Trình tự khóa học mẫu

Tổng quan

Mục tiêu của Trình tự khóa học mẫu là hỗ trợ một khung với các chủ đề theo trình tự gợi ý nhằm xây dựng chương trình giảng dạy xung quanh hoặc kết hợp các yếu tố của chương trình giảng dạy hiện có. Điều này được thực hiện bằng cách tận dụng kiến ​​thức chuyên môn của nhà trường và giáo viên về chương trình giảng dạy, cơ sở vật chất và tài liệu. Để biết thêm chi tiết về các chủ đề cụ thể để phát triển hoặc lựa chọn chương trình giảng dạy, hãy xem bài viết Chứng chỉ Dự bị Kỹ thuật và Robotics của Tổ chức REC Danh sách Kiến thức và Kỹ năng Nghề nghiệp. Những bài viết này được thiết kế để làm việc với các tài liệu chương trình giảng dạy hiện có. Chúng cũng có thể được sử dụng để xây dựng một chương trình giảng dạy, nhưng bản thân chúng không phải là một chương trình giảng dạy.

Trình tự khóa học mẫu được chia thành hai phần:

• Phần một: Nguyên tắc cơ bản về Kỹ thuật: Bao gồm các chủ đề và kỹ năng trong Mô-đun Nguyên tắc cơ bản về Kỹ thuật.
• Phần thứ hai: Mô-đun lĩnh vực tiền kỹ thuật: Bao gồm từng chủ đề và kỹ năng trong số tám chủ đề và kỹ năng “Mô-đun tiền kỹ thuật” dành cho Chứng chỉ tiền kỹ thuật và/hoặc Robotics.

Cả Chứng chỉ Tiền kỹ thuật và Chứng chỉ Robotics đều yêu cầu phải vượt qua các Nguyên tắc cơ bản về Kỹ thuật như một điều kiện tiên quyết trước khi tham gia bất kỳ học phần nào trong số tám học phần. Hai trong số tám học phần được yêu cầu để đạt được Chứng chỉ Dự bị Kỹ thuật. Những điều này được người hướng dẫn lựa chọn dựa trên nhu cầu của cộng đồng, cơ sở vật chất sẵn có, chương trình giảng dạy, thiết bị và vật tư cũng như kiến ​​thức chuyên môn của người hướng dẫn.

Mô-đun tiền kỹ thuật

• Kỹ sư cơ khí
• Kĩ thuật hàng không vũ trụ
• Kỹ thuật điện
• Kỹ thuật hóa học
• Khoa học Máy tính & Kỹ thuật (Lập trình)
• Công trình dân dụng
• Công nghệ kỹ thuật
• Công nghệ sản xuất

Phần thứ nhất: Nguyên tắc cơ bản của kỹ thuật

TÔI. Giới thiệu về Kỹ thuật

• Kỹ thuật và công nghệ là gì? Khoa học là gì?
• Các loại lĩnh vực kỹ thuật: Điện, Cơ khí, Hàng không vũ trụ, Robotics, Dân dụng, Khoa học Máy tính, CAD, Sản xuất. Yêu cầu trình độ học vấn để có chứng chỉ nghề lên BS, tiền lương, số tuần làm việc thông thường.
• Lịch sử kỹ thuật, bao gồm các mốc thời gian từ lịch sử ban đầu cho đến ngày nay. Lịch sử không gian, đặc biệt là các chương trình không gian thời kỳ đầu và các công nghệ mà chúng ta tận hưởng ngày nay nhờ chúng. Cũng bao gồm việc thu nhỏ các bộ phận và tổng quan về lịch sử của tên lửa và phi hành gia của Mỹ và Liên Xô. Cuộc cách mạng công nghiệp là khoảng thời gian của các Hiệp hội Kỹ thuật và sự phát triển của các tiêu chuẩn. Sự phát triển của dây chuyền lắp ráp và sản xuất hàng loạt sản phẩm.

Il. Vật liệu và quy trình

• An toàn phòng thí nghiệm chung
• Các ứng dụng và an toàn dụng cụ cầm tay và dụng cụ điện cơ bản
  • Cưa
  • máy khoan
  • Máy mài để bàn
  • An toàn dụng cụ điện cầm tay
  • Máy chà nhám đai và đĩa
  • Máy Phay CNC
• Các loại kim loại, tính chất và ứng dụng phổ biến
• Các loại gỗ, tính chất và ứng dụng phổ biến
• Các loại nhựa, tính chất và ứng dụng phổ biến
• Các loại epoxies, tính chất và ứng dụng phổ biến

III. Quy trình thiết kế kỹ thuật

Ghi lại quy trình thiết kế vào Sổ tay Kỹ thuật bằng quy trình 10 bước:

1. Xác định vấn đề
2. Tóm tắt thiết kế
3. Vấn đề nghiên cứu
4. Động não giải pháp
5. Chọn một giải pháp
6. Thiết kế
7. Xây dựng
8. Bài kiểm tra
9. Thiết kế lại
10. Triển khai giải pháp/sản phẩm

Ngành sử dụng nhiều biến thể hoặc chữ viết tắt của 10 bước; có thể hiểu trình tự thiết kế kỹ thuật dưới mọi hình thức.

IV. Bản vẽ kỹ thuật và soạn thảo có sự hỗ trợ của máy tính (2D và 3D)

• Giới thiệu và thực hành các kỹ thuật phác thảo kỹ thuật cho các góc nhìn chính tả và phối cảnh.
• Giới thiệu soạn thảo có sự trợ giúp của máy tính với phần mềm có sẵn. Lưu ý: Một số tùy chọn phần mềm CAD có sẵn miễn phí hoặc có chi phí thấp cho giáo dục. Chúng bao gồm Google Sketch Up, TinkerCad, Autodesk Fusion 360 và Solidworks. Kiểm tra với các nhà cung cấp sản phẩm để biết tính sẵn có và điều khoản sử dụng cụ thể.
• Giới thiệu danh sách các bộ phận/vật liệu với nhiệm vụ của nhóm về cách xây dựng một dự án/robot.
• Đưa vào sử dụng các thiết bị tích hợp CAD phục vụ hoạt động: thiết bị máy tính điều khiển số; phay, cắt laser, cắt plasma, gia công gỗ, phun nước áp suất cao hoặc in 3D.

Sau khi giới thiệu các Kỹ năng/Kiến thức ở I-IV

Gợi ý và những điểm chính cho các hoạt động hỗ trợ Bao gồm cá nhân hoặc một số lĩnh vực kỹ thuật
Sau khi hoàn thành các hoạt động trong lĩnh vực I-IV. đối với các lĩnh vực còn lại, bạn có thể xây dựng chương trình giảng dạy ban đầu hoặc hiện có thành các lĩnh vực kỹ thuật theo bất kỳ trình tự nào phù hợp với chương trình của bạn để bao gồm tất cả các chủ đề trong Mô-đun Cơ bản về Kỹ thuật và sau đó là các Mô-đun Dự bị Kỹ thuật đã chọn của bạn trong 150 giờ học trên lớp chương trình giảng dạy.

Kết hợp các hoạt động thực hành bằng cách sử dụng chương trình giảng dạy, phòng thí nghiệm, thiết bị và vật liệu có sẵn của bạn cho từng lĩnh vực kỹ thuật tiếp theo. Các hoạt động phải bao gồm các chủ đề trong lĩnh vực kỹ thuật đó và được ghi lại trong sổ tay kỹ thuật. Hãy cân nhắc việc giao cho mỗi nhóm hoặc cá nhân một bản trình bày PowerPoint ghi lại quá trình thiết kế kỹ thuật. Một hoạt động duy nhất có thể dễ dàng kết hợp nhiều khái niệm và lĩnh vực kỹ thuật đồng thời củng cố các chủ đề và kỹ năng đã được giới thiệu trước đó.

Ví dụ:

• Với những vật liệu sẵn có, thiết kế một robot có thể tự động nhặt một quả bóng tennis và đặt nó vào thùng 5 gallon, sau đó lấy quả bóng tennis ra bằng sự điều khiển của người lái. Để hoàn thành nhiệm vụ này sẽ yêu cầu sử dụng quy trình thiết kế, bản vẽ kỹ thuật cũng như vật liệu và quy trình; cộng với kiến ​​thức về các nguyên tắc cơ bản của hệ thống cơ khí, điện và robot cũng như khoa học/lập trình máy tính.
• Thiết kế một cây cầu que kem để hỗ trợ 50 pound khi sử dụng không quá 100 que. Điều này liên quan đến việc sử dụng quy trình thiết kế, bản vẽ kỹ thuật, vật liệu và quy trình; và kiến ​​thức về các nguyên tắc cơ bản của kỹ thuật dân dụng và sản xuất.
• Sử dụng các vật liệu có sẵn của balsa, dây cao su, cánh quạt và bánh xe mô hình, thiết kế và chế tạo một chiếc máy bay (chỉ định kích thước tối đa) để cất cánh và hạ cánh bằng sức riêng của nó và ở trên cao trong 10 giây mà không bị rơi. Điều này liên quan đến việc sử dụng quy trình thiết kế, bản vẽ kỹ thuật, vật liệu và quy trình; và kiến ​​thức cơ bản về kỹ thuật hàng không vũ trụ.

V. Nguyên tắc cơ bản của kỹ thuật cơ khí

• Yêu cầu về trình độ học vấn, mức lương, tuần làm việc, nhiệm vụ công việc
• Giới thiệu các loại bánh răng, xích, ròng rọc
• Tính toán tỷ số truyền
• Động năng và thế năng
• Ứng dụng hệ thống nhiệt: Sưởi ấm và làm mát
• Hệ thống robot

VI. Nguyên tắc cơ bản của kỹ thuật điện

• Yêu cầu về trình độ học vấn, mức lương, tuần làm việc, nhiệm vụ công việc
• Tính toán định luật Ohms: cường độ dòng điện, điện áp, điện trở

VII. Nguyên tắc cơ bản của Khoa học Máy tính/Lập trình

• Yêu cầu về trình độ học vấn, mức lương, tuần làm việc, nhiệm vụ công việc
• Hiểu hệ thống nhị phân và thập lục phân
• Hệ thống máy tính cơ bản: RAM, ROM, FIFO
• Ngôn ngữ lập trình phổ biến: Python, C++, Java, HTML, Scratch
• Đánh giá mã giả, vòng lặp và cấu trúc lập trình chung

VIII. Nguyên tắc cơ bản của kỹ thuật hàng không vũ trụ

• Yêu cầu về trình độ học vấn, mức lương, tuần làm việc, nhiệm vụ công việc
• Nguyên lý Bernoulli: nâng, đẩy, kéo, trọng lực
• Lịch sử tên lửa ban đầu và các loại hệ thống tên lửa của Hoa Kỳ và Liên Xô cũ
• Vật liệu phổ biến được sử dụng trong ngành hàng không vũ trụ: sợi carbon, nhôm

XI. Nguyên tắc cơ bản của Kỹ thuật Xây dựng

• Yêu cầu về trình độ học vấn, mức lương, tuần làm việc, nhiệm vụ công việc
• Phương thức vận chuyển: đường sắt, đường hàng không, bến cảng, cầu, sông/đập
• Tính toán hiệu quả

XI. Nguyên tắc cơ bản của sản xuất

• Yêu cầu về trình độ học vấn, mức lương, tuần làm việc, nhiệm vụ công việc
• Giới thiệu các kỹ thuật sản xuất: Phay CNC (tia nước, plasma, laser), tiện, phay
• Thực hành tính toán tọa độ Descartes

XII. Nguyên tắc cơ bản của Robotics

• Yêu cầu về trình độ học vấn, mức lương, tuần làm việc, nhiệm vụ công việc
• Ứng dụng (trong công nghiệp, trong không gian, ở nhà)
• Tọa độ Descartes cho tự động hóa cánh tay robot (X, Y, Z)

Phần 2: Mô-đun khu vực tiền kỹ thuật

Cần có các Mô-đun Dự bị Kỹ thuật sau khi vượt qua Mô-đun Cơ bản về Kỹ thuật
. Chọn bất kỳ hai Mô-đun Tiền Kỹ thuật cần thiết cho chứng chỉ Ngành Tiền Kỹ thuật
với cụ thể là Cơ khí, Khoa học Máy tính và Điện cho Chứng chỉ Ngành Robotics.

TÔI. Module tiền kỹ thuật cơ khí

• Lợi thế cơ khí
• Giá đỡ và bánh răng
• Nhưng cô may đơn giản
• Tính toán tỷ số truyền
• định luật Newton
• Xích và bánh xích
• Định luật nhiệt động lực học
• Tốc độ và mô-men xoắn
• Các bài toán ứng dụng cần giải trong: Vận tốc, Gia tốc

II. Mô-đun Dự bị Kỹ thuật Khoa học Máy tính (Lập trình)

• Ngôn ngữ lập trình phổ biến và thuật ngữ liên quan
• Các bộ phận và hoạt động của máy tính
• Ngôn ngữ lập trình phổ biến: C++, Python, Java, Scratch
• Cơ sở dữ liệu phổ biến: SQL, Oracle, DB2
• Đánh giá mã giả, vòng lặp và cấu trúc lập trình chung
• Mạng và truyền thông giữa các máy tính
• Biểu diễn số nhị phân và thập lục phân
• Hiểu thuật ngữ về Malware: virus, sâu, từ chối dịch vụ, spam, tường lửa
• Xác định chuyển động của robot từ mã giả

III. Module tiền kỹ thuật điện

• Tần số đài AM và FM
• Năng lượng cơ học và hiệu suất
• Chức năng cuộn dây động cơ
• Tính toán định luật Ohms
• Các thành phần phần cứng máy tính cơ bản
• Cảm biến kỹ thuật số và analog và ứng dụng của chúng
• Các ứng dụng bao gồm tính toán thế năng và động năng, tần số và kilowatt giờ

IV. Module tiền kỹ thuật hóa học

• Phản ứng hóa học và thuật ngữ liên quan
• An toàn xử lý hóa chất
• Làm quen với bảng tuần hoàn
• Các ứng dụng bao gồm tính toán giải pháp và tính toán luật khí

V. Mô-đun tiền kỹ thuật hàng không vũ trụ

• Nguyên lý khí động học cơ bản
• Thiết kế tên lửa cơ bản
• Các loại mây
• Các ứng dụng bao gồm tính toán lực cản của Newton, tỷ lệ khung hình gió, tính toán mã lực và công suất, tính toán tốc độ không khí và vận tốc

VI. Mô-đun tiền kỹ thuật xây dựng dân dụng

• Các loại cầu thông dụng
• Vật liệu cầu thông dụng
• Các phương thức vận chuyển khác nhau
• Khảo sát
• Sông, đập và kênh rạch
• Các ứng dụng bao gồm tính toán thiết kế thân tàu, kỹ thuật khảo sát và tính toán hiệu suất cầu

VII. Mô-đun tiền kỹ thuật công nghệ kỹ thuật

• Quy trình/vòng lặp thiết kế kỹ thuật
• Thực hành và biết các kỹ năng mềm
• Quy trình sản xuất chung
• Khái niệm cơ bản về hàng không vũ trụ
• Kỹ thuật xây dựng cơ bản
• Hệ thống cơ khí
• Lập trình cơ bản
• Vật liệu sản xuất thông thường và cách chế biến chúng
• Bản vẽ kĩ thuật
• Các ứng dụng bao gồm quy trình thiết kế kỹ thuật với nhiều cấu hình, chọn công cụ phù hợp cho nhiệm vụ, chọn các tình huống an toàn trong phòng thí nghiệm và công cụ phù hợp cũng như xác định các chế độ xem còn thiếu của bản vẽ kỹ thuật

VIII. Module tiền kỹ thuật công nghệ sản xuất

• Phương pháp sản xuất khác nhau
• Bản vẽ kỹ thuật với hệ thống soạn thảo hỗ trợ máy tính 2D và 3D
• Phương pháp đảm bảo chất lượng
• Các ứng dụng bao gồm các ứng dụng về độ bền kéo, kỹ thuật kiểm tra độ cứng và đường cong ứng suất và biến dạng