ตัวอย่างลำดับหลักสูตร

ภาพรวม

วัตถุประสงค์ของลำดับหลักสูตรตัวอย่างคือเพื่อช่วยในการวางกรอบหัวข้อในลำดับที่แนะนำเพื่อสร้างหลักสูตรหรือรวมองค์ประกอบของหลักสูตรที่มีอยู่ ซึ่งทำได้โดยใช้ความเชี่ยวชาญของโรงเรียนและครูในด้านหลักสูตร สิ่งอำนวยความสะดวกและสื่อการสอน สำหรับรายละเอียดเพิ่มเติมของหัวข้อเฉพาะเพื่อพัฒนาหรือเลือกหลักสูตร โปรดดูบทความการรับรองด้านวิศวกรรมศาสตร์และหุ่นยนต์ของ REC Foundation รายการความรู้และทักษะการประกอบอาชีพ บทความเหล่านี้ได้รับการออกแบบมาให้ทำงานร่วมกับเนื้อหาหลักสูตรที่มีอยู่ นอกจากนี้ยังอาจนำไปใช้ในการสร้างหลักสูตรได้ แต่ก็ไม่ใช่หลักสูตรในตัวมันเอง

ลำดับหลักสูตรตัวอย่างแบ่งออกเป็นสองส่วน:

• ส่วนที่หนึ่ง: ความรู้พื้นฐานด้านวิศวกรรม: ครอบคลุมหัวข้อและทักษะในความรู้พื้นฐานด้านวิศวกรรม
• ส่วนที่ 2: โมดูลพื้นที่ก่อนวิศวกรรมศาสตร์: ครอบคลุมหัวข้อและทักษะ "โมดูลพื้นที่ก่อนวิศวกรรมศาสตร์" แต่ละหัวข้อจากทั้งหมด 8 หัวข้อสำหรับการรับรองด้านวิศวกรรมศาสตร์และ/หรือวิทยาการหุ่นยนต์

ทั้งการรับรองก่อนวิศวกรรมศาสตร์และการรับรองวิทยาการหุ่นยนต์จำเป็นต้องผ่านความรู้พื้นฐานทางวิศวกรรมเป็นข้อกำหนดเบื้องต้นก่อนที่จะเข้าเรียนโมดูลใด ๆ จากแปดโมดูล ต้องมีสองในแปดโมดูลจึงจะได้รับการรับรองก่อนวิศวกรรม สิ่งเหล่านี้ได้รับการคัดเลือกโดยผู้สอนตามความต้องการของชุมชน สิ่งอำนวยความสะดวกที่มีอยู่ หลักสูตร อุปกรณ์และวัสดุสิ้นเปลือง ตลอดจนความเชี่ยวชาญของผู้สอน

โมดูลก่อนวิศวกรรม

• วิศวกรรมเครื่องกล
• วิศวกรรมการบินและอวกาศ
• วิศวกรรมไฟฟ้า
• วิศวกรรมเคมี
• วิทยาการคอมพิวเตอร์ & วิศวกรรมศาสตร์ (การเขียนโปรแกรม)
• วิศวกรรมโยธา
• เทคโนโลยีวิศวกรรม
• เทคโนโลยีการผลิต

ส่วนที่หนึ่ง: พื้นฐานทางวิศวกรรม

ฉัน. ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับวิศวกรรม

• วิศวกรรมศาสตร์และเทคโนโลยีคืออะไร? วิทยาศาสตร์คืออะไร?
• ประเภทของสาขาวิชาวิศวกรรม: ไฟฟ้า เครื่องกล การบินและอวกาศ หุ่นยนต์ โยธา วิทยาการคอมพิวเตอร์ CAD การผลิต การศึกษาที่จำเป็นสำหรับการรับรองสายอาชีพถึง BS, เงินเดือน, สัปดาห์การทำงานทั่วไป
• ประวัติศาสตร์วิศวกรรมศาสตร์ รวมถึงลำดับเวลาตั้งแต่ประวัติศาสตร์ยุคแรกจนถึงทุกวันนี้ ประวัติศาสตร์อวกาศ โดยเฉพาะโครงการอวกาศในยุคแรกๆ และเทคโนโลยีที่เราได้รับในปัจจุบัน ยังรวมถึงการย่อส่วนส่วนประกอบและภาพรวมประวัติศาสตร์ของจรวดและนักบินอวกาศของอเมริกาและโซเวียต การปฏิวัติอุตสาหกรรมเป็นช่วงเวลาของสมาคมวิศวกรรมศาสตร์และการพัฒนามาตรฐาน การพัฒนาสายการประกอบและการผลิตจำนวนมากของผลิตภัณฑ์

อิลลินอยส์ วัสดุและกระบวนการ

• ความปลอดภัยในห้องปฏิบัติการทั่วไป
• ความปลอดภัยและการใช้งานเครื่องมือช่างและเครื่องมือไฟฟ้าขั้นพื้นฐาน
  • เลื่อยวงเดือน
  • เครื่องเจาะ
  • เครื่องบดม้านั่ง
  • ความปลอดภัยของเครื่องมือไฟฟ้าแบบพกพา
  • เครื่องขัดสายพานและแผ่นดิสก์
  • โรงสีซีเอ็นซี
• ประเภทของโลหะ สมบัติ และการใช้งานทั่วไป
• ชนิดของไม้ สมบัติ และการใช้งานทั่วไป
• ชนิดของพลาสติก สมบัติ และการใช้งานทั่วไป
• ประเภทของอีพอกซี คุณสมบัติ และการใช้งานทั่วไป

สาม. กระบวนการออกแบบทางวิศวกรรม

บันทึกกระบวนการออกแบบในสมุดบันทึกทางวิศวกรรมโดยใช้กระบวนการ 10 ขั้นตอน:

1. ระบุปัญหา
2. สรุปการออกแบบ
3. ปัญหาการวิจัย
4. ระดมความคิดหาทางออก
5. เลือกวิธีแก้ปัญหา
6. ออกแบบ
7. สร้าง
8. ทดสอบ
9. ออกแบบใหม่
10. ปรับใช้โซลูชัน/ผลิตภัณฑ์

อุตสาหกรรมใช้รูปแบบหรือคำย่อมากมายจาก 10 ขั้นตอน สามารถเข้าใจลำดับการออกแบบทางวิศวกรรมได้ทุกรูปแบบ

IV. การเขียนแบบทางวิศวกรรมและการร่างโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วย (2D และ 3D)

• แนะนำและฝึกฝนเทคนิคการร่างภาพทางวิศวกรรมสำหรับมุมมองออร์โธกราฟิกและมุมมองเปอร์สเปคทีฟ
• แนะนำการเขียนแบบโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วยด้วยซอฟต์แวร์ที่มีอยู่ หมายเหตุ: มีตัวเลือกซอฟต์แวร์ CAD มากมายให้เลือกทั้งแบบฟรีหรือราคาประหยัดสำหรับการศึกษา ซึ่งรวมถึง Google Sketch Up, TinkerCad, Autodesk Fusion 360 และ Solidworks ตรวจสอบกับผู้จำหน่ายผลิตภัณฑ์เพื่อดูความพร้อมจำหน่ายและข้อกำหนดการใช้งาน
• แนะนำรายการชิ้นส่วน/วัสดุพร้อมการมอบหมายทีมเกี่ยวกับวิธีการสร้างโครงการ/หุ่นยนต์
• แนะนำอุปกรณ์ที่รวม CAD สำหรับการดำเนินงาน: อุปกรณ์ควบคุมด้วยตัวเลขของคอมพิวเตอร์ การกัด การตัดด้วยเลเซอร์ การตัดพลาสม่า การกำหนดเส้นทางงานไม้ การฉีดน้ำแรงดันสูง หรือการพิมพ์ 3 มิติ

หลังจากแนะนำทักษะ/ความรู้ใน I-IV แล้ว

ข้อเสนอแนะและประเด็นสำคัญสำหรับกิจกรรมสนับสนุนรวมถึงรายบุคคลหรือหลายสาขาวิศวกรรม
หลังเสร็จสิ้นกิจกรรมในพื้นที่ I-IV สำหรับพื้นที่ที่เหลือ คุณสามารถสร้างหลักสูตรเดิมหรือที่มีอยู่แล้วในสาขาวิศวกรรมศาสตร์ตามลำดับใดก็ได้ที่เหมาะกับโปรแกรมของคุณเพื่อให้ครอบคลุมหัวข้อทั้งหมดในโมดูลความรู้พื้นฐานด้านวิศวกรรม จากนั้นเลือกโมดูลเตรียมวิศวกรรมศาสตร์ที่คุณเลือกไว้เป็นเวลา 150 ชั่วโมงในชั้นเรียน หลักสูตร

รวมกิจกรรมภาคปฏิบัติโดยใช้หลักสูตร ห้องปฏิบัติการ อุปกรณ์ และวัสดุที่มีอยู่สำหรับแต่ละสาขาวิศวกรรมที่ตามมา กิจกรรมควรรวมหัวข้อที่ครอบคลุมในสาขาวิศวกรรมนั้นและบันทึกไว้ในสมุดบันทึกด้านวิศวกรรม พิจารณามอบหมายงานนำเสนอ PowerPoint ให้กับแต่ละทีมหรือรายบุคคลเพื่อบันทึกกระบวนการออกแบบทางวิศวกรรม กิจกรรมเดียวสามารถรวมแนวคิดและสาขาทางวิศวกรรมที่หลากหลายได้อย่างง่ายดาย ในขณะเดียวกันก็เสริมหัวข้อและทักษะที่แนะนำก่อนหน้านี้

ตัวอย่างเช่น:

• ด้วยวัสดุที่มีอยู่ ให้ออกแบบหุ่นยนต์ให้หยิบลูกเทนนิสและวางลงในถังขนาด 5 แกลลอนโดยอัตโนมัติ จากนั้นจึงนำลูกเทนนิสออกโดยการควบคุมของผู้ขับขี่ การบรรลุภารกิจนี้จะต้องอาศัยกระบวนการออกแบบ แบบเขียนทางวิศวกรรม วัสดุและกระบวนการ พร้อมความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับระบบเครื่องกล ไฟฟ้า และหุ่นยนต์ และวิทยาการคอมพิวเตอร์/การเขียนโปรแกรม
• ออกแบบสะพานไม้ไอติมให้รองรับน้ำหนัก 50 ปอนด์ โดยใช้ไม้ไอติมไม่เกิน 100 อัน สิ่งนี้เกี่ยวข้องกับการใช้กระบวนการออกแบบ แบบวิศวกรรม วัสดุและกระบวนการ และความรู้พื้นฐานด้านวิศวกรรมโยธาและการผลิต
• การใช้วัสดุที่มีอยู่ เช่น บัลซ่า หนังยาง ใบพัด และล้อโมเดล ออกแบบและสร้างเครื่องบิน (ระบุขนาดสูงสุด) เพื่อขึ้นบินและลงจอดด้วยพลังของตัวเอง และอยู่ในระดับสูงได้ 10 วินาทีโดยไม่ชน สิ่งนี้เกี่ยวข้องกับการใช้กระบวนการออกแบบ แบบวิศวกรรม วัสดุและกระบวนการ และความรู้พื้นฐานด้านวิศวกรรมการบินและอวกาศ

วี. พื้นฐานของวิศวกรรมเครื่องกล

• การศึกษาที่ต้องการ เงินเดือน สัปดาห์ทำงาน หน้าที่การงาน
• แนะนำประเภทเกียร์ โซ่ มู่เล่ย์
• การคำนวณอัตราทดเกียร์
• พลังงานจลน์และพลังงานศักย์
• การใช้งานระบบระบายความร้อน: การทำความร้อนและความเย็น
• ระบบหุ่นยนต์

วี. ความรู้พื้นฐานของวิศวกรรมไฟฟ้า

• การศึกษาที่ต้องการ เงินเดือน สัปดาห์ทำงาน หน้าที่การงาน
• การคำนวณกฎของโอห์ม: กระแสไฟ, แรงดัน, ความต้านทาน

ปกเกล้าเจ้าอยู่หัว พื้นฐานของวิทยาการคอมพิวเตอร์/การเขียนโปรแกรม

• การศึกษาที่ต้องการ เงินเดือน สัปดาห์ทำงาน หน้าที่การงาน
• ความเข้าใจระบบไบนารี่และเลขฐานสิบหก
• ระบบคอมพิวเตอร์ขั้นพื้นฐาน: RAM, ROM, FIFO
• ภาษาโปรแกรมทั่วไป: Python, C++, Java, HTML, Scratch
• การประเมินรหัสหลอก ลูป และโครงสร้างการเขียนโปรแกรมทั่วไป

8. พื้นฐานของวิศวกรรมการบินและอวกาศ

• การศึกษาที่ต้องการ เงินเดือน สัปดาห์ทำงาน หน้าที่การงาน
• หลักการของเบอร์นูลลี: การยก การผลัก การลาก แรงโน้มถ่วง
• ประวัติจรวดในยุคแรกและประเภทของระบบจรวดของสหรัฐอเมริกาและอดีตสหภาพโซเวียต
• วัสดุทั่วไปที่ใช้ในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ: คาร์บอนไฟเบอร์ อลูมิเนียม

จิน พื้นฐานของวิศวกรรมโยธา

• การศึกษาที่ต้องการ เงินเดือน สัปดาห์ทำงาน หน้าที่การงาน
• วิธีการเดินทาง: รถไฟ อากาศ ท่าเรือ สะพาน แม่น้ำ/เขื่อน
• การคำนวณประสิทธิภาพ

จิน พื้นฐานของการผลิต

• การศึกษาที่ต้องการ เงินเดือน สัปดาห์ทำงาน หน้าที่การงาน
• แนะนำเทคนิคการผลิต: CNC-Milling (วอเตอร์เจ็ท, พลาสมา, เลเซอร์), เครื่องกลึง, การกำหนดเส้นทาง
• ฝึกการคำนวณพิกัดคาร์ทีเซียน

สิบสอง. พื้นฐานของวิทยาการหุ่นยนต์

• การศึกษาที่ต้องการ เงินเดือน สัปดาห์ทำงาน หน้าที่การงาน
• การใช้งาน (ในอุตสาหกรรม ในอวกาศ ที่บ้าน)
• พิกัดคาร์ทีเซียนสำหรับระบบอัตโนมัติของแขนหุ่นยนต์ (X, Y, Z)

ส่วนที่ 2: โมดูลพื้นที่ก่อนวิศวกรรม

จำเป็นต้องมีโมดูลก่อนวิศวกรรมหลังจากผ่านความรู้พื้นฐานด้านวิศวกรรม
โมดูล เลือก โมดูลก่อนวิศวกรรมศาสตร์ สองโมดูลที่จำเป็นสำหรับการรับรองอุตสาหกรรมก่อนวิศวกรรมศาสตร์
โดยมีการรับรองเครื่องกล วิทยาการคอมพิวเตอร์ และไฟฟ้าสำหรับอุตสาหกรรมหุ่นยนต์โดยเฉพาะ

ฉัน. โมดูลก่อนวิศวกรรมเครื่องกล

• ข้อได้เปรียบทางกล
• แร็คแอนด์พิเนียน
• เครื่องจักรที่เรียบง่าย
• การคำนวณอัตราทดเกียร์
• กฎของนิวตัน
• โซ่และเฟือง
• กฎของอุณหพลศาสตร์
• ความเร็วและแรงบิด
• ปัญหาการใช้งานที่ต้องแก้ไขใน: ความเร็ว ความเร่ง

ครั้งที่สอง วิทยาการคอมพิวเตอร์ (การเขียนโปรแกรม) โมดูลก่อนวิศวกรรม

• ภาษาโปรแกรมทั่วไปและคำศัพท์ที่เกี่ยวข้อง
• ชิ้นส่วนและการทำงานของคอมพิวเตอร์
• ภาษาโปรแกรมทั่วไป: C++, Python, Java, Scratch
• ฐานข้อมูลทั่วไป: SQL, Oracle, DB2
• การประเมินรหัสหลอก ลูป และโครงสร้างการเขียนโปรแกรมทั่วไป
• เครือข่ายและการสื่อสารระหว่างคอมพิวเตอร์
• การแสดงตัวเลขแบบไบนารีและฐานสิบหก
• ทำความเข้าใจคำศัพท์เกี่ยวกับมัลแวร์: ไวรัส เวิร์ม การปฏิเสธการบริการ สแปม ไฟร์วอลล์
• การกำหนดการเคลื่อนที่ของหุ่นยนต์จากรหัสเทียม

สาม. โมดูลเตรียมวิศวกรรมไฟฟ้า

• ความถี่วิทยุ AM และ FM
• พลังงานกลและประสิทธิภาพ
• ฟังก์ชั่นขดลวดมอเตอร์
• การคำนวณกฎหมายของโอห์ม
• ส่วนประกอบฮาร์ดแวร์คอมพิวเตอร์ขั้นพื้นฐาน
• เซ็นเซอร์ดิจิตอลและแอนะล็อกและการใช้งาน
• การประยุกต์ใช้งานประกอบด้วยพลังงานศักย์และพลังงานจลน์ ความถี่ และการคำนวณกิโลวัตต์-ชั่วโมง

IV. โมดูลเตรียมวิศวกรรมเคมี

• ปฏิกิริยาเคมีและคำศัพท์ที่เกี่ยวข้อง
• ความปลอดภัยในการจัดการสารเคมี
• ทำความคุ้นเคยกับตารางธาตุ
• การใช้งานประกอบด้วยการคำนวณโซลูชันและการคำนวณกฎหมายแก๊ส

วี. โมดูลเตรียมวิศวกรรมการบินและอวกาศ

• หลักอากาศพลศาสตร์เบื้องต้น
• การออกแบบจรวดขั้นพื้นฐาน
• ประเภทของเมฆ
• การประยุกต์ใช้งานประกอบด้วยการคำนวณแรงต้านของนิวตัน อัตราส่วนลม การคำนวณแรงม้าต่อวัตต์ การคำนวณความเร็วลมและความเร็ว

วี. โมดูลเตรียมวิศวกรรมโยธา

• สะพานประเภททั่วไป
• วัสดุสะพานทั่วไป
• วิธีการขนส่งต่างๆ
• การสำรวจ
• แม่น้ำ เขื่อน และลำคลอง
• การประยุกต์ใช้งานประกอบด้วยการคำนวณการออกแบบตัวเรือ เทคนิคการสำรวจ และการคำนวณประสิทธิภาพของสะพาน

ปกเกล้าเจ้าอยู่หัว โมดูลก่อนวิศวกรรมเทคโนโลยีวิศวกรรม

• กระบวนการ/ลูปการออกแบบทางวิศวกรรม
• ฝึกฝนและรู้ทักษะด้านอารมณ์
• กระบวนการผลิตทั่วไป
• พื้นฐานการบินและอวกาศ
• พื้นฐานวิศวกรรมโยธา
• ระบบเครื่องกล
• พื้นฐานการเขียนโปรแกรม
• วัสดุการผลิตทั่วไปและการแปรรูป
• ภาพวาดทางวิศวกรรม
• การใช้งานรวมถึงกระบวนการออกแบบทางวิศวกรรมในการกำหนดค่าที่หลากหลาย เลือกเครื่องมือที่เหมาะสมสำหรับงาน เลือกห้องปฏิบัติการและสถานการณ์ความปลอดภัยของเครื่องมือที่เหมาะสม และระบุมุมมองที่ขาดหายไปของแบบวิศวกรรม

8. โมดูลก่อนวิศวกรรมเทคโนโลยีการผลิต

• วิธีการผลิตต่างๆ
• เขียนแบบทางวิศวกรรมด้วยระบบเขียนแบบโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วย 2D และ 3D
• วิธีการประกันคุณภาพ
• การใช้งานประกอบด้วยการใช้งานด้านความต้านทานแรงดึง เทคนิคการทดสอบความแข็ง และกราฟความเค้นและความเครียด