概述
示例课程序列的目的是协助建立一个框架，其中包含建议序列中的主题，以围绕或合并现有课程的元素构建课程。 这是通过利用学校和教师在课程、设施和材料方面的专业知识来实现的。 有关开发或选择课程的特定主题的更多详细信息，请参阅 REC 基金会的预工程和机器人认证文章 知识和职业技能列表。 这些文章旨在与现有课程材料配合使用。 它们也可以用于构建课程，但它们本身并不是课程。
示例课程序列分为两部分：
- 第一部分： 工程基础：涵盖工程基础模块中的主题和技能。
- 第二部分： 预工程领域模块：涵盖预工程和/或机器人认证的八个“预工程领域模块”主题和技能。
预工程认证和机器人认证都要求通过工程基础知识作为学习八个模块中任何一个模块的先决条件。 需要八个模块中的两个才能获得工程预认证。 这些是由讲师根据社区需求、可用设施、课程、设备和用品以及讲师的专业知识来选择的。
预工程模块
- 机械工业
- 航空航天工程
- 电气工程
- 化学工程
- 计算机科学 & 工程（编程）
- 土木工程
- 工程技术
- 制造技术
第一部分：工程基础
我。 工程学概论
- 什么是工程和技术？ 什么是科学？
- 工程领域类型：电气、机械、航空航天、机器人、土木、计算机科学、CAD、制造。 BS 职业认证所需的教育、工资、典型工作周。
- 工程史，包括从早期历史到今天的时间表。 太空历史，特别是早期的太空计划以及我们今天所享受的技术。 还包括组件的小型化以及美国和苏联火箭和宇航员的历史概述。 工业革命是工程学会和标准制定的时期。 装配线的开发和产品的批量生产。
伊尔。 材料和工艺
- 一般实验室安全
- 基本手动工具和电动工具安全及应用
- 带锯
- 钻床
- 砂轮机
- 便携式电动工具安全
- 砂带式和盘式砂光机
- 数控铣床
- 金属的类型、特性和常见应用
- 木材的种类、特性及常见用途
- 塑料的类型、特性和常见应用
- 环氧树脂的类型、特性和常见应用
三． 工程设计流程
使用 10 步流程在工程笔记本中记录设计流程：
- 找出问题所在
- 设计简介
- 研究问题
- 集思广益解决方案
- 选择解决方案
- 设计
- 建造
- 测试
- 重新设计
- 实施解决方案/产品
工业界使用这 10 个步骤的多种变体或缩写；能够理解任何形式的工程设计顺序。
四． 工程图和计算机辅助绘图（2D 和 3D）
- 介绍和练习正交视图和透视图的工程草图技术。
- 使用可用软件引入计算机辅助绘图。 注意：有多种 CAD 软件可供免费或低成本教育使用。 其中包括 Google Sketch Up、TinkerCad、Autodesk Fusion 360 和 Solidworks。 请咨询产品供应商以了解具体的可用性和使用条款。
- 介绍零件/材料清单以及如何构建项目/机器人的团队作业。
- 引进CAD一体化设备：计算机数控设备；铣削、激光切割、等离子切割、木材加工、高压水射流或 3D 打印。
介绍完 I-IV 中的技能/知识后
包括单个或多个
工程领域的支持活动的建议和要点 完成领域 I-IV 的活动后。 对于其余领域，您可以按照适合您的课程的任何顺序将原始或现有课程构建到工程领域，以涵盖工程基础模块中的所有主题，然后是您选择的 150 小时课堂预科工程模块课程。
利用您现有的课程、实验室、设备和材料，为接下来的每个工程领域结合实践活动。 活动应包含该工程领域涵盖的主题，并记录在工程笔记本中。 考虑为每个团队或个人分配一份 PowerPoint 演示文稿，记录工程设计过程。 一项活动可以轻松整合多个工程概念和领域，同时强化之前介绍的主题和技能。
例如：
- 利用现有材料，设计一个机器人，自动拾取网球并将其放入五加仑的桶中，然后由驾驶员控制将网球取出。 完成这项任务需要使用设计过程、工程图纸以及材料和工艺；加上机械、电气和机器人系统以及计算机科学/编程的基础知识。
- 设计一个冰棒棒桥，使用不超过 100 根棒来支撑 50 磅。 这涉及设计过程、工程图纸以及材料和工艺的使用；以及土木工程和制造基础知识。
- 使用轻木、橡皮筋、螺旋桨和模型轮等可用材料，设计并建造一架飞机（指定最大尺寸），使其依靠自身动力起飞和降落，并在空中停留 10 秒而不坠毁。 这涉及设计过程、工程图纸以及材料和工艺的使用；和航空航天工程基础知识。
五、 机械工程基础
- 所需教育程度、工资、工作周、工作职责
- 介绍齿轮、链条、滑轮的类型
- 传动比计算
- 动能和势能
- 热系统应用：加热和冷却
- 机器人系统
六． 电气工程基础
- 所需教育程度、工资、工作周、工作职责
- 欧姆定律计算：安培数、电压、电阻
七． 计算机科学/编程基础
- 所需教育程度、工资、工作周、工作职责
- 二进制和十六进制系统理解
- 基本计算机系统：RAM、ROM、FIFO
- 常见编程语言：Python、C++、Java、HTML、Scratch
- 评估伪代码、循环和常见编程结构
八． 航空航天工程基础
- 所需教育程度、工资、工作周、工作职责
- 伯努利原理：升力、推力、阻力、重力
- 美国和前苏联火箭系统的早期火箭历史和类型
- 航空航天工业常用材料：碳纤维、铝
十一. 土木工程基础
- 所需教育程度、工资、工作周、工作职责
- 运输方式：铁路、航空、港口、桥梁、河流/水坝
- 效率计算
十一. 制造基础知识
- 所需教育程度、工资、工作周、工作职责
- 介绍制造技术：数控铣削（水射流、等离子、激光）、车床、铣削
- 练习笛卡尔坐标计算
十二． 机器人基础知识
- 所需教育程度、工资、工作周、工作职责
- 应用（工业、太空、家庭）
- 用于机械臂自动化的笛卡尔坐标（X、Y、Z）
第 2 部分：预工程区域模块
通过工程基础
模块后，需要学习预工程模块。 选择预工程行业
认证所需的任意两个 预工程模块 特别是机器人行业认证的机械、计算机科学和电气。
我。 机械预工程模块
- 机械优势
- 齿条和小齿轮
- 简单机器
- 传动比计算
- 牛顿定律
- 链条和链轮
- 热力学定律
- 速度和扭矩
- 要解决的应用问题：速度、加速度
二. 计算机科学（编程）预科工程模块
- 常用编程语言及相关术语
- 计算机的部件和工作原理
- 常用编程语言：C++、Python、Java、Scratch
- 常见数据库：SQL、Oracle、DB2
- 评估伪代码、循环和常见编程结构
- 网络和计算机间通信
- 数字的二进制和十六进制表示
- 了解恶意软件术语：病毒、蠕虫、拒绝服务、垃圾邮件、防火墙
- 从伪代码确定机器人运动
三． 电气预工程模块
- AM 和 FM 无线电频率
- 机械能和效率
- 电机绕组功能
- 欧姆定律计算
- 基本计算机硬件组件
- 数字和模拟传感器及其应用
- 应用包括势能和动能、频率和千瓦时计算
四． 化学预工程模块
- 化学反应及相关术语
- 化学品处理安全
- 熟悉元素周期表
- 应用包括溶液计算和气体定律计算
五、 航空航天预工程模块
- 基本空气动力学原理
- 基本火箭设计
- 云的类型
- 应用包括牛顿阻力计算、风纵横比、马力与瓦数计算、空速和速度计算
六． 土木工程预科模块
- 常见桥梁类型
- 常用桥梁材料
- 多种交通方式
- 测量
- 河流、水坝和运河
- 应用包括船体设计计算、测量技术和桥梁效率计算
七． 工程技术预工程模块
- 工程设计流程/循环
- 练习并了解软技能
- 常见制造工艺
- 航空航天基础知识
- 土木工程基础
- 机械系统
- 编程基础知识
- 常见制造材料及其加工
- 工程图
- 应用包括多种配置的工程设计过程、为任务选择适当的工具、选择适当的实验室和工具安全情况以及识别工程图纸的缺失视图
八． 制造技术预工程模块
- 各种制造方法
- 使用 2D 和 3D 计算机辅助绘图系统绘制工程图
- 质量保证方法
- 应用包括拉伸强度应用、硬度测试技术以及应力和应变曲线