Örnek Kurs Dizisi

Genel Bakış

Örnek Kurs Dizisinin amacı, bir müfredat oluşturmak veya mevcut müfredatın unsurlarını dahil etmek için önerilen bir sırayla konuların yer aldığı bir çerçeveye yardımcı olmaktır. Bu, okulların ve öğretmenlerin müfredat, tesis ve materyaller konusundaki uzmanlığından yararlanılarak yapılır. Müfredat geliştirmek veya seçmek için belirli konuların ek ayrıntıları için REC Vakfı'nın Mühendislik Öncesi ve Robotik Sertifikasyonları makalesi Bilgi ve Mesleki Beceriler Listesibakın. Bu makaleler mevcut müfredat materyalleriyle çalışacak şekilde tasarlanmıştır. Ayrıca bir müfredat oluşturmada da kullanılabilirler ancak bunlar kendi başlarına bir müfredat değildir.

Örnek Kurs Dizisi iki bölüme ayrılmıştır:

• Birinci Bölüm: Mühendisliğin Temelleri: Mühendisliğin Temelleri Modülündeki konuları ve becerileri kapsar.
• İkinci Bölüm: Mühendislik Öncesi Alan Modülleri: Ön Mühendislik ve/veya Robotik Sertifikasyonları için ayrı ayrı sekiz "Mühendislik Öncesi Alan Modülü" konu ve becerilerinin her birini kapsar.

Hem Ön Mühendislik Sertifikası hem de Robotik Sertifikasyonu, sekiz modülden herhangi birini almadan önce bir ön koşul olarak Mühendisliğin Temelleri'nin geçilmesini gerektirir. Mühendislik Öncesi Sertifikasyonunu kazanmak için sekiz modülden ikisi gereklidir. Bunlar eğitmen tarafından topluluğun ihtiyacı, mevcut tesisler, müfredat, ekipman ve malzemelerin yanı sıra eğitmen uzmanlığına göre seçilir.

Ön Mühendislik Modülleri

• Makine Mühendisliği
• Uzay Mühendisliği
• Elektrik Mühendisliği
• Kimya Mühendisliği
• Bilgisayar Bilimi & Mühendislik (Programlama)
• İnşaat mühendisliği
• Mühendislik teknolojisi
• Üretim teknolojisi

Birinci Bölüm: Mühendisliğin Temelleri

BEN. Mühendisliğe Giriş

• Mühendislik ve teknoloji nedir? Bilim nedir?
• Mühendislik alanı türleri: Elektrik, Mekanik, Havacılık, Robotik, İnşaat, Bilgisayar Bilimleri, CAD, İmalat. BS'ye mesleki sertifikasyon için gereken eğitim, maaşlar, tipik çalışma haftaları.
• Erken tarihten günümüze kadar olan zaman çizelgelerini içeren mühendislik tarihi. Uzay tarihi, özellikle erken dönem uzay programları ve bunların sonucunda bugün yararlandığımız teknolojiler. Ayrıca bileşenlerin minyatürleştirilmesini ve Amerikan ve Sovyet roketleri ile astronotlarının tarihine genel bir bakış içerir. Mühendislik Topluluklarının kurulduğu dönem olarak Sanayi Devrimi ve standartların gelişimi. Montaj hatlarının geliştirilmesi ve ürünlerin seri üretimi.

Il. Malzemeler ve Süreçler

• Genel laboratuvar güvenliği
• Temel el aleti ve elektrikli alet güvenliği ve uygulamaları
  • Bant testere
  • Matkap basın
  • Tezgah değirmeni
  • Taşınabilir elektrikli alet güvenliği
  • Bant ve disk zımpara
  • CNC Değirmen
• Metal çeşitleri, özellikleri ve ortak uygulamaları
• Ahşap türleri, özellikleri ve ortak uygulaması
• Plastik türleri, özellikleri ve yaygın uygulamaları
• Epoksi çeşitleri, özellikleri ve yaygın uygulamaları

III. Mühendislik Tasarım Süreci

10 adımlı süreci kullanarak tasarım sürecini bir Mühendislik Defterinde belgeleyin:

1. Sorunu tanımlayın
2. Tasarım özeti
3. Araştırma problemi
4. Çözümler için beyin fırtınası yapın
5. Bir çözüm seçin
6. Tasarım
7. İnşa etmek
8. Ölçek
9. Yeniden tasarlamak
10. Çözümü/ürünü uygulayın

Endüstri, 10 adımın birçok varyasyonunu veya kısaltmasını kullanır; Herhangi bir biçimdeki mühendislik tasarım sırasını anlayabilme.

IV. Mühendislik Çizimleri ve Bilgisayar Destekli Çizim (2D ve 3D)

• Ortografik ve perspektif görünümler için mühendislik çizim tekniklerini tanıtın ve uygulayın.
• Mevcut yazılımlarla bilgisayar destekli çizimi tanıtın. Not: Eğitim için ücretsiz veya düşük maliyetli çeşitli CAD yazılımı seçenekleri mevcuttur. Bunlara Google Sketch Up, TinkerCad, Autodesk Fusion 360 ve Solidworks dahildir. Spesifik stok durumu ve kullanım şartları için ürün satıcılarına danışın.
• Bir projenin/robotun nasıl inşa edileceğine ilişkin ekip görevleriyle birlikte parça/malzeme listesini tanıtın.
• Operasyonları için CAD'i entegre eden ekipmanı tanıtın: bilgisayarla sayısal olarak kontrol edilen ekipman; frezeleme, lazer kesim, plazma kesim, ahşap işleme-yönlendirme, yüksek basınçlı su jeti veya 3D baskı.

I-IV'deki Becerileri/Bilgiyi Tanıttıktan Sonra

Bireysel veya
Mühendislik Alanı İçeren Destekleyici Faaliyetlere İlişkin Öneriler ve Önemli Noktalar I-IV. Alanlardaki faaliyetleri tamamladıktan sonra. geri kalan alanlar için, Mühendisliğin Temelleri Modülündeki tüm konuları ve ardından 150 saatlik sınıf içi seçtiğiniz Ön Mühendislik Modüllerini kapsayacak şekilde programınıza uygun herhangi bir sırayla mühendislik alanlarına orijinal veya mevcut müfredat oluşturabilirsiniz. müfredat.

Aşağıdaki mühendislik alanlarının her biri için mevcut müfredatınızı, laboratuvarınızı, ekipmanınızı ve malzemelerinizi kullanarak uygulamalı etkinlikler ekleyin. Faaliyetler o mühendislik alanının kapsadığı konuları içermeli ve bir mühendislik defterinde belgelenmelidir. Her ekibe veya kişiye, mühendislik tasarım sürecini belgeleyen bir PowerPoint sunumu atamayı düşünün. Tek bir aktivite, daha önce tanıtılan konuları ve becerileri güçlendirirken, birden fazla mühendislik kavramını ve alanını kolaylıkla birleştirebilir.

Örneğin:

• Mevcut malzemelerle, bir tenis topunu alıp beş galonluk bir kovaya otonom olarak yerleştirecek ve ardından tenis topunu sürücü kontrolüyle çıkaracak bir robot tasarlayın. Bu görevin başarılması tasarım sürecinin, mühendislik çizimlerinin, malzemelerin ve süreçlerin kullanılmasını gerektirecektir; artı mekanik, elektrik ve robotik sistemlerin ve bilgisayar bilimi/programlamanın temelleri hakkında bilgi.
• En fazla 100 çubuk kullanarak 50 pound'u destekleyecek bir buzlu şeker çubuğu köprüsü tasarlayın. Bu, tasarım sürecinin, mühendislik çizimlerinin, malzemelerin ve süreçlerin kullanımını içerir; ve inşaat mühendisliği ve imalatın temelleri hakkında bilgi.
• Balsa, lastik bantlar, pervaneler ve model tekerlekler gibi mevcut malzemeleri kullanarak, kendi gücüyle kalkış ve iniş yapacak ve çarpmadan 10 saniye boyunca havada kalacak bir uçak tasarlayın ve inşa edin (maksimum boyutu belirtin). Bu, tasarım sürecinin, mühendislik çizimlerinin, malzemelerin ve süreçlerin kullanımını içerir; ve havacılık ve uzay mühendisliğinin temelleri hakkında bilgi.

V. Makine Mühendisliğinin Temelleri

• Gerekli eğitim, maaşlar, çalışma haftaları, iş görevleri
• Dişli, zincir ve kasnak türlerini tanıtmak
• Dişli oranı hesaplamaları
• Kinetik ve potansiyel enerji
• Termal sistem uygulamaları: Isıtma ve soğutma
• Robotik sistemler

VI. Elektrik Mühendisliğinin Temelleri

• Gerekli eğitim, maaşlar, çalışma haftaları, iş görevleri
• Ohm kanunu hesaplamaları: amper, voltaj, direnç

VII. Bilgisayar Bilimi/Programlamanın Temelleri

• Gerekli eğitim, maaşlar, çalışma haftaları, iş görevleri
• İkili ve onaltılık sistemleri anlama
• Temel bilgisayar sistemleri: RAM, ROM, FIFO
• Yaygın programlama dilleri: Python, C++, Java, HTML, Scratch
• Sözde kodun, döngülerin ve ortak programlama yapılarının değerlendirilmesi

VIII. Havacılık ve Uzay Mühendisliğinin Temelleri

• Gerekli eğitim, maaşlar, çalışma haftaları, iş görevleri
• Bernoulli prensibi: kaldırma, itme, sürükleme, yerçekimi
• Erken roketçilik tarihi ve ABD ve eski SSCB roket sistemlerinin türleri
• Havacılık ve uzay endüstrisinde kullanılan yaygın malzemeler: karbon fiberler, alüminyum

XI. İnşaat Mühendisliğinin Temelleri

• Gerekli eğitim, maaşlar, çalışma haftaları, iş görevleri
• Ulaşım yöntemleri: demiryolu, havayolu, liman, köprüler, nehirler/barajlar
• Verimlilik hesaplamaları

XI. Üretimin Temelleri

• Gerekli eğitim, maaşlar, çalışma haftaları, iş görevleri
• Üretim tekniklerini tanıtmak: CNC-Freze (su jeti, plazma, lazer), torna, yönlendirme
• Kartezyen koordinat hesaplamaları yapın

XII. Robotiğin Temelleri

• Gerekli eğitim, maaşlar, çalışma haftaları, iş görevleri
• Uygulamalar (endüstride, uzayda, evde)
• Robotik kol otomasyonu için Kartezyen Koordinatlar (X, Y, Z)

Bölüm 2: Ön Mühendislik Alanı Modülleri

Ön Mühendislik Modülleri, Mühendisliğin Temelleri
Modülünü geçtikten sonra gereklidir. Robotik Endüstrisi Sertifikasyonu için özellikle Mekanik, Bilgisayar Bilimleri ve Elektrik ile Ön Mühendislik endüstrisi
sertifikasyonu için gereken herhangi iki Ön Mühendislik Modülünü seçin.

BEN. Mekanik Ön Mühendislik Modülü

• Mekanik avantaj
• Raf ve pinyon
• Basit makineler
• Dişli oranı hesaplamaları
• Newton yasaları
• Zincir ve Dişli
• Termodinamiğin kanunları
• Hız ve Tork
• Çözülmesi gereken uygulama problemleri: Hız, İvme

II. Bilgisayar Bilimleri (Programlama) Ön Mühendislik Modülü

• Ortak programlama dilleri ve ilgili terminolojiler
• Bilgisayarın parçaları ve işleyişi
• Ortak programlama dilleri: C++, Python, Java, Scratch
• Ortak Veritabanları: SQL, Oracle, DB2
• Sözde kodun, döngülerin ve ortak programlama yapılarının değerlendirilmesi
• Ağ ve bilgisayarlar arası iletişim
• Sayıların ikili ve onaltılık gösterimleri
• Kötü Amaçlı Yazılım terminolojisini anlama: virüs, solucan, hizmet reddi, spam, güvenlik duvarı
• Sahte koddan robot hareketini belirleme

III. Elektrik Ön Mühendislik Modülü

• AM ve FM radyo frekansları
• Mekanik enerji ve verimlilik
• Motor sargılarının işlevi
• Ohm kanunu hesaplamaları
• Temel bilgisayar donanım bileşenleri
• Dijital ve analog sensörler ve uygulamaları
• Uygulamalar potansiyel ve kinetik enerjiyi, frekansları ve kilovat saat hesaplamalarını içerir

IV. Kimyasal Ön Mühendislik Modülü

• Kimyasal reaksiyonlar ve ilgili terminoloji
• Kimyasal taşıma güvenliği
• Periyodik Tabloyu Tanıyın
• Uygulamalar çözüm hesaplamalarını ve gaz kanunu hesaplamalarını içerir

V. Havacılık ve Uzay Ön Mühendislik Modülü

• Temel aerodinamik prensipler
• Temel roket tasarımı
• Bulut türleri
• Uygulamalar arasında Newton'un sürükleme hesaplamaları, rüzgarların en-boy oranı, beygir gücü/vat gücü hesaplamaları, hava hızı ve hız hesaplamaları yer alır.

VI. İnşaat Mühendisliği Ön Mühendislik Modülü

• Yaygın köprü türleri
• Ortak köprü malzemeleri
• Çeşitli ulaşım yöntemleri
• Ölçme
• Nehirler, barajlar ve kanallar
• Uygulamalar tekne gövdesi tasarım hesaplamalarını, ölçme tekniklerini ve köprü verimliliğini içerir.

VII. Mühendislik Teknolojisi Ön Mühendislik Modülü

• Mühendislik tasarım süreci/döngüsü
• Yumuşak becerileri uygulayın ve öğrenin
• Ortak üretim süreçleri
• Havacılık temelleri
• İnşaat mühendisliği temelleri
• Mekanik sistemler
• Programlamanın temelleri
• Yaygın üretim malzemeleri ve bunların işlenmesi
• Mühendislik çizimleri
• Uygulamalar, birden fazla konfigürasyonda mühendislik tasarım sürecini, görevler için uygun araçların seçilmesini, uygun laboratuvar ve alet güvenliği durumlarının seçilmesini ve mühendislik çizimlerinin eksik görünümlerinin belirlenmesini içerir.

VIII. Üretim Teknolojisi Ön Mühendislik Modülü

• Çeşitli üretim yöntemleri
• 2D ve 3D bilgisayar destekli çizim sistemleriyle mühendislik çizimleri
• Kalite güvence yöntemleri
• Uygulamalar arasında çekme mukavemeti uygulamaları, sertlik test teknikleri ve gerilim ve gerinim eğrileri bulunur