Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

Uporaba Scooters in Go-Karts za prekinitev Inženiring izobraževanja

Charles Guan ni tipičen inženir. Ne samo, da električna vozila zelo dobro ustvarja, ampak trenutno navdihuje in poučuje učence kot inštruktorja v razredu, ki ga je ustvaril. Njegovo poslanstvo je, da študentom inženirjev omogoči smiselno strojno izkušnjo čim prej v svoji karieri, tako da od njih zahtevajo, da delajo skozi izzive nabave delov in gradijo nekaj razumno zapletenega - delujoče električno vozilo. Razred je zdaj uspešno voden trikrat, pri čemer je trenutni učni načrt zasnovan na dveh osebnih skupinah, od katerih je vsak dodeljen proračun, dostop do dobro opremljene trgovine in semester za gradnjo (in tekmovanje z) svojega vozila.

Skuterjeva brigada MITERS na letošnjem World Maker Faire New York

Seveda, ljudje, ki se zanimajo za ta razred, ni težko, še posebej s pihanjem elektromotorjev in veselimi študenti, ki hodajo po dvoranah v skuterjih ali gokartih. Charles že leta gradi električna vozila in počasi gradi posameznike s podobno zgrajenimi skuterji in kartingi (ki so potovali v Maker Faire, kot je prikazano zgoraj). Ko je sprva pomagal v posebnem oddelku 2.007 razreda strojništva na MIT-u in ga na koncu prevzel, da bi postal inštruktor, je Charles lahko nadaljeval s podajanjem študentov inženirjev na karting.

Zakaj je vse to pomembno? Verjamem, da je način, na katerega Charles poučuje ta tečaj, natančen način poučevanja več inženirskih tečajev, in rad bi sprejel idejo, da bi to lahko bil model za druge šole, ki naj bi jih sledile v prihodnosti.

Zgodba o 2.00GoKartu

Charles Guan. Foto: Miho Kitagawa

Charlesa sem se osebno prvič srečal na tekmovanju Mini Maker Faire iz leta 2011, ki jo je prinesel s svojo rolo skateboard, LandBearShark. Karla sem poznala zahvaljujoč povezavam, ki jih je imel z nekaj mojimi prijatelji iz studia na Georgia Techu in je že leta spremljal njegov blog, branje skupaj, ko je gradil in dokumentiral (v ekstremnih podrobnostih) vsa dogajanja, povezana z njegovimi norimi stavbami (fanscooter kdo?). Po tem, ko sem preživel več časa z Charlesom in ga opazoval, sem ugotovil, da ima več mehanskega oblikovanja in splošnega znanja o izdelavi kot skoraj vsi drugi inženirji, ki sem jih spoznal, in je zelo dobro usposobljen za poučevanje skupine študentov inženirjev.

O ustvarjanju tega razreda skuterja je pisal v svojem nedavnem "blogu", opisno z naslovom "ON 2.00GOKART; ALI, OBLIKOVANJE RAZVOJNEGA RAZREDA, KI LAHKO OZNAČAMO DIZAJNOVNE RAZREDE; ALI, KAKO NASTAVLJATI MIT POSTAVLJAMO IZGRADITI SILLY GO-KARTS, KI NI POTREBNI? To prinaša veliko fantastičnih točk o trenutnem stanju inženirstva v visokem šolstvu in meni, da je vredno prebrati (najprej vzemite pijačo). Povzetek strukture razreda, kakršen je zdaj, je:

  • Vsaka ekipa dobi nabor baterij, eno kolo in proračun v višini 500 USD, ki ga porabi za dele.
  • Študenti morajo poiskati in kupiti lastne dele (vključno z več kolesi), izslediti podatkovne liste in načrtovati čas dostave, ko gredo.
  • Na poti se naučijo uporabljati hitre prototipne obdelovalne tehnike, kot sta lasersko rezanje in rezanje z vodnim curkom, da hitro združijo svoja vozila - imajo samo 7 tednov, da se premaknejo od zasnove do voznega mehanskega okvirja.

Študentje si prizadevajo, da bi na kolesih pravočasno dobili kolesa za obvezen inšpekcijski pregled valjevnega okvira.

Veščine, kot so delno pridobivanje in strojna obdelava, se danes zdijo redke v inženirski izobrazbi in to je žalostno. Seveda je teorija izjemno pomembna, vendar morda ne boste dobili 100% poti do rešitve resničnega inženirskega problema. Charles povzame razliko v svojem blogu:

"Inženirski razred vas uči, da uporabite teoretični in analitični pristop za reševanje dobro opredeljenega problema, in razred oblikovanja vas uči, da uporabite praktični pristop, ki ga podpira inženirska znanost, da bi rešili slabo opredeljen ali odprt problem."

Učenci se med procesom oblikovanja ves čas srečujejo z nejasnimi in odprtimi težavami, pri čemer knjige in laboratorijski priročniki niso v veliko pomoč. Izjemno dragoceno jim je dati svobodo pri ustvarjanju teh problemov in jih nato rešiti zase. Iskanje rešitev za te slabo opredeljene težave jim daje večji občutek moči pri mehanskem oblikovanju, kar vodi do dodatnega raziskovanja in s tem manjšega motenja inštruktorja. Poleg tega, ko bodo učenci spoznali (in imeli) celoten proces oblikovanja in izdelave od začetka do konca, bodo bolje opremljeni za obravnavo večjih in bolj zapletenih projektov (kot je razred Capstone), ker so že poznani s strukturo.

Eden od norih kart je v teku. Oglejte si videoposnetek z vrhuncem za več.

Ena od glavnih razlik med Charlesovim razredom in tipičnim uvodnim oblikovalskim razredom je pritisk na študente, da oblikujejo načrt in gradivo iz nič, kar pomeni, da ne bodo vse težave, s katerimi se srečujejo, rešljive z datoteko in nekaj maščobe . Razumevanje, kako iskati dele in upravljanje časa, porabljenega med pošiljkami, je zelo resen izziv, kot pojasnjuje Charles na svojem blogu:

“Prvič, ko mnogi študenti MechE vidijo nakupovanje delov tukaj, je to v naših višjih razredih. Preštel sem več primerov, ko so ljudje izdelali zelo zapletene rešitve za problem, ki bi se mu izognil pet minut brskanja po katalogu McMaster-Carr, kot bi rad razkril. "

Fantje, to je pomembna stvar. Izdelati nekaj v petih urah, ko je bilo mogoče kupiti v petih minutah, je veliko zapravljenega časa, čas pa je denar. V duhu spoznavanja, kako (in kje) kupovati dele, zelo priporočam kateremu koli ambicioznemu inženirju ali radovednemu izdelovalcu, da nekaj časa preživi na McMaster-Carru, tudi če nikoli ne naročite. Tam je toliko dobrih informacij; preprosto brskanje po njihovem katalogu in branje o zanimivih delih je odličen način za učenje. (primer: ali ste vedeli, da lahko kupite tovrstno vrsto kabelske kravate?)

Skakanje po skuterju

Rahlo preusmerjanje: po branju prvih Charlesovih 2.00GoKartovih prizadevanj in opazovanju nekaterih šolskih prijateljev, sem se odločil zgraditi skuter zase.

Avtorjev električni skuter.

Zahvaljujoč predvsem Charlesovemu fantastičnemu pouku, sem lahko poleti 2012 zgradil delovni skuter (več o tem si lahko preberete tukaj). V teh nekaj mesecih sem se naučil ogromno količino, kot je, koliko bolj previdni morate biti z odstopanji pri delu s kovino kot z lesom, neštetimi obdelovalnimi triki in kako kupiti dele (HobbyKing naročila z velikimi baterijami, ki prihajajo iz Kitajske boleče dolgo časa).

Teden ali več sem preživel na CAD-ju, preden sem karkoli zgradil, in s pomočjo dobro opremljene trgovine zgradil stvar. Z veseljem se stavim, da je 3/4 mojega celotnega časa obdelave do te točke prišlo iz te gradnje, in tega ne bi zamenjal za zdaj.

Kam od koder gremo?

Glavni izziv (in cilj) tukaj je ugotoviti, kako ponoviti ta razred drugje. Obstajajo tri glavne težave s tem:

  • Razširljivost: ob predpostavki, da je v večjem razredu dvanajst ekip dvoje, ali je lahko strukturirana tako, da lahko vsak teden po semestru pošljejo ducat naročil po meri? Kako bi se premaknili iz 24 študentov na 96? Oh, in "samo kupite dele v razsutem stanju, ki jih lahko vsakdo uporablja", tu ne deluje, ker bi to izničilo celoten vidik tečaja "naučite se kupiti".
  • Dostopnost: razred je odvisen od dobro opremljene strojnice, vključno z obdelavo z vodnim curkom in dostopom do laserskega rezanja. Kako bi ga lahko vodili v bolj osnovnem okolju »domače trgovine« ali »garaže«? Charles je v preteklosti raziskal zamisel o strojno manj oblikovanem dizajnu, čigar Chibikart instructable (čeprav še vedno pomeni uporabo storitve vodnega curka).
  • Diseminacija: razred je močno odvisen od peščice visoko usposobljenih in strastnih inštruktorjev. Ali bi bilo treba iskati potencialne inštruktorje v družbi Electric Vehicle ali pa bi jo lahko izpolnili le tisti, ki so povezani z zadevno šolo?

Na to ni lahko odgovoriti, vendar menim, da je poleg tega večja, vseobsegajoča ovira, da na inženirske oddelke sveta vstopajo. Kolikor vem, odstopanje od norme ni nekaj, kar se hitro in enostavno zgodi v visokem šolstvu.

Predlagal bom še eno možnost za to, da se to dogaja drugje, ki temelji predvsem na potrebi po kvalificiranih in strastnih inštruktorjih: druge šole prilagodijo oblikovalski razred podobne strukture, vendar namesto, da bi ga omejili na temo EV, zakaj ne bi odprli inštruktorjev ki ste usposobljeni za določeno temo in imate željo učiti? Na primer, skupaj z razredom Charlesa EV eno leto, je skupina raziskovalcev Lincoln Labs pomagala voditi podoben laboratorijski oddelek, kjer so študenti zgradili majhne UAV - letala, multirotorje in helikopterje. Nekaj ​​podobnega (nekaj sto dolarjev na študenta na semester) je mogoče narediti s CNC stroji, mislim: dve študentski ekipi morata v enem semestru zgraditi delujoči CNC.

Ali smo nora misliti, da je to mogoče? Kateri je najboljši način širjenja praktične učne ljubezni v visokem šolstvu? Sporočite nam svoje mnenje s komentarjem spodaj.

Delež

Pustite Komentar