Secuencia de curso de muestra

Descripción general

El objetivo de la secuencia de cursos de muestra es ayudar con un marco con los temas en una secuencia sugerida para construir un plan de estudios o incorporar elementos de los planes de estudio existentes. Esto se hace utilizando la experiencia de las escuelas y los maestros para los planes de estudio, las instalaciones y los materiales. Para obtener detalles adicionales sobre temas específicos para desarrollar o seleccionar planes de estudio, consulte el artículo Lista de conocimientos y habilidades ocupacionalesde Certificaciones de robótica y preingeniería de la Fundación REC. Estos artículos están diseñados para funcionar con materiales curriculares existentes. También pueden utilizarse para elaborar un plan de estudios, pero no son un plan de estudios en sí mismos.

La secuencia del curso de muestra se divide en dos partes:

• Primera parte: Los fundamentos de la ingeniería: cubre los temas y habilidades del módulo de Fundamentos de la ingeniería.
• Segunda parte: Módulos del área de preingeniería: cubre cada uno de los ocho temas y habilidades individuales del “Módulo del área de preingeniería” para las certificaciones de preingeniería y/o robótica.

Tanto la Certificación de Preingeniería como la Certificación de Robótica requieren aprobar los Fundamentos de Ingeniería como requisito previo antes de tomar cualquiera de los ocho módulos. Se requieren dos de los ocho módulos para obtener la Certificación de Preingeniería. Estos son seleccionados por el instructor según las necesidades de la comunidad, las instalaciones disponibles, los planes de estudio, los equipos y suministros, así como la experiencia del instructor.

Módulos de preingeniería

• Ingeniería Mecánica
• Ingeniería Aeroespacial
• Ingenieria Eléctrica
• Ingeniería Química
• Ciencias de la Computación & Ingeniería (Programación)
• Ingeniería civil
• Tecnología de ingeniería
• Tecnología de fabricación

Primera parte: Los fundamentos de la ingeniería

I. Introducción a la ingeniería

• ¿Qué es la ingeniería y la tecnología? ¿Qué es ciencia?
• Tipos de áreas de ingeniería: Eléctrica, Mecánica, Aeroespacial, Robótica, Civil, Informática, CAD, Manufactura. Educación requerida para la certificación vocacional de licenciatura, salarios, semanas laborales típicas.
• Historia de la ingeniería, incluidas cronologías desde los inicios de la historia hasta la actualidad. Historia espacial, específicamente los primeros programas espaciales y las tecnologías que disfrutamos hoy como resultado de ellos. También incluye miniaturización de componentes y una descripción general de la historia de los cohetes y astronautas estadounidenses y soviéticos. La Revolución Industrial como época de las Sociedades de Ingeniería y desarrollo de estándares. El desarrollo de líneas de montaje y producción en masa de productos.

Illinois. Materiales y Procesos

• Seguridad general en el laboratorio
• Seguridad y aplicaciones básicas de herramientas manuales y eléctricas
  • Sierra de banda
  • Taladro de banco
  • Amoladora de banco
  • Seguridad de herramientas eléctricas portátiles
  • Lijadora de banda y disco
  • fresadora cnc
• Tipos de metales, propiedades y aplicaciones comunes
• Tipos de madera, propiedades y aplicación común
• Tipos de plásticos, propiedades y aplicaciones comunes
• Tipos de epoxis, propiedades y aplicaciones comunes

III. Proceso de diseño de ingeniería

Documente el proceso de diseño en un Cuaderno de ingeniería utilizando el proceso de 10 pasos:

1. Identificar el problema
2. Resumen de diseño
3. Problema de investigación
4. Lluvia de ideas sobre soluciones
5. Seleccione una solución
6. Diseño
7. Construir
8. Prueba
9. Rediseño
10. Implementar solución/producto

La industria utiliza muchas variaciones o abreviaturas de los 10 pasos; Ser capaz de comprender la secuencia del diseño de ingeniería en cualquier forma.

IV. Dibujos de ingeniería y dibujo asistido por computadora (2D y 3D)

• Introducir y practicar técnicas de dibujo de ingeniería para vistas ortográficas y en perspectiva.
• Introducir el dibujo asistido por computadora con el software disponible. Nota: Hay varias opciones de software CAD disponibles de forma gratuita o de bajo costo para la educación. Estos incluyen Google Sketch Up, TinkerCad, Autodesk Fusion 360 y Solidworks. Consulte con los proveedores de productos la disponibilidad y los términos de uso específicos.
• Presente la lista de piezas/materiales con asignaciones de equipo sobre cómo construir un proyecto/robot.
• Introducir equipos que integren CAD para sus operaciones: equipos de control numérico por computadora; fresado, corte por láser, corte por plasma, fresado de madera, chorro de agua a alta presión o impresión 3D.

Después de presentar las habilidades/conocimientos en I-IV

Sugerencias y puntos clave para actividades de apoyo que incluyen áreas de ingeniería individuales o varias
Después de completar las actividades en las áreas I-IV. para las áreas restantes, puede crear planes de estudio originales o existentes en las áreas de ingeniería en cualquier secuencia que se adapte a su programa para cubrir todos los temas del Módulo de Fundamentos de Ingeniería y luego los Módulos de Preingeniería seleccionados durante 150 horas de clase. planes de estudio.

Incorpore actividades prácticas utilizando los planes de estudio, laboratorio, equipos y materiales disponibles para cada una de las siguientes áreas de ingeniería. Las actividades deben incluir los temas cubiertos en esa área de ingeniería y estar documentadas en un cuaderno de ingeniería. Considere asignar a cada equipo o individuo una presentación de PowerPoint que documente el proceso de diseño de ingeniería. Una sola actividad puede incorporar fácilmente múltiples conceptos y áreas de ingeniería y al mismo tiempo reforzar temas y habilidades previamente introducidos.

Por ejemplo:

• Con los materiales disponibles, diseñar un robot para recoger una pelota de tenis y colocarla en un balde de cinco galones de forma autónoma, luego retirar la pelota de tenis mediante el control del conductor. Lograr esta tarea requerirá el uso del proceso de diseño, dibujos de ingeniería y materiales y procesos; además de conocimiento de los fundamentos de los sistemas mecánicos, eléctricos y robóticos y la informática/programación.
• Diseñe un puente con palitos de helado para soportar 50 libras usando no más de 100 palitos. Esto implica el uso del proceso de diseño, dibujos de ingeniería y materiales y procesos; y conocimiento de los fundamentos de la ingeniería civil y la fabricación.
• Utilizando los materiales disponibles de balsa, bandas elásticas, hélices y modelos de ruedas, diseñe y construya un avión (especifique el tamaño máximo) para despegar y aterrizar con sus propios medios y permanecer en el aire durante 10 segundos sin estrellarse. Esto implica el uso del proceso de diseño, dibujos de ingeniería y materiales y procesos; y conocimiento de los fundamentos de la ingeniería aeroespacial.

v. Fundamentos de la ingeniería mecánica

• Educación requerida, salarios, semanas laborales, deberes laborales.
• Introducir tipos de engranajes, cadenas, poleas.
• Cálculos de relación de transmisión
• Energía cinética y potencial.
• Aplicaciones de sistemas térmicos: calefacción y refrigeración.
• Sistemas robóticos

VI. Fundamentos de ingeniería eléctrica

• Educación requerida, salarios, semanas laborales, deberes laborales.
• Cálculos de la ley de Ohm: amperaje, voltaje, resistencia.

VII. Fundamentos de informática/programación

• Educación requerida, salarios, semanas laborales, deberes laborales.
• Comprensión de sistemas binarios y hexadecimales.
• Sistemas informáticos básicos: RAM, ROM, FIFO
• Lenguajes de programación comunes: Python, C++, Java, HTML, Scratch
• Evaluación de pseudocódigo, bucles y estructuras de programación comunes.

VIII. Fundamentos de la ingeniería aeroespacial

• Educación requerida, salarios, semanas laborales, deberes laborales.
• Principio de Bernoulli: sustentación, empuje, arrastre y gravedad.
• Historia temprana de los cohetes y tipos de sistemas de cohetes de EE. UU. y la ex URSS
• Materiales comunes utilizados en la industria aeroespacial: fibras de carbono, aluminio.

XI. Fundamentos de la Ingeniería Civil

• Educación requerida, salarios, semanas laborales, deberes laborales.
• Métodos de transporte: ferrocarril, aire, puerto, puentes, ríos/presas
• Cálculos de eficiencia

XI. Fundamentos de fabricación

• Educación requerida, salarios, semanas laborales, deberes laborales.
• Introducir técnicas de fabricación: fresado CNC (chorro de agua, plasma, láser), torno, fresado.
• Practica cálculos de coordenadas cartesianas

XII. Fundamentos de la Robótica

• Educación requerida, salarios, semanas laborales, deberes laborales.
• Aplicaciones (en la industria, en el espacio, en el hogar)
• Coordenadas cartesianas para la automatización del brazo robótico (X, Y, Z)

Parte 2: Módulos del área de preingeniería

Los Módulos de Pre-Ingeniería son requeridos luego de aprobar el Módulo de Fundamentos de Ingeniería
. Seleccione cualquiera de los dos Módulos de preingeniería necesarios para la certificación de la industria de preingeniería
con certificación específica en mecánica, informática y electricidad para la industria de robótica.

I. Módulo de Preingeniería Mecánica

• Ventaja mecanica
• Piñón y cremallera
• Máquinas simples
• Cálculos de relación de transmisión
• las leyes de newton
• Cadena y piñón
• Leyes de la termodinámica
• Velocidad y par
• Problemas de aplicación a resolver en: Velocidad, Aceleración

II. Módulo de Preingeniería en Informática (Programación)

• Lenguajes de programación comunes y terminologías relacionadas.
• Partes y funcionamiento de una computadora.
• Lenguajes de programación comunes: C++, Python, Java, Scratch
• Bases de datos comunes: SQL, Oracle, DB2
• Evaluación de pseudocódigo, bucles y estructuras de programación comunes.
• Redes y comunicaciones entre ordenadores.
• Representaciones binarias y hexadecimales de números.
• Comprender la terminología de malware: virus, gusano, denegación de servicio, spam, firewall
• Determinar el movimiento del robot a partir de pseudocódigo

III. Módulo de Preingeniería Eléctrica

• Frecuencias de radio AM y FM
• Energía mecánica y eficiencia.
• Función de bobinados del motor
• cálculos de la ley de ohmios
• Componentes básicos de hardware de computadora.
• Sensores digitales y analógicos y sus aplicaciones.
• Las aplicaciones incluyen energía potencial y cinética, frecuencias y cálculos de kilovatios hora.

IV. Módulo de Preingeniería Química

• Reacciones químicas y terminología relacionada.
• Seguridad en el manejo de químicos
• Familiarizarse con la tabla periódica
• Las aplicaciones incluyen cálculos de soluciones y cálculos de la ley de los gases.

v. Módulo de Preingeniería Aeroespacial

• Principios aerodinámicos básicos.
• Diseño básico de cohetes.
• tipos de nubes
• Las aplicaciones incluyen cálculos de resistencia de Newton, relación de aspecto de los vientos, cálculos de potencia a vataje, cálculos de velocidad y velocidad del aire.

VI. Módulo de Preingeniería en Ingeniería Civil

• Tipos comunes de puentes
• Materiales de puentes comunes
• Varios métodos de transporte.
• topografía
• Ríos, presas y canales
• Las aplicaciones incluyen cálculos de diseño de cascos de embarcaciones, técnicas topográficas y cálculos de eficiencia de puentes.

VII. Módulo de Preingeniería de Tecnología de Ingeniería

• Proceso/bucle de diseño de ingeniería
• Practicar y conocer habilidades blandas.
• Procesos de fabricación comunes
• Conceptos básicos aeroespaciales
• Conceptos básicos de ingeniería civil.
• Sistemas mecánicos
• Conceptos básicos de programación
• Materiales de fabricación comunes y su procesamiento.
• Planos de ingeniería
• Las aplicaciones incluyen el proceso de diseño de ingeniería en múltiples configuraciones, seleccionar herramientas adecuadas para las tareas, seleccionar situaciones de seguridad de herramientas y laboratorio adecuadas e identificar vistas faltantes de dibujos de ingeniería.

VIII. Módulo de Preingeniería de Tecnología de Manufactura

• Varios métodos de fabricación.
• Dibujos de ingeniería con sistemas de dibujo asistidos por ordenador 2D y 3D.
• Métodos de garantía de calidad.
• Las aplicaciones incluyen aplicaciones de resistencia a la tracción, técnicas de prueba de dureza y curvas de tensión y deformación.