Esimerkkikurssien järjestys

Yleiskatsaus

Esimerkkikurssisarjan tavoitteena on auttaa luomaan viitekehys, jossa aiheet ovat ehdotetussa järjestyksessä, jotta opetussuunnitelma voidaan rakentaa olemassa olevien opetussuunnitelmien ympärille tai sisällyttää niihin elementtejä. Tämä tehdään hyödyntämällä koulujen ja opettajien asiantuntemusta opetussuunnitelmissa, tiloissa ja materiaaleissa. Lisätietoja tietyistä aiheista kehitettäviksi tai valittavissa olevista opetussuunnitelmista on REC Foundationin Pre-Engineering and Robotics Certifications -artikkelissa Knowledge and Occupational Skills List. Nämä artikkelit on suunniteltu toimimaan olemassa olevien opetussuunnitelmamateriaalien kanssa. Niitä voidaan myös hyödyntää opetussuunnitelman rakentamisessa, mutta ne eivät ole opetussuunnitelma sinänsä.

Esimerkkikurssisarja on jaettu kahteen osaan:

• Osa 1: Tekniikan perusteet: Kattaa tekniikan perusteet -moduulin aiheet ja taidot.
• Osa 2: Pre-Engineering Area Module: Kattaa jokaisen kahdeksasta "Pre-Engineering Area Module" -aiheesta ja taidot esisuunnittelun ja/tai robotiikan sertifiointeja varten.

Sekä suunnittelua edeltävä sertifiointi että robotiikan sertifiointi edellyttävät tekniikan perusteiden läpäisyä edellytyksenä ennen minkä tahansa kahdeksasta moduulista suorittamista. Kaksi kahdeksasta moduulista vaaditaan ansaitakseen Pre-Engineering -sertifikaatin. Opettaja valitsee ne yhteisön tarpeiden, käytettävissä olevien tilojen, opetussuunnitelmien, laitteiden ja tarvikkeiden sekä ohjaajan asiantuntemuksen perusteella.

Esisuunnittelumoduulit

• Mekaaninen suunnittelu
• Ilmailutekniikka
• Sähkötekniikka
• Kemiantekniikka
• Tietojenkäsittelytiede & Tekniikka (ohjelmointi)
• Rakennustekniikka
• Insinööritekniikka
• Valmistustekniikka

Osa yksi: Tekniikan perusteet

minä Johdatus tekniikkaan

• Mitä on tekniikka ja tekniikka? Mitä tiede on?
• Teknisten alueiden tyypit: sähkö, mekaaninen, ilmailu, robotiikka, siviili, tietojenkäsittelytiede, CAD, valmistus. BS:n ammatillisen tutkinnon suorittamiseen vaadittava koulutus, palkat, tyypilliset työviikot.
• Tekniikan historia, mukaan lukien aikajanat varhaisesta historiasta nykypäivään. Avaruushistoria, erityisesti varhaiset avaruusohjelmat ja tekniikat, joista nautimme nykyään niiden seurauksena. Sisältää myös komponenttien miniatyrisoinnin ja yleiskatsauksen amerikkalaisten ja neuvostoliittolaisten rakettien ja astronautien historiasta. Teollinen vallankumous Engineering Societyn ja standardien kehittämisen ajanjaksona. Kokoonpanolinjojen kehittäminen ja tuotteiden massatuotanto.

Il. Materiaalit ja prosessit

• Yleinen laboratorioturvallisuus
• Peruskäsityökalujen ja sähkötyökalujen turvallisuus ja sovellukset
  • Vannesaha
  • Pylväsporakone
  • Penkkihiomakone
  • Kannettavan sähkötyökalun turvallisuus
  • Hioma- ja kiekkohiomakone
  • CNC Mill
• Metallityypit, ominaisuudet ja yleiset sovellukset
• Puulajit, ominaisuudet ja yleinen käyttökohde
• Muovityypit, ominaisuudet ja yleiset sovellukset
• Epoksityypit, ominaisuudet ja yleiset sovellukset

III. Tekninen suunnitteluprosessi

Dokumentoi suunnitteluprosessi tekniikan muistikirjaan käyttämällä 10-vaiheista prosessia:

1. Tunnista ongelma
2. Suunnittelun tiivistelmä
3. Tutkimusongelma
4. Aivoriihi ratkaisuja
5. Valitse ratkaisu
6. Design
7. Rakentaa
8. Testata
9. Suunnittele uudelleen
10. Toteuta ratkaisu/tuote

Teollisuus käyttää monia muunnelmia tai lyhenteitä 10 vaiheesta; pystyä ymmärtämään suunnitteluprosessin missä tahansa muodossa.

IV. Tekniset piirustukset ja tietokoneavusteinen piirustus (2D ja 3D)

• Esittele ja harjoittele ortografisten ja perspektiivikuvien suunnittelun luonnostelutekniikoita.
• Ota käyttöön tietokoneavusteinen luonnos käytettävissä olevilla ohjelmistoilla. Huomautus: Useita CAD-ohjelmistovaihtoehtoja on saatavilla ilmaiseksi tai edullisesti koulutukseen. Näitä ovat Google Sketch Up, TinkerCad, Autodesk Fusion 360 ja Solidworks. Tarkista tuotteen myyjiltä tarkat saatavuus ja käyttöehdot.
• Esittele osa-/materiaaliluettelo, jossa on tiimitehtäviä projektin/robotin rakentamiseen.
• Esittele laitteet, jotka integroivat CAD:n toimintaansa varten: tietokoneella numeerisesti ohjatut laitteet; jyrsintä, laserleikkaus, plasmaleikkaus, puuntyöstö jyrsintä, korkeapainevesisuihku tai 3D-tulostus.

Taitojen/tiedon esittelyn jälkeen I-IV

Ehdotuksia ja avainkohtia tukitoiminnalle, mukaan lukien yksittäinen tai useita
suunnittelualuetta Toiminnan suorittamisen jälkeen alueilla I-IV. Muilla aloilla voit rakentaa alkuperäisiä tai olemassa olevia opetussuunnitelmia tekniikan aloille missä tahansa järjestyksessä, joka sopii ohjelmallesi kattamaan kaikki tekniikan perusteet -moduulin aiheet ja sitten valitsemasi esisuunnittelumoduulit 150 tunnin luokassa. opetussuunnitelmia.

Sisällytä käytännön toimintaasi käyttämällä käytettävissä olevia opetussuunnitelmia, laboratoriota, laitteita ja materiaaleja jokaiselle seuraavalle suunnittelualueelle. Toimintojen tulee sisältää kyseisen tekniikan alueen aiheet, ja ne tulee dokumentoida suunnittelumuistikirjaan. Harkitse kullekin tiimille tai henkilölle PowerPoint-esityksen antamista, jossa dokumentoidaan suunnitteluprosessi. Yksittäinen toiminta voi helposti yhdistää useita suunnittelukonsepteja ja -alueita samalla kun se vahvistaa aiemmin esiteltyjä aiheita ja taitoja.

Esimerkiksi:

• Suunnittele käytettävissä olevien materiaalien avulla robotti poimimaan tennispallon ja asettamaan sen viiden gallonan ämpäriin itsenäisesti. Poista sitten tennispallo kuljettajan ohjauksella. Tämän tehtävän suorittaminen edellyttää suunnitteluprosessin, teknisten piirustusten sekä materiaalien ja prosessien käyttöä; sekä tieto mekaanisten, sähköisten ja robotiikan järjestelmien ja tietojenkäsittelytieteen/ohjelmoinnin perusteista.
• Suunnittele mehupuikkosilta, joka tukee 50 puntaa käyttämällä enintään 100 tikkua. Tämä sisältää suunnitteluprosessin, suunnittelupiirustusten sekä materiaalien ja prosessien käytön; ja tietämys maa- ja vesirakentamisen ja valmistuksen perusteista.
• Suunnittele ja rakenna käytettävissä olevista materiaaleista balsaa, kuminauhaa, potkureita ja mallipyöriä käyttäen lentokone (täsmennä enimmäiskoko), joka nousee ja laskeutuu omalla voimallaan ja pysyy ylhäällä 10 sekuntia törmätämättä. Tämä sisältää suunnitteluprosessin, suunnittelupiirustusten sekä materiaalien ja prosessien käytön; ja tuntemus ilmailu- ja avaruustekniikan perusteista.

V. Konetekniikan perusteet

• Koulutus vaaditaan, palkat, työviikot, työtehtävät
• Esittele hammaspyörien, ketjujen, hihnapyörien tyypit
• Välityssuhteen laskelmat
• Kineettinen ja potentiaalinen energia
• Lämpöjärjestelmien sovellukset: Lämmitys ja jäähdytys
• Robotiikkajärjestelmät

VI. Sähkötekniikan perusteet

• Koulutus vaaditaan, palkat, työviikot, työtehtävät
• Ohmin lain laskelmat: ampeeri, jännite, vastus

VII. Tietojenkäsittelytieteen/ohjelmoinnin perusteet

• Koulutus vaaditaan, palkat, työviikot, työtehtävät
• Binääri- ja heksadesimaalijärjestelmien ymmärtäminen
• Perustietokonejärjestelmät: RAM, ROM, FIFO
• Yleiset ohjelmointikielet: Python, C++, Java, HTML, Scratch
• Pseudokoodin, silmukoiden ja yleisten ohjelmointirakenteiden arviointi

VIII. Ilmailutekniikan perusteet

• Koulutus vaaditaan, palkat, työviikot, työtehtävät
• Bernoullin periaate: nosto, työntö, veto, painovoima
• Varhainen rakettihistoria ja Yhdysvaltojen ja entisen Neuvostoliiton rakettijärjestelmien tyypit
• Yleisimmät ilmailuteollisuudessa käytetyt materiaalit: hiilikuidut, alumiini

XI. Rakennustekniikan perusteet

• Koulutus vaaditaan, palkat, työviikot, työtehtävät
• Kuljetustavat: rautatie, lentoliikenne, satama, sillat, joet/padot
• Tehokkuuslaskelmat

XI. Valmistuksen perusteet

• Koulutus vaaditaan, palkat, työviikot, työtehtävät
• Esittele valmistustekniikat: CNC-jyrsintä (vesisuihku, plasma, laser), sorvi, jyrsintä
• Harjoittele suorakulmaisia ​​koordinaattilaskutoimituksia

XII. Robotiikan perusteet

• Koulutus vaaditaan, palkat, työviikot, työtehtävät
• Sovellukset (teollisuudessa, avaruudessa, kotona)
• Karteesiset koordinaatit robottikäsiautomaatiolle (X, Y, Z)

Osa 2: Esisuunnittelualuemoduulit

Esisuunnittelumoduulit vaaditaan, kun olet läpäissyt tekniikan perusteet
-moduulin. Valitse mitkä tahansa kaksi Pre-Engineering Module , jotka vaaditaan Pre-Engineering Industry
-sertifiointiin ja erityisesti mekaanisen, tietojenkäsittelytieteen ja sähkötekniikan sertifiointi robottiteollisuudelle.

minä Mekaaninen esisuunnittelumoduuli

• Mekaaninen etu
• Hammastanko
• Yksinkertaiset koneet
• Välityssuhteen laskelmat
• Newtonin lait
• Ketju ja hammaspyörä
• Termodynamiikan lait
• Nopeus ja vääntömomentti
• Sovellusongelmat ratkaistavissa: Velocity, Acceleration

II. Tietojenkäsittelytieteen (ohjelmointi) esisuunnittelumoduuli

• Yleiset ohjelmointikielet ja niihin liittyvät terminologiat
• Tietokoneen osat ja toiminta
• Yleiset ohjelmointikielet: C++, Python, Java, Scratch
• Yleiset tietokannat: SQL, Oracle, DB2
• Pseudokoodin, silmukoiden ja yleisten ohjelmointirakenteiden arviointi
• Verkottuminen ja tietokoneiden välinen viestintä
• Lukujen binääri- ja heksadesimaaliesitys
• Haittaohjelmien terminologian ymmärtäminen: virus, mato, palvelunesto, roskaposti, palomuuri
• Robotin liikkeen määrittäminen pseudokoodista

III. Sähköinen esisuunnittelumoduuli

• AM- ja FM-radiotaajuudet
• Mekaaninen energia ja tehokkuus
• Moottorin käämitystoiminto
• Ohmin lain laskelmat
• Tietokoneen peruskomponentit
• Digitaaliset ja analogiset anturit ja niiden sovellukset
• Sovellukset sisältävät potentiaali- ja liike-energian, taajuuksien ja kilowattituntien laskelmia

IV. Kemiallinen esisuunnittelumoduuli

• Kemialliset reaktiot ja niihin liittyvä terminologia
• Kemiallisen käsittelyn turvallisuus
• Tutustu jaksolliseen järjestelmään
• Sovellukset sisältävät ratkaisulaskelmia ja kaasulakilaskelmia

V. Ilmailun esisuunnittelumoduuli

• Aerodynaamiset perusperiaatteet
• Raketin perussuunnittelu
• Pilvien tyypit
• Sovelluksia ovat Newtonin vastuslaskelmat, tuulen kuvasuhde, hevosvoima-wattilaskelmat, ilmanopeus- ja nopeuslaskelmat

VI. Rakennustekniikan esisuunnittelumoduuli

• Yleisiä siltatyyppejä
• Yleiset siltamateriaalit
• Erilaisia ​​kuljetustapoja
• Maanmittaus
• Joet, padot ja kanavat
• Sovelluksia ovat veneen rungon suunnittelulaskelmat, mittaustekniikat ja sillan tehokkuuslaskelmat

VII. Engineering Technology Pre-Engineering -moduuli

• Tekninen suunnitteluprosessi/silmukka
• Harjoittele ja tunne pehmeät taidot
• Yleiset valmistusprosessit
• Ilmailun perusasiat
• Maa- ja vesirakentamisen perusteet
• Mekaaniset järjestelmät
• Ohjelmoinnin perusteet
• Yleiset valmistusmateriaalit ja niiden käsittely
• Tekniset piirustukset
• Sovellukset sisältävät suunnitteluprosessin useissa kokoonpanoissa, oikeanlaisten työkalujen valitsemisen tehtäviin, oikeanlaisten laboratorio- ja työkaluturvallisuustilanteiden valitsemisen sekä teknisten piirustusten puuttuvien näkymien tunnistamisen.

VIII. Valmistusteknologian esisuunnittelumoduuli

• Erilaisia ​​valmistusmenetelmiä
• Suunnittelupiirustukset 2D ja 3D tietokoneavusteisilla piirustusjärjestelmillä
• Laadunvarmistusmenetelmät
• Käyttökohteita ovat vetolujuussovellukset, kovuustestaustekniikat sekä jännitys- ja venymäkäyrät