สถาบันโพลีเทคนิควูสเตอร์ (WPI) ค้นพบจุดที่ดีที่สุดของสาขาวิทยาศาสตร์วัสดุ
นักการศึกษาผู้มุ่งมั่นสองคนจาก Worcester Polytechnic Institute (WPI) ในแมสซาชูเซตส์ สหรัฐอเมริกา เปลี่ยนการศึกษาเกี่ยวกับวัสดุศาสตร์ให้กลายเป็นประสบการณ์ปฏิบัติที่น่าสนใจ ซึ่งนักเรียนของพวกเขาบางคนเรียกได้ว่าเป็นประสบการณ์ที่ "น่าอัศจรรย์"
หลังจากใช้เวลาอยู่กับทีมงานของ Mecmesin และได้เห็นผู้ทดสอบวัสดุใช้งานจริง WPI จึงได้ลงทุนซื้อเครื่องทดสอบ Mecmesin MultiTest 2.5-dV จำนวน 3 เครื่อง ซึ่งถือเป็นตัวเลือกในอุดมคติสำหรับการทดสอบวัสดุที่ดร. Cote และ Grubbs คิดไว้
นักศึกษาระดับปริญญาตรีบางคนอาจมองว่าการเรียนวิชา Materials Science เป็นเรื่องน่าเบื่อหน่าย แต่ถ้าคุณโชคดีได้เข้าเรียนวิชาของ Danielle Cote และ Jack Grubbs ที่ Worcester Polytechnic Institute (WPI) เมือง Worcester รัฐแมสซาชูเซตส์ สหรัฐอเมริกา รับรองว่าคุณจะไม่ผิดหวัง
นักการศึกษาผู้กล้าได้กล้าเสียทั้งสองคนได้เปลี่ยนการศึกษาเกี่ยวกับวัสดุศาสตร์ให้กลายเป็นประสบการณ์ปฏิบัติที่น่าสนใจซึ่งนักเรียนบางคนเรียกได้ว่าเป็นประสบการณ์ที่ "น่าทึ่ง"
ดร. โค้ทเป็นผู้ช่วยศาสตราจารย์และศาสตราจารย์ด้านวัสดุศาสตร์และวิศวกรรมศาสตร์ของ Harold L. Jurist รุ่นปี '61 และศาสตราจารย์ดีน Heather E. Jurist สาขาวัสดุศาสตร์และวิศวกรรมศาสตร์ โดยมีตำแหน่งร่วมในภาควิชาวิศวกรรมเคมี และนายกรับส์เป็นนักศึกษาปริญญาเอกและผู้ช่วยสอน (TA) ของหลักสูตร
ความลับของพวกเขาคืออะไร?
“ก่อนที่จะเข้าร่วมชั้นเรียนของเรา นักเรียนส่วนใหญ่ของเราไม่มีประสบการณ์จริงในการทดสอบวัสดุเลย นอกจากสิ่งที่พวกเขาเห็นในหนังสือเรียน แต่การแสดงให้คนอื่นดูบนกระดาษว่าการทดสอบแรงดึงมีลักษณะอย่างไรนั้นมีประสิทธิภาพน้อยกว่าการสาธิตการทดสอบจริงมาก ดังนั้น เราจึงเกิดความคิดที่จะใช้เครื่องมือทดสอบอาหารและวัสดุจริงเพื่อช่วยให้นักเรียนเข้าใจระเบียบวินัย ซึ่งเป็นการขยายการเรียนรู้แบบโครงงานโดยธรรมชาติที่บูรณาการเข้ากับการศึกษาของ WPI” ดร. โค้ทอธิบาย
ไม่ว่าจะเป็นโอรีโอ เพรตเซล ทวิซเลอร์ หรือเยลลี่ ล้วนเป็นเป้าหมายที่ยุติธรรมในชั้นเรียนปฐมนิเทศด้านวิทยาศาสตร์วัสดุของพวกเขา “ตัวอย่างเช่น เรากำลังศึกษาพฤติกรรมของความเครียด-ความเครียด เราจะนำเยลลี่ออกมาแล้วให้เด็กๆ แกะออกจากกันโดยใช้มือ โดยสังเกตว่าเยลลี่เปลี่ยนไปอย่างไรเมื่อได้รับความเครียด ซึ่งก็คล้ายกับโพลิเมอร์ จากนั้น เราจะนำแท่งเพรตเซลมาทดสอบการตอบสนองต่อความเครียด ซึ่งโดยธรรมชาติแล้วจะแตกต่างจากเยลลี่มาก คุณสามารถเชื่อมโยงมันกับพฤติกรรมของโลหะหรือเซรามิกได้มากกว่า เด็กๆ ชอบมัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งเพราะพวกเขาสามารถกินตัวอย่างทดสอบได้ แต่ก่อนที่เราจะได้ Mecmesin MultiTest (เครื่องทดสอบอเนกประสงค์) เราก็ยังไม่มีข้อมูลที่แม่นยำและทำซ้ำได้” Grubbs กล่าว
นักศึกษาเข้าร่วมการทดสอบ Mecmesin MultiTest
หลังจากใช้เวลาอยู่กับทีมงานของ Mecmesin และได้เห็นผู้ทดสอบวัสดุทำงานจริง WPI จึงตัดสินใจลงทุนซื้อเครื่องทดสอบ Mecmesin MultiTest 2.5-dV จำนวน 3 เครื่อง เครื่องทดสอบแรงขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ราคาประหยัดเหล่านี้สามารถแปลงเป็นเครื่องทดสอบวัสดุได้ด้วยความช่วยเหลือของเซ็นเซอร์รับน้ำหนักที่ได้รับการปรับปรุง ซอฟต์แวร์ VectorPro MT อเนกประสงค์ของ Mecmesin และเครื่องวัดการยืดตัวเสริม ทำให้เครื่องทดสอบนี้เป็นตัวเลือกในอุดมคติสำหรับการทดสอบวัสดุที่ดร. Cote และ Grubbs คิดไว้
“ตอนนี้เราสามารถนำผู้ทดสอบเหล่านี้เข้ามาในห้องเรียนและให้เด็กนักเรียนจัดทำแบบทดสอบของตนเองได้ ตัวอย่างเช่น การใช้หนอนยางที่มีสันนูนเหล่านี้ เด็กนักเรียนสามารถทำนายได้ว่าหนอนจะแตกตรงจุดใดเมื่อถูกดึง เมื่อเทียบกับความเข้มข้นของความเครียดที่ส่งผลต่อตำแหน่งและลักษณะของรอยแตก นักเรียนยังเริ่มทดสอบหนอนยาง Airheads ที่มีสีต่างกันโดยเปรียบเทียบกัน เนื่องจากนักเรียนคนหนึ่งตั้งทฤษฎีว่าสีต่างๆ อาจไม่ตอบสนองเหมือนกันหมด เราจึงทดสอบหนอนยางดังกล่าว ซึ่งยืนยันว่าสารเคมีในสีย้อมมีผลต่อพฤติกรรมของหนอนยางแต่ละสีภายใต้ความเครียดอย่างแน่นอน ไม่เพียงแต่เราจะทำการทดสอบทางกายภาพเท่านั้น แต่เรายังมีข้อมูลแบบเรียลไทม์เพื่อสนับสนุนผลการค้นพบของเราอีกด้วย วิธีนี้ทำให้เข้าใจทุกอย่างในบริบท” ดร. โค้ตกล่าว
...อินเทอร์เฟซแบบลากและวางของ VectorPro MT ช่วยให้นักเรียนสามารถสร้างทุกอย่างตั้งแต่ขั้นตอนการทดสอบวัสดุที่ซับซ้อนไปจนถึงการทดสอบผลิตภัณฑ์แบบง่ายๆ นักเรียนสามารถเปลี่ยนอุปกรณ์และตั้งค่าการทดสอบของตนเองในซอฟต์แวร์ได้ภายใน 5 ถึง 10 นาที ง่ายจริงๆ
ดร. ดาเนียล โค้ต ผู้ช่วยศาสตราจารย์ สาขาวิชาวัสดุศาสตร์และวิศวกรรมศาสตร์
สถาบันโพลีเทคนิควูสเตอร์ (WPI), MA สหรัฐอเมริกา
เธอเสริมว่าเครื่องทดสอบ Mecmesin นั้นเหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมการเรียนรู้ที่พวกเขาทำงานอยู่ เนื่องจากไม่มีห้องปฏิบัติการที่เกี่ยวข้องกับชั้นเรียนวิทยาศาสตร์วัสดุระดับปริญญาตรี การสอนแบบปฏิบัติจริงทั้งหมดจึงต้องเกิดขึ้นในห้องเรียนมาตรฐาน “เครื่องทดสอบ MultiTest มีขนาดที่สมบูรณ์แบบ พกพาสะดวกและใช้งานได้บนโต๊ะขนาดเล็ก ไม่ต้องใช้พื้นที่มาก และอินเทอร์เฟซแบบลากแล้ววางของ VectorPro MT ช่วยให้นักเรียนสร้างทุกอย่างได้ตั้งแต่ขั้นตอนการทดสอบวัสดุที่ซับซ้อนไปจนถึงการทดสอบผลิตภัณฑ์แบบง่ายๆ นักเรียนสามารถเปลี่ยนอุปกรณ์และตั้งค่าการทดสอบของตนเองในซอฟต์แวร์ได้ภายใน 5 ถึง 10 นาที ง่ายมากจริงๆ”
การทดสอบ 3-Point Bend จะจัดขึ้นที่ Summer School
ทั้งดร.โค้ทและกรับส์เห็นพ้องต้องกันว่าจุดเด่นอย่างหนึ่งของปีนี้คือหลักสูตรภาคฤดูร้อนด้านวิทยาศาสตร์วัสดุสำหรับนักเรียนมัธยมปลาย ซึ่งพวกเขาให้เด็กๆ ออกแบบสารประกอบขนมของตนเอง “เราจะละลายช็อกโกแลตชิปเพื่อใช้เป็น 'เฟสเมทริกซ์' จากนั้นจึงให้เด็กๆ ทำเฟสเสริมความแข็งแรงของสารตัวเติมต่างๆ เพื่อเติมลงในช็อกโกแลตเพื่อทำสารประกอบ พวกเขาใช้แท่งเพรทเซลและเส้นใยจำลองสปาเก็ตตี้ มะพร้าวขูด และข้าวพองเป็นวัสดุเสริมความแข็งแรงของอนุภาค พวกเขาลองมาแล้วทุกวิธี พวกเขาลองมาแล้ว จากนั้น เราใช้แท่งช็อกโกแลตคอมโพสิตของพวกเขาและทำการทดสอบการดัด 3 จุดเพื่อดูว่าจุดไหนแข็งแรงที่สุด จากนั้นพวกเขาจึงเปลี่ยนการแข่งขันนี้ให้กลายเป็นการแข่งขันที่เป็นมิตร โดยนักเรียนแต่ละคนออกแบบสารประกอบของตนเองเพื่อให้ได้ความแข็งแรงในการดัดสูงสุด” กรับส์อธิบาย
“คุณจะได้ยินเสียงสปาเก็ตตี้สะท้อนและเห็นมันสะท้อนบนกราฟ นับเป็นประสบการณ์ที่สมจริงสำหรับนักเรียน และยังนำไปประยุกต์ใช้ในโลกแห่งความเป็นจริงได้อีกด้วย ถือเป็นประสบการณ์ที่เปลี่ยนแปลงชีวิตในห้องเรียน”
ในฐานะบริษัท เราต้องการมีบทบาทเชิงรุกในการเสริมสร้างผู้นำรุ่นใหม่ของอุตสาหกรรมเทคนิคของสหรัฐอเมริกา นั่นคือเหตุผลที่เราทำงานร่วมกับโปรแกรมด้านเทคนิคเพื่อสร้างนักศึกษาเทคนิครุ่นใหม่
ร็อด อันซารี รองประธานฝ่ายขาย (อเมริกา)
กลุ่มพีทีที
“การใช้เครื่องทดสอบ Mecmesin ของเราที่ WPI ถือเป็นแรงบันดาลใจอย่างยิ่ง เรารู้สึกเป็นเกียรติอย่างยิ่งที่ได้มีส่วนเล็กๆ น้อยๆ ในการสอนที่สร้างสรรค์เช่นนี้ ในฐานะบริษัท เราต้องการมีบทบาทเชิงรุกในการเสริมสร้างผู้นำรุ่นใหม่ของอุตสาหกรรมเทคนิคของสหรัฐฯ นั่นคือเหตุผลที่เราทำงานร่วมกับโปรแกรมด้านเทคนิคเพื่อสร้างนักศึกษาเทคนิครุ่นใหม่ ซึ่งอุตสาหกรรมของเราและทั้งประเทศต่างก็พึ่งพาเทคโนโลยีนี้” Rod Ansari รองประธานฝ่ายขายของ PPT Group กล่าว
