Voorbeeld cursusvolgorde

Overzicht

Het doel van de Voorbeeldcursusreeks is om te helpen met een raamwerk met de onderwerpen in een voorgestelde volgorde, waarrond een leerplan kan worden opgebouwd, of elementen van bestaande leerplannen kunnen worden opgenomen. Dit wordt gedaan door gebruik te maken van de expertise van de scholen en leraren op het gebied van curricula, faciliteiten en materialen. Voor meer informatie over specifieke onderwerpen waarrond curricula kunnen worden ontwikkeld of geselecteerd, zie het Pre-Engineering and Robotics Certifications-artikel Lijst van kennis en beroepsvaardigheden van de REC Foundation. Deze artikelen zijn ontworpen om te werken met bestaand leerplanmateriaal. Ze kunnen ook worden gebruikt bij het samenstellen van een leerplan, maar ze zijn geen leerplan op zichzelf.

De Voorbeeldcursusreeks bestaat uit twee delen:

• Deel één: De grondbeginselen van techniek: behandelt de onderwerpen en vaardigheden uit de module Grondbeginselen van techniek.
• Deel twee: Pre-engineering gebiedsmodules: Behandelt elk van de individuele acht “Pre-engineering gebiedsmodule” onderwerpen en vaardigheden voor de pre-engineering en/of de robotica-certificeringen.

Voor zowel de Pre-engineering-certificering als de Robotics-certificering is het behalen van de Fundamentals of Engineering een vereiste voordat u een van de acht modules kunt volgen. Twee van de acht modules zijn vereist om de Pre-Engineering-certificering te behalen. Deze worden door de instructeur geselecteerd op basis van de behoeften van de gemeenschap, beschikbare faciliteiten, curricula, uitrusting en benodigdheden, evenals de expertise van de instructeur.

Pre-engineeringmodules

• Machinebouw
• Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek
• Elektrotechniek
• Chemische technologie
• Computerwetenschappen & Engineering (programmeren)
• Civiele techniek
• Technische technologie
• Productietechnologie

Deel één: De grondbeginselen van techniek

I. Inleiding tot techniek

• Wat is techniek en technologie? Wat is wetenschap?
• Soorten technische gebieden: elektrisch, mechanisch, lucht- en ruimtevaart, robotica, civiel, computerwetenschappen, CAD, productie. Onderwijs vereist voor beroepscertificering tot BS, salarissen, typische werkweken.
• Geschiedenis van de techniek, inclusief tijdlijnen van de vroege geschiedenis tot vandaag. De geschiedenis van de ruimtevaart, met name de vroege ruimtevaartprogramma's en de technologieën waar we vandaag de dag als gevolg van genieten. Bevat ook miniaturisatie van componenten en een overzicht van de geschiedenis van Amerikaanse en Sovjet-raketten en astronauten. De industriële revolutie als de periode van technische verenigingen en de ontwikkeling van normen. De ontwikkeling van assemblagelijnen en massaproductie van producten.

Il. Materialen en processen

• Algemene laboratoriumveiligheid
• Basisveiligheid en toepassingen van handgereedschap en elektrisch gereedschap
  • Lintzaag
  • Kolomboormachine
  • Tafelslijpmachine
  • Veiligheid van draagbaar elektrisch gereedschap
  • Band- en schijfschuurmachine
  • CNC-molen
• Soorten metalen, eigenschappen en veel voorkomende toepassingen
• Houtsoorten, eigenschappen en veel voorkomende toepassing
• Soorten kunststoffen, eigenschappen en veel voorkomende toepassingen
• Soorten epoxy's, eigenschappen en veel voorkomende toepassingen

III. Technisch ontwerpproces

Documenteer het ontwerpproces in een Engineering Notebook met behulp van het 10-stappenproces:

1. Identificeer het probleem
2. Ontwerpopdracht
3. Onderzoeks probleem
4. Brainstorm over oplossingen
5. Selecteer een oplossing
6. Ontwerp
7. Bouwen
8. Test
9. Herontwerp
10. Oplossing/product implementeren

De industrie maakt gebruik van vele variaties of afkortingen van de 10 stappen; in staat zijn om de technische ontwerpvolgorde in welke vorm dan ook te begrijpen.

IV. Technische tekeningen en computerondersteund tekenen (2D en 3D)

• Introduceer en oefen technische schetstechnieken voor orthografische en perspectiefaanzichten.
• Introduceer computerondersteund tekenen met de beschikbare software. Let op: Er zijn verschillende CAD-softwareopties gratis of tegen lage kosten beschikbaar voor het onderwijs. Deze omvatten Google Sketch Up, TinkerCad, Autodesk Fusion 360 en Solidworks. Neem contact op met productleveranciers voor specifieke beschikbaarheid en gebruiksvoorwaarden.
• Introduceer een onderdelen-/materialenlijst met teamopdrachten over het bouwen van een project/robot.
• Apparatuur introduceren die CAD integreert voor zijn activiteiten: computergestuurde apparatuur; frezen, lasersnijden, plasmasnijden, houtbewerking, hogedrukwaterstraal of 3D-printen.

Na de introductie van de vaardigheden/kennis in I-IV

Suggesties en kernpunten voor ondersteunende activiteiten, inclusief individuele of meerdere
Technische gebieden Na voltooiing van de activiteiten in de gebieden I-IV. voor de resterende gebieden kunt u originele of bestaande curricula in de technische gebieden inbouwen in elke volgorde die bij uw programma past, om alle onderwerpen in de Fundamentals of Engineering-module te behandelen en vervolgens de door u geselecteerde pre-engineering-modules voor 150 uur klassikaal lesgeven curricula.

Neem praktische activiteiten op met behulp van uw beschikbare curricula, laboratorium, apparatuur en materialen voor elk van de technische gebieden die volgen. De activiteiten moeten de onderwerpen omvatten die op dat technische gebied worden behandeld en worden gedocumenteerd in een technisch notitieboekje. Overweeg om elk team of individu een PowerPoint-presentatie toe te wijzen waarin het technische ontwerpproces wordt gedocumenteerd. Eén enkele activiteit kan gemakkelijk meerdere technische concepten en gebieden omvatten, terwijl eerder geïntroduceerde onderwerpen en vaardigheden worden versterkt.

Bijvoorbeeld:

• Ontwerp met de beschikbare materialen een robot die een tennisbal oppakt en deze autonoom in een emmer van vijf liter plaatst, en verwijder vervolgens de tennisbal door de bestuurder. Om deze taak te volbrengen, is het gebruik van het ontwerpproces, technische tekeningen en materialen en processen vereist; plus kennis van de grondbeginselen van mechanische, elektrische en robotsystemen en informatica/programmering.
• Ontwerp een ijslollystokbrug die 50 pond kan dragen met niet meer dan 100 stokjes. Hierbij wordt gebruik gemaakt van het ontwerpproces, technische tekeningen en materialen en processen; en kennis van de grondbeginselen van civiele techniek en productie.
• Ontwerp en bouw met behulp van de beschikbare materialen balsa, elastiekjes, propellers en modelwielen een vliegtuig (geef de maximale grootte op) dat op eigen kracht kan opstijgen en landen en 10 seconden in de lucht kan blijven zonder te crashen. Hierbij wordt gebruik gemaakt van het ontwerpproces, technische tekeningen en materialen en processen; en kennis van de grondbeginselen van lucht- en ruimtevaarttechniek.

V. Grondbeginselen van werktuigbouwkunde

• Vereiste opleiding, salarissen, werkweken, taken
• Introduceer soorten tandwielen, kettingen, katrollen
• Berekeningen van overbrengingsverhoudingen
• Kinetische en potentiële energie
• Toepassingen op het gebied van thermische systemen: verwarming en koeling
• Robotica systemen

VI. Grondbeginselen van elektrotechniek

• Vereiste opleiding, salarissen, werkweken, taken
• Berekeningen van de wet van Ohm: stroomsterkte, spanning, weerstand

VII. Grondbeginselen van computerwetenschappen/programmeren

• Vereiste opleiding, salarissen, werkweken, taken
• Begrip van binaire en hexadecimale systemen
• Basiscomputersystemen: RAM, ROM, FIFO
• Veelgebruikte programmeertalen: Python, C++, Java, HTML, Scratch
• Evaluatie van pseudocode, lussen en algemene programmeerstructuren

VIII. Grondbeginselen van lucht- en ruimtevaarttechniek

• Vereiste opleiding, salarissen, werkweken, taken
• Principe van Bernoulli: lift, stuwkracht, weerstand, zwaartekracht
• Vroege raketgeschiedenis en typen raketsystemen van de VS en de voormalige USSR
• Veelgebruikte materialen die in de lucht- en ruimtevaartindustrie worden gebruikt: koolstofvezels, aluminium

XI. Grondbeginselen van civiele techniek

• Vereiste opleiding, salarissen, werkweken, taken
• Transportmiddelen: spoor, lucht, haven, bruggen, rivieren/dammen
• Efficiëntieberekeningen

XI. Grondbeginselen van de productie

• Vereiste opleiding, salarissen, werkweken, taken
• Introductie van productietechnieken: CNC-frezen (waterstraal, plasma, laser), draaibank, frezen
• Oefen Cartesiaanse coördinatenberekeningen

XII. Grondbeginselen van robotica

• Vereiste opleiding, salarissen, werkweken, taken
• Toepassingen (in de industrie, in de ruimte, thuis)
• Cartesiaanse coördinaten voor robotarmautomatisering (X, Y, Z)

Deel 2: Pre-engineering gebiedsmodules

De Pre-Engineering Modules zijn vereist na het behalen van de Fundamentals of Engineering
Module. Selecteer twee willekeurige Pre-Engineering Modules die vereist zijn voor de Pre-Engineering-industrie
certificering met specifieke certificering voor Werktuigbouwkunde, Computerwetenschappen en Elektriciteit voor de Robotica-industrie.

I. Mechanische pre-engineeringmodule

• Mechanisch voordeel
• Tandheugel
• Simpele machines
• Berekeningen van overbrengingsverhoudingen
• De wetten van Newton
• Ketting en tandwiel
• Wetten van de thermodynamica
• Snelheid en koppel
• Toepassingsproblemen die moeten worden opgelost in: snelheid, versnelling

II. Computerwetenschappen (programmeren) Pre-engineeringmodule

• Gemeenschappelijke programmeertalen en gerelateerde terminologieën
• Onderdelen en werking van een computer
• Veelgebruikte programmeertalen: C++, Python, Java, Scratch
• Algemene databases: SQL, Oracle, DB2
• Evaluatie van pseudocode, lussen en algemene programmeerstructuren
• Netwerken en communicatie tussen computers
• Binaire en hexadecimale representaties van getallen
• Malwareterminologie begrijpen: virus, worm, denial of service, spam, firewall
• Robotbeweging bepalen op basis van pseudocode

III. Elektrische pre-engineeringmodule

• AM- en FM-radiofrequenties
• Mechanische energie en efficiëntie
• Motorwikkelingen functioneren
• Berekeningen van de wet van Ohm
• Basiscomputerhardwarecomponenten
• Digitale en analoge sensoren en hun toepassingen
• Toepassingen zijn onder meer potentiële en kinetische energie, frequenties en kilowattuurberekeningen

IV. Chemische pre-engineeringmodule

• Chemische reacties en gerelateerde terminologie
• Veiligheid bij het omgaan met chemicaliën
• Maak kennis met het periodiek systeem
• Toepassingen zijn onder meer oplossingsberekeningen en gaswetberekeningen

V. Pre-engineeringmodule voor de lucht- en ruimtevaart

• Basis aerodynamische principes
• Basis raketontwerp
• Soorten wolken
• Toepassingen zijn onder meer de weerstandsberekeningen van Newton, de aspectverhouding van de wind, berekeningen van paardenkracht tot wattage, berekeningen van luchtsnelheid en snelheid

VI. Pre-engineeringmodule Civiele Techniek

• Veel voorkomende soorten bruggen
• Gangbare brugmaterialen
• Verschillende transportmiddelen
• Landmeten
• Rivieren, dammen en kanalen
• Toepassingen zijn onder meer berekeningen van het scheepsrompontwerp, landmeettechnieken en berekeningen van brugefficiëntie

VII. Engineering Technology Pre-Engineering-module

• Technisch ontwerpproces/lus
• Oefen en ken zachte vaardigheden
• Gemeenschappelijke productieprocessen
• Basisbeginselen van de lucht- en ruimtevaart
• Basisprincipes van civiele techniek
• Mechanische systemen
• Basisprincipes van programmeren
• Gebruikelijke productiematerialen en hun verwerking
• Technische tekeningen
• Toepassingen omvatten het technisch ontwerpproces in meerdere configuraties, het selecteren van de juiste gereedschappen voor taken, het selecteren van de juiste laboratorium- en gereedschapsveiligheidssituaties en het identificeren van ontbrekende weergaven van technische tekeningen

VIII. Pre-engineeringmodule productietechnologie

• Verschillende productiemethoden
• Technische tekeningen met 2D- en 3D-computerondersteunde tekensystemen
• Methoden voor kwaliteitsborging
• Toepassingen omvatten treksterktetoepassingen, hardheidstesttechnieken en spannings- en rekcurves