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工程笔记培养创新能力

工程笔记培养创新能力 创想乌托邦机器人实验室
2024-04-25
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导读:工程笔记培养创新能力

工程笔记

Engineering Book in STEAM Education


培养创新能力

在创想乌托邦创新实验室,工程笔记作为重要的实践工具,要求同学们每一堂课养成记工程笔记的习惯。工程笔记能够记录问题解决过程,提升教育的有效性。Utopier们经过工程笔记的训练,锻炼了技术技能,促进了创造性思维、批判性思维和跨学科学习能力。


下面来看一下工程笔记能帮助同学们在哪些方面有进步吧

促进科学和技术实践

工程笔记要求学生记录观察和实验结果,通过设计实验、测试假设、记录数据,学生能基于数据改进设计深入理解科学和技术实践。
                        创想乌托邦三年级芒果同学工程笔记
在技术层面,如VEX机器人比赛中,学生需应用编程和机械设计技能构建竞赛机器人。工程笔记展示学生如何利用技术解决具体问题,培养其技术应用能力。
强化工程设计流程

工程设计流程是一种解决复杂问题的系统方法,包括定义问题、探索解决方案、原型设计、测试和实施等步骤。工程笔记使学生能够详细记录每一步的思考和决策过程,从而加深对工程思维的理解和应用。
                 创想乌托邦VEX IQ基础课 随堂工程笔记
通过工程笔记,学生可以反思和优化自己的设计,实践跨学科学习。这种方法有助于学生理解和实践工程设计流程,培养解决实际问题的能力。
整合艺术和创造性

在STEAM教育中,艺术和创造性发挥着关键作用。工程笔记中的视觉表现、布局和演示方式提升了笔记的审美质量,增强了信息的传达效果。
创想乌托邦学生工程笔记
创造性思维是产生创新解决方案的重要因素。工程笔记中的头脑风暴和概念设计阶段特别体现了这一点,鼓励学生发挥想象,提出独特的设计方案。


应用数学技能

在工程项目中,数学是分析问题、计算解决方案可行性和优化设计的重要工具。它可以帮助团队精确计算、预测结果,并提供量化的设计依据。工程笔记中,学生可以展示如何使用数学工具来支持他们的工程决策。

                                                               爱因斯坦的工程笔记

例如,学生可以通过几何建模、力的计算或数据分析来优化机器人的结构和功能,展示数学在工程设计中的应用。


例如:


  • 齿轮比计算

在机器人设计中,齿轮比的计算对于调整速度和扭矩至关重要。例如,如果一个团队在设计VEX机器人时发现其移动速度不足,可能需要调整驱动系统的齿轮比。


  • 数学应用:

齿轮比 = 驱动齿轮齿数 / 被驱动齿轮齿数


假设原始齿轮比为 1:2(驱动齿轮30齿,被驱动齿轮60齿),团队决定增加速度,可以选择将驱动齿轮更换为40齿,被驱动齿轮保持60齿,从而得到新的齿轮比为 2:3,增加了输出速度。


  • 工程笔记中的记录:


原始设计的齿轮比及其效果(速度慢)

更改后的新齿轮比计算

更改后的性能测试结果



提升沟通能力

工程笔记不仅是个人或团队工作的记录,也是一种沟通工具。通过清晰、系统地记录和呈现信息,学习如何有效地向他人传达复杂的技术和设计概念。
这种沟通能力的培养是STEAM教育中的关键目标之一。通过工程笔记,学生可以提升表达能力,这对于未来的学术和职业生涯都非常重要。
来一场工程笔记PK吧

亲爱的Utopier们,伟大的科学家们都有做工程笔记的习惯,一些伟大的定律就是在工程笔记中演算而来。

工程笔记可以帮助我们系统地记录和反思学习过程,提高我们综合运用科学、技术、工程、艺术和数学知识解决实际问题的能力。
达芬奇的工程笔记
                                                 创想乌托邦七岁YouYou工程笔记

通过这种多维度的学习和实践,可以更全面地发展其创新和解决问题的能力,让我们一起养成记好工程笔记的习惯,为未来的学术和职业生涯打下坚实的基础。

那么,我们来一场工程笔记的PK吧,你看爱因斯坦和达芬奇也加入了~~~


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