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麻省理工学院的“想象它,建造它”

Seated at a lab table, Audrey Chen solders a circuit boardA small, rectangular robot sits on a table top; a student's hands are seen typing on a laptop in the backgroundAudrey Chen and Jessica Lam sit in front of a computer screen, pointing at lines of code

学生们说,麻省理工学院2.679班(机械系统电子学II)提供了一种炼金术,将学生从知识的消费者转变为探索者和创新者,并为他们提供了一系列重要的新工具。

即将毕业的大四学生奥黛丽·陈(Audrey Chen)说:“每周都会对那些可能让人感到害怕的话题进行精心设计,这样学生不仅知道一个概念是什么,而且知道它为什么有用以及如何实际实施它。“我可以一直以来没有背景,并拿出可以在未来项目中使用的实践经验。我会把这门课描述为一系列小型速成课程,[每个课程]简单地回答,’我需要知道什么才能做或使用这个东西?’”

该课程将带领学生完成印刷电路板 (PCB) 的设计、制造和组装过程。最终,这个过程会根据每个学生的项目想法而曲折,最终将 PCB 整合到设备中——从某种意义上说,使该设备动画化以执行特定功能。

“2.679 的设计意图是让学生能够’想象它,建造它’,”机械工程教授 Tonio Buonassisi 说。“这两者之间是一个宇宙,这门课的目的是帮助有抱负的工程师弥合这一差距。

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想象它,建造它
视频:机械工程系

大四学生杰西卡·林(Jessica Lam)惊叹于她在短短一个学期内在课程中学到了很多东西,并将大量的教育归因于课堂实验室“结构合理”。

“我发现,在许多其他实验室和基于项目的课程中,他们一次向你抛出大量信息,期望你已经对某些软件或硬件有一些经验,其中大部分都是脚手架,感觉就像一个黑匣子,”对实际发生的事情没有太多了解, 林说。“在 2.679 中,史蒂夫·班扎特 (Steve Banzaert) 对我们已经知道的东西以及如何在此基础上再接再厉有了更好的理解。”

在考了 2.679 之后,她说她觉得自己“对设计电气系统更有信心了,我对如何集成机械系统和电子设备有了更全面的了解。

该课程的技术讲师班扎特说,这门课旨在引导学生沿着他们自己选择的发现之路前进,向他们展示他们能够解决一路上遇到的挑战。

他说:“每个学期,我们都会看到非常可爱的成长例子,不仅在课程材料中,而且在最好的情况下,学生对他们真正能力的理解。

Chen是一名机械工程专业的学生,他即将提前毕业,开始在Formlabs担任硬件项目经理,他同意这门课就是这样做的。

“学生有很大的自由来选择自己的最终项目,使他们能够探索他们特别感兴趣的主题。而且由于每个项目都是独一无二的,因此传统意义上的’执行’压力较小,“她说。“相反,每个学生都在学习不同的技能,并鼓励他们尽可能地完成他们选择的项目。史蒂夫强调,我们项目的范围将不可避免地发生变化,因为在一开始你根本不知道你不知道什么,这完全没关系!

班扎特说:“我们试图非常清楚地表明,是的,我们谈论的是理论和分析中重要的一般概念,但那是因为它们是工程师用来解决问题的工具。我想也许这种关注有助于提醒学生,他们最初是什么让他们来到这里——你之所以成为一名工程师,是因为世界上有一些东西是你希望的,你是做这件事的人(或者至少是帮助),如果你想把它做好,你将不得不学习很多东西,这样你的工具箱里就有更多的工具。

大四学生亚辛·哈米德(Yasin Hamed)在课堂上设计了一辆汽车,它使用计算机视觉沿着黑线行驶。这辆车有一个附加的摄像头,可以捕捉图像并将其中继到同样连接到汽车的 Raspberry Pi 计算机。实时处理图像允许汽车定位黑线并转弯或直行,同时控制汽车的速度。

尽管主修机械工程,辅修计算机科学的哈米德在上一堂课上构建了另一个类似的系统,但他说上一堂课的重点是软件。通过他的 2.679 汽车项目,他了解了“底层基础”,即“电力电子和控制电路的设计,这是其他一切工作所必需的”。

他说:“我从这门课中获得了很多’启示’,这些信息来自我在课程中学到的一些电子信息,比如学习/练习焊接、了解如何使用集成电路、学习如何设计PCB等。“最让我受益的是所有这些东西的收藏。”

乔丹·帕克-阿什(Jordan Parker-Ashe)也是一名大四学生,他很欣赏2.679如何将电子学课程与Buonassisi实验室的研究和演示相结合。“很高兴看到工程学应用于研究,”她说。

虽然她在课程中学到的许多技能对她来说都是新的,但她说,其中一项是“老对手”,2.679让她成为朋友。主修核工程的帕克-阿什(Parker-Ashe)在本科一年级时,在她的第一个本科生研究机会计划项目中使用了一个名为OpenCV的计算机视觉程序。

“这是有史以来最困难的事情,当时真的感觉像是一个不可逾越的障碍,”她说。“现在,在实验室和家庭作业中使用 OpenCV 毫不费力——这是一个非常完整的时刻。”

她说,这门课为她开辟了一个全新的领域,班扎特“直接激励”她也选修了6.131(电力电子)课程,“这改变了她的生活,”她说。

“2.679 帮助我相信自己,这激发了我参加 6.131,这是一个臭名昭著的电气工程顶点,它让我意识到我的未来在于成为一名核电工程工程师,而不仅仅是一名核工程师,”帕克-阿什说。“我想在我的未来从事电气工程,而这事先并没有摆在桌面上。

“更不用说它为项目创意、创造探索、艺术、在小组项目中扮演新角色等打开了通往非常丰富的景观的大门,”她说。“我很高兴能够在课程 2 中找到机会,帮助我获得动手应用工程经验。”

新闻旨在传播有益信息,英文版原文来自https://news.mit.edu/2024/imagine-it-build-it-at-mit-0314