ملخص

توضح هذه الوثيقة شهادات ما قبل الهندسة وصناعة الروبوتات التي تقدمها مؤسسة مسابقة تعليم الروبوتات &. استعدادًا لوحدة أساسيات الهندسة، نقترح عليك إعداد مناهج دراسية أو استخدام مناهج دراسية ثابتة تغطي الموضوعات الموجودة في وحدات ما قبل الهندسة المحددة لبرنامجك.

وتنقسم هذه الوثيقة إلى قسمين:

  • القسم الأول: أساسيات المهارات/الموضوعات الهندسية: يغطي القسم الأول المهارات المهنية والمعرفة اللازمة لفهم المواضيع التي تغطيها وحدة أساسيات الهندسة. تعد هذه الوحدة متطلبًا مسبقًا لجميع الوحدات الهندسية الأخرى.
  • القسم الثاني: وحدات ما قبل الهندسة: يغطي القسم الثاني من هذه الوثيقة كل موضوع من موضوعات المهارات المهنية والمعرفة في كل وحدة ما قبل الهندسة.

راجع نموذج تسلسل الدورة التدريبية للتعرف على موضوعات ما قبل الهندسة و/أو شهادة الروبوتات. تعمل هذه جنبًا إلى جنب مع خبرة المدرسة والمعلمين والمناهج الدراسية المتاحة والتسهيلات لاختيار اثنتين من وحدات ما قبل الهندسة الثماني المتاحة لمرحلة ما قبل الهندسة أو الثلاثة (الإلكترونيات والبرمجة والميكانيكية) للحصول على شهادة الروبوتات.

أساسيات المهارات الهندسية

  • المتطلب السابق: ساعة في مناهج ما قبل الهندسة أو الروبوتات
  • مدة الامتحان: دقيقة
  • الحد الأدنى لدرجة النجاح: 70%

المهارات والمعرفة المهنية

تتطلب أساسيات الهندسة المعرفة والمهارات في المجالات التالية:

تاريخ الهندسة

  • برامج الفضاء المبكرة للولايات المتحدة والاتحاد السوفييتي، وسباق الفضاء، وتأثيراتها التكنولوجية في الوقت الحاضر؛ الثورة الصناعية مع إدخال الإنتاج الضخم، وخطوط التجميع، والأتمتة، وظهور الجمعيات الهندسية (معهد المهندسين الميكانيكيين، معهد المهندسين الكهربائيين)
  • تعريفات الهندسة والتكنولوجيا
  • تعريف العلوم
  • متوسط ​​أسبوع العمل وحسابات الراتب والأجور
  • أنواع المهن المتعلقة بالهندسة والتوقعات الوظيفية والرواتب والتعليم المطلوب:
    • ميكانيكي
    • الكهرباء
    • المواد الكيميائية
    • الفضاء الجوي
    • مدني
    • علوم الكمبيوتر / البرمجة
    • الدعم الفني لجميع المجالات
    • تجارة الآلات: التصنيع باستخدام الحاسب الآلي، الليزر، النماذج الأولية السريعة
    • تطبيقات CAD 2D و 3D
    • علم الروبوتات

عملية التصميم الهندسي

  • القدرة على تطبيق خطوات متعددة بالتسلسل المنطقي لعملية التصميم.
  • القدرة على فهم التسلسل الصحيح في التكرارات أو الاختصارات المختلفة لعملية التصميم الهندسي.

المواد والعمليات

  • تقنيات تحليل المواد – الشد، الصلابة، الأكسدة
  • أنواع المعادن والخصائص والتطبيقات الشائعة - الحديدية وغير الحديدية والثمينة؛ السبائك الشائعة – أي النحاس والفولاذ المقاوم للصدأ
  • أنواع الأخشاب وخصائصها وتطبيقاتها الشائعة - الصلبة (النفضية)، الناعمة (الصنوبريات)
  • أنواع البلاستيك وخصائصه وتطبيقاته الشائعة - اللدائن الحرارية واللدائن الحرارية والراتنجات
  • أنواع الإيبوكسيات وخصائصها وتطبيقاتها الشائعة

أمان

  • تطبيق النظارات المناسبة
  • تطبيق الملابس والأحذية المناسبة
  • تطبيق الممارسات الآمنة المناسبة في المحل أو المختبر
  • إدارة السلامة والصحة المهنية
  • ألوان السلامة المعملية

سلامة أدوات الطاقة

  • المنشار الشريطي – عمليات المنشار الشريطي الأساسية، وتطبيق إجراءات السلامة المحددة
  • طاحونة مقاعد البدلاء - العمليات الأساسية لطاحونة مقاعد البدلاء، وتطبيق إجراءات السلامة المحددة.
  • مكبس الحفر - عمليات مكبس الحفر الأساسية، وتطبيق إجراءات السلامة المحددة
  • الأدوات الكهربائية المحمولة – عمليات الحفر المحمولة، وتطبيق إجراءات السلامة المحددة

الرسومات الهندسية

  • وجهات النظر الهجائية
  • القدرة على قراءة المخططات الكهربائية والمخططات
  • مختلف الرموز والمصطلحات المشتركة
    • القدرة على العثور على المشاهدات المفقودة في الرسومات متعددة المشاهدات عن طريق الإسقاط، وتحديد المشاهدات المفقودة للكائنات
    • رسومات متساوية القياس
    • تطوير قوائم الأجزاء بالمهام والمواعيد النهائية
    • رسم الأشياء بمقاييس مختلفة

أنظمة CAD

  • الخطوط والرموز الشائعة المستخدمة في الرسومات الهندسية
  • برنامج 2D CAD – العديد من البرامج الشائعة المستخدمة في الصناعة
  • برنامج CAD ثلاثي الأبعاد – العديد من البرامج الشائعة المستخدمة في الصناعة
  • تحديد وجهات النظر الهجائية
  • تحديد وجهات النظر متساوي القياس

أساسيات الهندسة الكهربائية

  • قانون أوم - التيار، الجهد، المقاومة

أساسيات الهندسة الميكانيكية

  • حسابات نسبة التروس
  • قوانين الحركة لإسحاق نيوتن
  • الطاقة الحركية والطاقة الكامنة
  • الأنظمة الحرارية – التدفئة والتبريد

أساسيات أنظمة الروبوتات

  • أنظمة القيادة
    • دبابة أو ممرات ذات 2 و 4 و 6 عجلات
    • هولونومي
    • ميكانوم
    • أومني درايف
  • وحدات التحكم الدقيقة
    • التطبيقات
    • قوة
    • PWM (تعديل عرض الطاقة)
    • التحكم في المحرك: الغرض، التشغيل، الوظيفة
    • المتلاعبون: الأذرع والمعصم والأكتاف ومؤثرات نهاية الكوع؛ درجات الحرية/المحور
  • أنواع
    • جامعي
    • القابضون
    • تطبيقات خاصة (لا حدود لها) – التحكم الذاتي
    • أنواع البرامج الروبوتية الشائعة

أساسيات الفضاء الجوي

  • مبدأ برنولي: الرفع، الدفع، السحب، الوزن (الجاذبية)
  • الصواريخ المبكرة
    • تيتان الثاني
    • زحل الرابع
    • تَوأَم
    • الزئبق
    • أبولو
    • سويوز
    • V1 و V2
  • المواد الشائعة المستخدمة في صناعة الطيران

أساسيات الهندسة المدنية

  • طرق النقل
    • سكة حديدية
    • الموانئ / الموانئ
    • الطرق
    • الجسور
    • هواء
    • الأنهار / السدود
  • تطبيق حسابات كفاءة الجسر

أساسيات هندسة علوم الكمبيوتر (الترميز)

  • الأنظمة الثنائية
  • الأنظمة السداسية العشرية
  • أنظمة الكمبيوتر الأساسية
    • ذاكرة الوصول العشوائي، روم فيفو
    • أنظمة التخزين
    • سرعات المعالج، قانون مور
    • لغات البرمجة الشائعة: Python، C++، JAVA، HTML، Scratch

أساسيات الهندسة الكيميائية

  • إجراءات السلامة المعملية الأساسية للسلامة الكيميائية
  • أساسيات الأحماض والقواعد
  • الرسم البياني الدوري
  • معادلات التوازن

أساسيات هندسة التصنيع

  • تقنيات التصنيع
  • حسابات الإحداثيات الديكارتية
  • قدرات أنظمة CAD/CAM
  • الطباعة ثلاثية الأبعاد (3D).

القسم الثاني: وحدات ما قبل الهندسة

هذا هو القسم الثاني من هذه الوثيقة والذي يغطي كل من المهارات المهنية والموضوعات المعرفية في كل "وحدة هندسية".

تعمل هذه جنبًا إلى جنب مع خبرة المدرسة والمعلمين والمناهج الدراسية المتاحة والتسهيلات لاختيار اثنين من المجالات الهندسية الثمانية المتاحة المطلوبة للحصول على شهادة ما قبل الهندسة أو المجالات الهندسية الثلاثة (الإلكترونيات والبرمجة والميكانيكية) المطلوبة للحصول على شهادة الروبوتات.

تحتوي جميع الوحدات الثمانية على المتطلبات التالية:

  • المتطلب السابق: اجتياز مقرر أساسيات الهندسة
  • مدة الامتحان: 30 دقيقة
  • الحد الأدنى للنجاح في الدرجة: 70%

موضوعات للمعرفة والمهارات المهنية

وحدة ما قبل الهندسة CS

يتطلب المعرفة والمهارات في المجالات التالية:

  • لغات البرمجة الشائعة وقواعد البيانات وتصميم الويب
    • سي++، جافا، بايثون، سكراتش
    • لغة البرمجة
    • إس كيو إل، أوراكل، DB2
  • المصطلحات الشائعة
    • بروتوكول الإنترنت IP
    • الإدخال/الإخراج (الإدخال/الإخراج)
    • حلقة لا نهائية
    • انتهاك الوصول إلى الذاكرة
    • HTTP، HTTPS
  • الشبكات العامة والاتصالات بين أجهزة الكمبيوتر
    • الإنترنت والإنترانت
    • الكمبيوتر، الخادم، السحابة
    • الخدمات: مزود خدمة الإنترنت، DHCP، DNS
    • الأجهزة: التبديل، جهاز التوجيه، واي فاي
  • الفهم العام لأجزاء الكمبيوتر وطريقة عمله، بما في ذلك المستويات المختلفة للبرامج بدءًا من BIOS وحتى التطبيقات
    • أجهزة الإدخال والإخراج
    • وحدة المعالجة المركزية (CPU)، وحدة النقطة العائمة (FPU)، وحدة المعالجة الرسومية (GPU)
    • ذاكرة الوصول العشوائي، ذاكرة القراءة فقط
    • أجهزة التخزين
  • البرامج الضارة
    • الفيروسات، الدودة، رفض الخدمة، البريد العشوائي
    • جدار الحماية
  • التمثيل الثنائي والست عشري للأرقام
    • التمثيل الثنائي لـ 1، 2، 3، 15، إلخ.
    • تمثيل سداسي عشري لـ 10، 15، 16، 30، إلخ.
  • القدرة على فهم البرامج البسيطة المكتوبة بالكود الكاذب
    • الحلقات، وطوابير الانتظار، والمكدسات
    • المهام
    • الأخطاء: وقت الترجمة، وقت التشغيل، المنطقي، القسمة على صفر، خطأ في تخصيص الذاكرة
    • أنواع المتغيرات: عدد صحيح، حرف، سلسلة، نقطة عائمة، صفيف
    • اتبع رمز البرنامج لتحديد مخرجات أو قيمة المتغيرات المعطاة
    • التعليقات في الكود
  • تصحيح الأخطاء المنطقية في البرنامج
  • مشاكل التطبيق
    • ابحث عن حلول في خطوط برمجة الكود الكاذب الأساسية
    • حل التمثيلات الثنائية والست عشرية
  • علم الروبوتات
    • تقييم التعليمات البرمجية البسيطة لتحديد حركة الروبوت وأشكاله

وحدة ما قبل الهندسة الميكانيكية

يتطلب المعرفة والمهارات في المجالات التالية:

  • الأنظمة الميكانيكية
    • رف وترس
    • التروس ميتري
    • التروس الدودية
    • التروس المركبة
    • السلاسل
    • أسنان العجلة
    • البكرات
    • تروس الدفع
    • علم الخصائص الميكانيكية
    • الهيدروليكية
    • الآلات البسيطة: المستويات المائلة والأوتاد والرافعات والبكرات
  • مشاكل التطبيقات - القدرة على الحساب:
    • قوانين نيوتن
    • الديناميكا الحرارية
    • التسريع
    • نسب التروس
    • سرعة
    • إزاحة المحرك
    • السرعة وعزم الدوران
    • نسب التروس المركبة
    • ميزة ميكانيكيه

وحدة ما قبل الهندسة الكهربائية

يتطلب المعرفة والمهارات في المجالات التالية:

  • ترددات الراديو AM وFM
  • الطاقة الميكانيكية
  • اللفات الحركية
  • حسابات قانون أوم – القدرة على الحساب:
    • التيار
    • جهد المقاومة
    • أوم
  • معرفة أجهزة الكمبيوتر الأساسية، أي أجهزة التخزين والذاكرة وذاكرة الوصول العشوائي (RAM) وذاكرة القراءة فقط (ROM) وFIFO
  • المعرفة بأجهزة الاستشعار وتطبيقاتها:
    • مقاييس الجهد
    • بالموجات فوق الصوتية
    • ترميز رمح
    • الجيروسكوب
    • مقاييس التسارع
    • التشفير رمح البصرية
    • متابعة الخط
    • استشعار الضوء
    • مفاتيح الحد
  • مشاكل التطبيقات – القدرة على الحساب:
    • الطاقة الكامنة
    • الطاقة الحركية
    • تكرار
    • تكاليف كيلووات ساعة

وحدة ما قبل الهندسة الكيميائية

يتطلب المعرفة والمهارات في المجالات التالية:

  • المواضيع الكيميائية الأساسية:
    • التفاعلات الكيميائية والمصطلحات ذات الصلة
    • قانون الغاز المثالي
    • كلفن
    • أجواء
    • العناصر المتفاعلة
    • حلول
  • الجدول الدوري
  • رابطة كيميائية
  • أمان
  • التطبيقات
    • حسابات الحلول
    • حسابات قانون الغاز

وحدة ما قبل هندسة الطيران

يتطلب المعرفة والمهارات في المجالات التالية:

  • المبادئ الديناميكية الهوائية الأساسية
    • ديناميات قانون برنولي للسوائل: أسطح الطيران، السحب، الوزن، الرفع والدفع
  • تصميم الصواريخ
    • التدريج
    • الوقود: صلب، سائل، نووي
    • التحكم: الزعانف، الجيروسكوبات، الدفاعات (الكهربائية الزائدية والأيونية)
  • أنواع السحب
  • تصاميم الجنيح الأساسية والمصطلحات
  • مشاكل التطبيق
    • حسابات نيوتن للسحب
    • حسابات نسبة العرض إلى الارتفاع للجناح
    • القدرة الحصانية لحساب القوة الكهربائية
    • حسابات السرعة والسرعة الجوية

وحدة ما قبل الهندسة المدنية

يتطلب المعرفة والمهارات في المجالات التالية:

  • أنواع الجسور
    • قوس
    • تعليق
    • العارضة
  • الجمالون: مواد الجسر المشتركة، الشد، الضغط، قوة الشد
  • طرق النقل
    • سكة حديدية
    • الموانئ / الموانئ
    • الطرق
    • الجسور
    • هواء
  • الأنهار والسدود والقنوات
  • المسح
  • مشاكل التطبيق
    • تصميم هيكل القارب وتطبيقات الإزاحة
    • المسح
    • حسابات كفاءة الجسور والأبراج

وحدة ما قبل الهندسة والتكنولوجيا الهندسية

يتطلب المعرفة والمهارات في المجالات التالية:

  • عملية/حلقة التصميم الهندسي
    • تسلسل 10 خطوات:
      1. تحديد المشكلة
      2. مختصر التصميم
      3. مشكلة بحث
      4. مشكلة العصف الذهني
      5. حدد الحل بناءً على البحث/العصف الذهني
      6. تصميم
      7. يبني
      8. امتحان
      9. إعادة التصميم
      10. تنفيذ الحل (الحلول) المهارات الشخصية
    • تعريفات الهندسة والتكنولوجيا
    • القدرة على اختيار التقنيات المناسبة لحل المشكلات
    • الاتصالات الكتابية والشفوية
    • تقنيات حل المشكلات-العصف الذهني-التفكير الناقد
    • العمل كعضو في الفريق
    • كيفية البحث عن المعلومات واستخدامها
  • تصنيع
    • ممارسات التصنيع المشتركة
    • تطبيقات التحكم العددي بالكمبيوتر (CNC).
    • الطباعة ثلاثية الأبعاد (3D).
  • الفضاء الجوي
    • يرفع
    • دفع
    • يجر
    • جاذبية
  • مدني
    • الأنواع الشائعة من الجمالونات
    • حسابات كفاءة الجسور والأبراج
  • ميكانيكي
    • حسابات نسبة التروس
    • أنظمة الهواء المضغوط
    • الأنظمة الهيدروليكية
  • برمجة
    • التمثيلات الثنائية
    • التمثيلات الست عشرية
    • أجهزة الإدخال والإخراج
  • المواد والعمليات
    • الخشب الصلب والتطبيقات
    • الأخشاب اللينة والتطبيقات
    • خصائص وتطبيقات الخشب الرقائقي
    • البلاستيك: تطبيقات اللدائن الحرارية، تطبيقات اللدائن الحرارية، المواد المركبة والتطبيقات
    • المعادن الفلزية
    • الكربون في تطبيقات الصلب
    • سبائك
    • المعادن غير الحديدية
    • قوة الشد
    • تقنيات اختبار الصلابة
  • الرسومات الهندسية
    • الخطوط المشتركة والتمثيل
    • تقنيات الأبعاد
    • الإسقاطات الإملائية
    • رسومات متساوية القياس
  • مشاكل التطبيق
    • عملية التصميم الهندسي. تجميع الخطوات في تكوينات متعددة في تسلسل مناسب. تطبيق التسلسل المناسب مع نماذج متعددة.
    • حدد الأداة/المعدات المناسبة للمهام المحددة. حالات سلامة المختبر والأدوات.
    • الرسومات الهندسية. تحديد وجهات النظر المفقودة للإسقاطات الهجائية.

وحدة ما قبل الهندسة لتكنولوجيا التصنيع

يتطلب المعرفة والمهارات في المجالات التالية:

  • طرق التصنيع
    • صب حقن البلاستيك
    • قوالب الرمل
    • التشكيل الحراري
    • الطباعة ثلاثية الأبعاد
    • CNC (يتم التحكم فيه رقميًا بالكمبيوتر): نفث الماء، والطحن، والمخرطة، والقطع بالبلازما
  • التصميم الهندسي
    • أنظمة CAD: تطبيقات ثنائية وثلاثية الأبعاد.
    • طرق العرض الهجائية: عدد طرق العرض المتاحة، عدد طرق العرض المشتركة
    • تحجيم الكائنات
    • وجهات النظر متساوي القياس
  • تاكيد الجودة
  • مشاكل التطبيق
    • تطبيقات قوة الشد
    • تقنيات اختبار صلابة روكويل
    • منحنيات الإجهاد/الانفعالات: العنق، قوة الخضوع، والقوة القصوى