　直播課結束時，面對滿屏“聽懂了，李老師辛苦啦”的留言，李貴那一雙布滿血絲的眼睛里全是笑意。

　　除此之外，老師們提倡學生將每天完成的演算、圖紙等工作進度的照片上傳到群相冊中，以供老師批閱。一來，可以掌握學生們的課程設計進度;二來，可以發現學生在課程設計過程中存在的問題，及時止損。

　　在交上來的照片中，李貴只要發現了問題，便用醒目的紅色字體在旁邊標出;看見部分學生進度落后了，他便挨個兒私聊他們詢問情況，并告訴他們有問題要及時詢問;他還常常在學生作業評語后面寫一些鼓勵的話，“慢一點沒關系，每天進步一點點”“加油，有問題隨時找我”。“這幾周，基本上從早到晚都在電腦前，雖然看得眼睛都疼了，可能把握住每一名學生的實時進度，值了!”李貴說。

　　“聯合作戰”激發學生探究熱情

　　“電腦制圖?也太難了吧。”看著陌生的操作界面和一眾見都沒見過的操作軟件，大家一下子都蒙了。往年的課程設計，要求提交手繪圖紙，由于擔心學生買不到圖紙，今年也順勢作出了改變，全部采用電腦制圖。

　　提出電腦制圖的要求后，之前一直忙前忙后的老師們，留下幾句“加油”“注意截止時間”的話，便不見了蹤影。“自己學來的知識，才記得更牢。”老師們決定考驗一下學生們的自主學習能力。

　　短暫的迷茫后，學生們很快確定了“聯合作戰方案”。你負責查找資料，了解操作系統的原理;我負責查國標，翻閱明細表，弄懂圖框繪制……一時間，群里討論得熱火朝天。為了一個小凸臺的作用、頂蓋的結構，甚至能爭論上小半天時間。

　　真理越論越明，學生們對制圖的步驟愈發清晰，對尺寸標注的規范越發明確。查表、快捷鍵、運用線型、實操軟件等，一開始摸不著頭緒的新技能，學生們也一一掌握。

　　當然，設計的過程并非一蹴而就，而是一個反復打磨的過程。隨著理解的深入，之前未顧及的問題浮出水面。

　　“以前畫錯了可以擦掉再來。”如今，步步皆須謹慎，稍有差錯，就得打回原形，推翻重做。“上周三畫了一大半，發現齒輪和頂蓋距離很近，可能發生干涉，為了整體結構精巧，只能重新制作。”趙馳回憶說，機械設計的每一個數據都是嚴格來源于設計數據，精度高，來不得半點馬虎。

　　三周時間過去了，學生們裝配圖紙的完成率已達到90%以上，線上一對一答辯也接近尾聲。與往年線下課程設計相比，進度相同，通過率持平。

　　“虛擬實驗、線上講課、電腦制圖、視頻答辯，這些都是從未經歷過的挑戰，也出現了很多意想不到的困難，但老師和同學們一起努力贏下了挑戰。學生們表現出來的自主學習能力讓人驚喜，老師們的敬業奉獻更令人感動。”該校機械學院副院長王興東表示，同學們從這次線上課程中，不僅收獲了知識和技能，更提高了學習能力和協作精神，為接下來的學習打下堅實的基礎。