翟国栋: 雕琢毫厘之间,放眼天地广阔
编者按
近日,北京市教育委员会公布了第十六届北京市高等学校教学名师奖、第四届北京市高等学校青年教学名师奖名单,中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院张香兰教授、机电与信息工程学院翟国栋副教授荣获北京市高等学校教学名师奖,力学与建筑工程学院吴丽丽教授荣获北京市高等学校青年教学名师奖。学校官微将陆续推出系列人物专访,讲述矿大(北京)教学名师的故事,敬请关注。
公差与技术测量基础(以下简称公差课),这是一门“毫厘必争、锱铢必较”的机械专业基础课。公差的单位是微米,一微米仅仅是头发丝直径的七十分之一,这门课就是要与肉眼可见的极限“较劲”。
2001年,中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院准备为第一届机械、测控专业本科生开设公差课程,刚刚站上讲台四年的翟国栋主动请缨,成为了公差课任课老师。
2020年,翟国栋获得北京市高等学校教学名师奖,他的公差课获评北京高校重点优质本科课程。
二十载光阴,640堂公差课,经过时光、汗水的细细雕琢和打磨,翟国栋和他的公差课都有了不一样的光彩。
打破“江湖传闻” 公差课“活”起来
机械2016级的学生张悦在申请出国深造面试时,德国面试官抛出了一个有关公差的问题,原本还有些紧张的她,顿时放松了。她清晰准确地画出了公差带的各种情况,面试官频频点头。面试结束后,她第一时间与翟国栋分享了压抑不住的喜悦。
翟国栋读大学的时候,公差课就有着枯燥的“江湖传闻”,特点是“四多”——概念多、标准多、表格多、图形多,学起来枯燥乏味。
从机械专业的角度来说,螺丝、螺母,要想完全严丝合缝是不可能的,加工误差可以减小,但是不能完全消除。公差,就是设计人员给定的允许零件的变动范围。公差课也成为了联系机械设计类课程与机械制造类课程的纽带,其重要性不言而喻。
如何讲好这门重要又枯燥的课,接下课程任务的翟国栋迅速开始了准备工作。他翻出了自己学生时代这门课的课堂笔记,仔细回忆老师当时的讲课场景和自己当时的学习感受,不下十本的公差教材和习题集堆在他的案头,研读、比较、挑选……
刚开公差课时,多媒体资源还不丰富,翟国栋上课全程板书,各种图形表格密密麻麻,翟国栋笑着回忆当时的两个多:“板书多,汗更多。”下课了,学生们争着帮他擦黑板,让他倍感暖心。
公差课以“枯燥”盛名在外,但是上过翟国栋的课后,学生都笑称“翟老师太会‘哄’学生了。”翟国栋发现,与现实生活紧密相关的案例总能激起学生的兴趣,他就广泛查找资料,有意识地在课堂内引进耳熟能详的案例,用有趣的案例把自己武装成“磁铁”,牢牢吸引住学生。
他的授课形式丰富,教师讲授、小组讨论、学生交流、自主阅读等方式有机结合。他常常在课堂最后布置讨论题目,让学生课下自己查找相关材料,并组成小组进行讨论,下节课再把学生请上台给同学们讲解。这一招“哄”得学生在课后查资料、做ppt,忙得不亦乐乎。当学生们成就感满满地做完课堂展示后,才发现原本枯燥的内容早已融汇于心。每当这个时候,翟国栋站在讲台边笑得格外开心。
为了让公差课的教学手段更丰富、教材内容更完善,翟国栋一直在思索着。他不断充实多媒体教学素材库,现在的公差课上,视频、动画、三维图形齐上阵,学生理解复杂的图形、位置关系、公差原则、测量技术等更轻松了。2016年,翟国栋主编的公差课教材《机械精度设计与检测基础》由科学出版社出版,这本教材凝聚了他多年的教学经验,获得了北京高校优质本科教材课件、全国煤炭行业优秀教材一等奖、学校教学成果奖一等奖等荣誉。
“收获多,乐趣多。”有学生给公差课加上了另外两个多。
时间久了学生们还发现,翟国栋的记性特别好,上一堂课交给哪位同学的任务总是记得清清楚楚,甚至谁回答错了一道题,下次课上都会再询问检查他是否真正理解了。其实翟国栋有一个随堂记录本,每节课后,他都会及时复盘,将教学进度、教学过程进行总结,同时把同学的不足之处详细记录下来,在下节课进行重点复习。哪有什么过人的好记性,不过是一纸一笔,加上一颗拳拳爱生之心。
捕捉星光一点 渲染朝霞一片
2019年10月,第十二届全国大学生创新创业年会在浙江工业大学举行,已经是一名硕士研究生的李逸飞带着他入选年会的论文《一种基于坐标图解法的机械尺寸精度设计方法》参加年会。在众多评委面前介绍自己的论文,虽然身形瘦弱,但是他站得很稳,讲得更是沉着得体,这篇论文在他心里的分量,沉甸甸的。
指导的机械专业学生李逸飞在
第十二届全国大学生创新创业年会作论文交流
讲完的那一刻,他的思绪飞回到了两年前的公差课堂。
那天,机械2015级的李逸飞怯生生地来到讲台边,他告诉翟国栋,在思考尺寸公差计算方法时,他的脑海中闪现出一个“另类”的思路——将公差设计与坐标规划进行结合。课间的教室里有些嘈杂,李逸飞的声音有些小,翟国栋俯身仔细听着学生的话,不断点头鼓励着。
上课铃声响了,李逸飞没能完全表述完自己的思路,他匆匆转身想跑回自己的座位。翟国栋叫住了他,并把讲台让给他,让他在全班同学面前讲述自己的想法。李逸飞觉得自己几乎是飘上了讲台,讲得磕磕巴巴。翟国栋不断进行引导式的提问,又鼓励同学们向他提问,课堂上的气氛顿时热烈起来。一番即兴的头脑风暴后,李逸飞带着满脑门的汗走下讲台,还紧张地坐错了位置,引发了同学们善意的笑声。
“你可以试着把它写成一篇论文。”翟国栋亲切地建议。作为一位从未接触过科研的大三学生,紧张之余,李逸飞更多的是兴奋,心中的小火苗瞬间被点燃了。
他和力学专业的同学一起捋顺了思路,着了迷似的抓紧一切时间计算、画图、查资料。一个多月后,他把初稿交给了翟国栋,忐忑地等待老师的回复。几天后,翟国栋把李逸飞请到办公室,递给他批注得密密麻麻的论文。师生俩面对面,时而埋头演算,时而抬头讨论。时间一分一秒地过去,照进窗户的阳光一寸一寸退去,李逸飞却觉得心里一点一点亮起来。
这样的辅导交流重复了多次,每次李逸飞都是兴致冲冲而来,收获满满而去。那个原本在班里话不多的学生,现在更乐于与老师同学们讨论交流。终于,李逸飞的第一篇学术论文《一种基于坐标图解法的机械尺寸精度设计方法》诞生了,虽然仍有稚气,但是多了一些底气。翟国栋进而鼓励他大胆投稿,让自己的新方法被更多人借鉴。
“这篇论文思路的提出、成形、发表以及交流,带给我的不仅仅是学术能力的锻炼,更是心智的成长,是难得的人生经历,能够遇到翟老师是我的幸运。”拿到刊登自己论文的期刊时,被保送读研深造时,参加第十二届全国大学生创新创业年会时,李逸飞都在心里这样想。
从教二十五年,翟国栋在课堂上为学生传授知识,课下更愿意与学生交流探讨,总是很慷慨地付出自己的时间。课堂上,他会在黑板上留下自己的手机号,鼓励学生们在学习、生活上遇到问题跟他联系。课间,学生在讲台边围住他,他总是耐心地讲了又讲。办公室外,发现有学生想找老师又不好意思进门,他马上热情地挥手招呼。
他指导的学生作品多次在中国机器人大赛、华北五省大学生机器人大赛、北京市大学生机械创新设计大赛、首都“挑战杯”科技作品竞赛等学科竞赛中获奖,北京高校高水平人才交叉培养毕业设计(创业类)优秀项目、学校优秀本科毕业设计奖、学校本科毕业设计学术成果奖等奖项的指导老师名单中,翟国栋的名字也时常出现。
学生在学习过程中碰撞产生的创新想法,就像朦胧夜色中的点点星光,忽闪忽现。翟国栋总是能乐于、善于去捕捉这星光一点,细心呵护,耐心引导,去换取日出时分绚烂的片片朝霞。
如春在花有温度 如盐在水有深度
今年迈入从教第25年的翟国栋,在他的家里还没有资格被称作“老教师”。他的母亲,是一位有着40年教龄的乡村小学教师。翟国栋还记得儿时的寒冬腊月,母亲总是早起到教室把煤火先升起来,让顶着北风赶来上课的孩子们一进教室就能感觉到温暖,对着老师绽开天真的笑脸,舒展冻红的小手摊开书本。
现在的翟国栋,同样致力于打造一个有温度的课堂。这个温度,在心里。
讲解到课程烦难部分时,学生有畏难情绪,不愿意继续“啃硬骨头”了。翟国栋就会把脑子里积累了二十多年的学生成长案例讲给他们听,有从学渣逆袭成学霸的“牛人”,有本科就发多篇论文的“大神”,以朋辈事迹激励学生。他不仅仅列出学长学姐的成绩,更多的是他们的学习方法,让学生产生“我的学长学姐能行,我也能行”的教育效果。一番鼓励下来,学生心里暖烘烘的,干劲也足了。在公差课堂上看到了教育效果,翟国栋还在全校范围内开设了《大学生活与生涯规划》通识教育选修课,出版了《大学生活启示录》,建成了一座校园里的精神加油站。
在公差课的课程导入环节,翟国栋为同学们播放纪录片《大国工匠》“大技贵精”部分。铣工在高倍显微镜下反复“磨刀”,因为器件中每减少1微米的变形,就能缩小火箭在太空中几公里的轨道误差。“公差”在片中被反复提及,随着大屏幕上长征七号火箭腾空而起,火焰的红色印在现场同学们的脸上,有兴奋、有自豪。翟国栋让大家谈谈感想,同学们一个个争先恐后。“大到大国重器,小到家庭电器,都需要我们机械专业。”“我看到了科技强国的重要性,认识到了机械精度设计的重要地位。”
在讲解机械精度设计时,有的学生不理解在满足使用要求的前提下,为什么要尽量选用较低的公差等级。翟国栋耐心分析公差—成本曲线、公差—废品率曲线,让学生明白了这也是一种节约资源的行为,贯彻了“创新、协调、绿色、开放、共享”新发展理念,践行了“绿水青山就是金山银山”的理念。
不是教师“我要告诉你”,而是学生“我想学什么”,不是干巴巴地讲解,而是热乎乎地感受,在翟国栋的课堂上,学生不仅学到了专业知识,还有社会主义核心价值观一点一滴融汇其中。这样课堂,不仅有温度,更有深度。
2020年,翟国栋的公差课获得了:中国矿业大学(北京)首批校级课程思政示范课、优秀课程奖、优秀教学质量一等奖等荣誉。
20年一门课,厚积薄发,常讲常新。虽然每个章节的内容都早已烂熟于心,但是每次开课前,翟国栋都要再进行一轮非常细致的备课,加入最新的知识点和案例。而每一次他都会有新的想法涌出。
现在他正带领公差课程团队积极制作公差课慕课,让更多同学更方便地学到这门课。虽然每次出版书籍都戏称被“剥一层皮”,但是他还是忍不住要对《机械精度设计与检测基础》教材进行新一轮修订。他计划编制立体化教材,让学生们在教材上一扫二维码就能看多媒体教学素材。在用科研反哺教学、建设公差课教师团队、指导大学生创新训练等方面,他也有许多继续深化教学改革的计划。
聚焦毫厘之间的公差课,在翟国栋看来,是一片大有可为的广阔天地。
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文 字/刘澍涛
图片来源/翟国栋
本期编辑/刘 丹
责任编辑/王丽晔
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