Kursų sekos pavyzdys

Apžvalga

Pavyzdinių kursų sekos tikslas yra padėti sukurti sistemą, kurioje temos būtų siūlomos seka, kad būtų galima sukurti mokymo programą aplink esamas mokymo programas arba įtraukti jos elementus. Tai daroma panaudojant mokyklų ir mokytojų patirtį kuriant mokymo programas, įrangą ir medžiagas. Norėdami gauti papildomos informacijos apie konkrečias temas, kurias reikia parengti arba pasirinkti mokymo programas, žr. REC fondo Pre-Engineering and Robotics Certifications straipsnį Žinių ir profesinių įgūdžių sąrašas. Šie straipsniai skirti dirbti su esama mokymo programa. Jie taip pat gali būti naudojami kuriant mokymo programą, tačiau tai nėra mokymo programa savaime.

Pavyzdinė kursų seka suskirstyta į dvi dalis:

• Pirma dalis: Inžinerijos pagrindai: Apima inžinerijos pagrindų modulio temas ir įgūdžius.
• Antra dalis: parengiamojo inžinerijos srities moduliai: apima kiekvieną iš aštuonių „Parengiamojo inžinerijos srities modulio“ temų ir įgūdžius, skirtus išankstinio inžinerijos ir (arba) robotikos sertifikatams gauti.

Prieš pradedant bet kurį iš aštuonių modulių, tiek išankstinio inžinerijos sertifikatas, tiek robotų sertifikavimas reikalauja išlaikyti inžinerijos pagrindus. Norint įgyti išankstinį inžinerinį sertifikatą, reikalingi du iš aštuonių modulių. Juos parenka instruktorius, atsižvelgdamas į bendruomenės poreikius, turimas patalpas, mokymo programas, įrangą ir reikmenis bei instruktoriaus patirtį.

Išankstiniai inžineriniai moduliai

• Mechaninė inžinerija
• Aviacijos inžinerija
• Elektros inžinerija
• Chemijos inžinerija
• Kompiuterių mokslas & inžinerija (programavimas)
• Civilinė inžinerija
• Inžinerinė technologija
• Gamybos technologija

Pirma dalis: inžinerijos pagrindai

aš. Įvadas į inžineriją

• Kas yra inžinerija ir technologijos? Kas yra mokslas?
• Inžinerijos sričių tipai: Elektros, Mechanikos, Aviacijos ir kosmoso, Robotika, Civilinė, Informatika, CAD, Gamyba. Išsilavinimas reikalingas norint gauti profesinį atestavimą į BS, atlyginimai, įprastos darbo savaitės.
• Inžinerijos istorija, įskaitant laiko juostas nuo ankstyvosios istorijos iki šių dienų. Kosmoso istorija, ypač ankstyvosios kosmoso programos ir technologijos, kuriomis šiandien džiaugiamės. Taip pat apima komponentų miniatiūrizavimą ir Amerikos bei Sovietų Sąjungos raketų ir astronautų istorijos apžvalgą. Pramonės revoliucija kaip inžinierių draugijų ir standartų kūrimo laikotarpis. Surinkimo linijų plėtra ir masinė gaminių gamyba.

Il. Medžiagos ir procesai

• Bendra laboratorijos sauga
• Pagrindinė rankinio ir elektrinio įrankio sauga ir pritaikymas
  • Juostinis pjūklas
  • Gręžimo presas
  • Stalinis šlifuoklis
  • Nešiojamo elektrinio įrankio sauga
  • Juostinis ir diskinis šlifuoklis
  • CNC malūnas
• Metalų tipai, savybės ir paplitimas
• Medienos rūšys, savybės ir bendras pritaikymas
• Plastikų tipai, savybės ir paplitimas
• Epoksidų tipai, savybės ir bendri pritaikymai

III. Inžinerinio projektavimo procesas

Dokumentuokite projektavimo procesą inžineriniame bloknote, naudodami 10 žingsnių procesą:

1. Nustatykite problemą
2. Dizaino suvestinė
3. Tyrimo problema
4. Protų šturmo sprendimai
5. Pasirinkite sprendimą
6. Dizainas
7. Sukurti
8. Testas
9. Pertvarkymas
10. Įdiekite sprendimą/produktą

Pramonėje naudojama daug 10 žingsnių variantų arba santrumpos; gebėti bet kokia forma suprasti inžinerinio projektavimo seką.

IV. Inžineriniai brėžiniai ir kompiuterinis braižybos (2D ir 3D)

• Supažindinti ir praktikuoti ortografinių ir perspektyvinių vaizdų inžinerinius eskizų kūrimo būdus.
• Supažindinti su kompiuteriniu braižymu naudojant turimą programinę įrangą. Pastaba: Keletas CAD programinės įrangos parinkčių yra nemokamos arba nebrangios. Tai apima „Google Sketch Up“, „TinkerCad“, „Autodesk Fusion 360“ ir „Solidworks“. Dėl konkretaus prieinamumo ir naudojimo sąlygų teiraukitės produktų pardavėjų.
• Pristatykite dalių / medžiagų sąrašą su komandos užduotimis, kaip sukurti projektą / robotą.
• Supažindinti su įranga, kuri integruoja CAD savo veiklai: kompiuterine skaitmenine valdymo įranga; frezavimas, pjovimas lazeriu, plazminis pjovimas, medienos apdirbimas-frezavimas, aukšto slėgio vandens srove arba 3D spausdinimas.

Pristačius įgūdžius/žinias I-IV

Pasiūlymai ir pagrindiniai punktai pagalbinei veiklai, įskaitant individualias arba kelias
inžinerines sritis. Baigus veiklą I-IV srityse. likusioms sritims galite kurti originalias arba esamas mokymo programas į inžinerijos sritis bet kokia seka, kuri tinka jūsų programai, kad apimtų visas inžinerijos pagrindų modulio temas, o tada pasirinktus išankstinio inžinerijos modulius 150 valandų klasėje. mokymo programas.

Įtraukite praktinę veiklą, naudodami turimas mokymo programas, laboratoriją, įrangą ir medžiagas kiekvienai iš toliau nurodytų inžinerinių sričių. Veikla turėtų apimti toje inžinerijos srityje nagrinėjamas temas ir būti dokumentuojama inžinerijos sąsiuvinyje. Apsvarstykite galimybę kiekvienai komandai ar asmeniui priskirti PowerPoint pristatymą, kuriame būtų dokumentuojamas inžinerinio projektavimo procesas. Viena veikla gali lengvai įtraukti kelias inžinerines koncepcijas ir sritis, kartu sustiprinant anksčiau pristatytas temas ir įgūdžius.

Pavyzdžiui:

• Naudodami turimas medžiagas suprojektuokite robotą, kuris savarankiškai paimtų teniso kamuoliuką ir įdėtų jį į penkių galonų kibirą, o tada vairuotojo valdomas teniso kamuoliuką pašalintų. Norint atlikti šią užduotį, reikės naudoti projektavimo procesą, inžinerinius brėžinius ir medžiagas bei procesus; plius žinios apie mechaninių, elektrinių ir robotikos sistemų bei kompiuterių mokslo / programavimo pagrindus.
• Suprojektuokite popsicle lazdelių tiltelį, kuris atlaikytų 50 svarų, naudodami ne daugiau kaip 100 lazdelių. Tai apima projektavimo proceso, inžinerinių brėžinių ir medžiagų bei procesų naudojimą; ir civilinės inžinerijos bei gamybos pagrindų išmanymas.
• Naudodami turimas medžiagas – balsą, gumines juostas, oro sraigtus ir modelio ratus, suprojektuokite ir pastatykite lėktuvą (nurodyti maksimalų dydį), kuris pakiltų ir nusileistų savarankiškai ir išliktų 10 sekundžių nesuduždamas. Tai apima projektavimo proceso, inžinerinių brėžinių ir medžiagų bei procesų naudojimą; ir žinios apie aviacijos ir kosmoso inžinerijos pagrindus.

V. Mechanikos inžinerijos pagrindai

• Reikalingas išsilavinimas, atlyginimai, darbo savaitės, darbo pareigos
• Supažindinti su pavarų, grandinių, skriemulių tipais
• Pavarų skaičiaus skaičiavimai
• Kinetinė ir potenciali energija
• Šiluminių sistemų pritaikymas: šildymas ir vėsinimas
• Robotikos sistemos

VI. Elektros inžinerijos pagrindai

• Reikalingas išsilavinimas, atlyginimai, darbo savaitės, darbo pareigos
• Omo dėsnio skaičiavimai: srovės stipris, įtampa, varža

VII. Kompiuterių mokslo/programavimo pagrindai

• Reikalingas išsilavinimas, atlyginimai, darbo savaitės, darbo pareigos
• Dvejetainių ir šešioliktainių sistemų supratimas
• Pagrindinės kompiuterinės sistemos: RAM, ROM, FIFO
• Įprastos programavimo kalbos: Python, C++, Java, HTML, Scratch
• Pseudo kodo, kilpų ir bendrų programavimo struktūrų įvertinimas

VIII. Aviacijos ir kosmoso inžinerijos pagrindai

• Reikalingas išsilavinimas, atlyginimai, darbo savaitės, darbo pareigos
• Bernulio principas: pakėlimas, trauka, tempimas, gravitacija
• Ankstyvoji raketų istorija ir JAV bei buvusios SSRS raketų sistemų tipai
• Įprastos aviacijos ir kosmoso pramonėje naudojamos medžiagos: anglies pluoštas, aliuminis

XI. Statybos inžinerijos pagrindai

• Reikalingas išsilavinimas, atlyginimai, darbo savaitės, darbo pareigos
• Transportavimo būdai: geležinkelis, oras, uostas, tiltai, upės/užtvankos
• Efektyvumo skaičiavimai

XI. Gamybos pagrindai

• Reikalingas išsilavinimas, atlyginimai, darbo savaitės, darbo pareigos
• Supažindinti su gamybos metodais: CNC frezavimas (vandens srove, plazma, lazeris), tekinimo staklės, frezavimas
• Praktikuokite Dekarto koordinačių skaičiavimus

XII. Robotikos pagrindai

• Reikalingas išsilavinimas, atlyginimai, darbo savaitės, darbo pareigos
• Taikymas (pramonėje, erdvėje, namuose)
• Dekarto koordinatės robotų rankų automatizavimui (X, Y, Z)

2 dalis. Parengiamieji projektavimo srities moduliai

Išlaikius inžinerijos pagrindų
modulį, reikalingi išankstiniai inžinerijos moduliai. Pasirinkite bet kuriuos du pasirengimo inžinerijos modulių , reikalingus išankstinės inžinerijos pramonės
sertifikavimui, konkrečiai mechanikos, informatikos ir elektros, skirto robotų pramonės sertifikavimui.

aš. Mechaninis išankstinis inžinerinis modulis

• Mechaninis pranašumas
• Stovas ir krumpliaratis
• Paprastos mašinos
• Pavarų skaičiaus skaičiavimai
• Niutono dėsniai
• Grandinė ir žvaigždutė
• Termodinamikos dėsniai
• Greitis ir sukimo momentas
• Taikymo problemos, kurias reikia išspręsti: greitis, pagreitis

II. Informatikos (programavimo) išankstinio inžinerijos modulis

• Įprastos programavimo kalbos ir susijusios terminijos
• Kompiuterio dalys ir veikimas
• Įprastos programavimo kalbos: C++, Python, Java, Scratch
• Įprastos duomenų bazės: SQL, Oracle, DB2
• Pseudo kodo, kilpų ir bendrų programavimo struktūrų įvertinimas
• Tinklas ir kompiuterinis ryšys
• Dvejetainis ir šešioliktainis skaičių atvaizdavimas
• Kenkėjiškų programų terminijos supratimas: virusas, kirminas, paslaugų atsisakymas, šlamštas, ugniasienė
• Roboto judėjimo nustatymas pagal pseudokodą

III. Elektros išankstinis inžinerinis modulis

• AM ir FM radijo dažniai
• Mechaninė energija ir efektyvumas
• Variklio apvijų funkcija
• Omo dėsnio skaičiavimai
• Pagrindiniai kompiuterio aparatinės įrangos komponentai
• Skaitmeniniai ir analoginiai jutikliai ir jų pritaikymas
• Taikymas apima potencialios ir kinetinės energijos, dažnių ir kilovatvalandžių skaičiavimus

IV. Chemijos paruošimo inžinerijos modulis

• Cheminės reakcijos ir susijusi terminija
• Cheminių medžiagų tvarkymo sauga
• Susipažinkite su periodine lentele
• Taikymas apima sprendimų skaičiavimus ir dujų įstatymų skaičiavimus

V. Aviacijos ir kosmoso išankstinis inžinerijos modulis

• Pagrindiniai aerodinaminiai principai
• Pagrindinis raketų dizainas
• Debesų tipai
• Taikymas apima Niutono pasipriešinimo skaičiavimus, vėjo kraštinių santykį, arklio galių ir galios skaičiavimus, oro greičio ir greičio skaičiavimus

VI. Civilinės inžinerijos išankstinis inžinerinis modulis

• Įprasti tiltų tipai
• Įprastos tilto medžiagos
• Įvairūs transportavimo būdai
• Apžiūra
• Upės, užtvankos ir kanalai
• Taikymas apima valties korpuso konstrukcijos skaičiavimus, geodezinius metodus ir tilto efektyvumo skaičiavimus

VII. Inžinerinių technologijų išankstinis inžinerinis modulis

• Inžinerinio projektavimo procesas/ciklas
• Praktikuokite ir žinokite minkštuosius įgūdžius
• Įprasti gamybos procesai
• Aviacijos ir kosmoso pagrindai
• Civilinės inžinerijos pagrindai
• Mechaninės sistemos
• Programavimo pagrindai
• Įprastos gamybinės medžiagos ir jų apdorojimas
• Inžineriniai brėžiniai
• Taikymas apima kelių konfigūracijų inžinerinio projektavimo procesą, tinkamų įrankių parinkimą užduotims atlikti, tinkamų laboratorijų ir įrankių saugos situacijų parinkimą ir trūkstamų inžinerinių brėžinių vaizdų nustatymą.

VIII. Gamybos technologijos išankstinis inžinerinis modulis

• Įvairūs gamybos būdai
• Inžineriniai brėžiniai 2D ir 3D kompiuterinėmis braižymo sistemomis
• Kokybės užtikrinimo metodai
• Taikymas apima tempimo stiprumo taikymą, kietumo bandymo metodus ir įtempių bei deformacijų kreives