工程营向年轻人介绍基本电子学加强STEM技能

大约40 名初中生和 20 名高中生参加了本月自由大学工程学院的首届夏令营，内容涵盖计算机编程、电子、工程和产品设计等基础知识。

“我们正在教他们三件主要的事情——如何编码、如何构建电路以及如何绘制原理图，”帮助协调训练营的机械工程教授 Tate Fonville 博士说。“这是计算机编程和电路构建……就像我们在第一年入门课程中教给学生的内容一样先进，所以我们向他们展示如何做一些真正好的东西，并且他们正在实施它。”

主要讲师是佐治亚州劳伦斯维尔Excalibur Solutions STEM 学院院长罗伯特·沃尔什 (Robert Walsh)，该学院负责指导、培训和指导各年龄段学生的科学、技术、工程和数学技能。沃尔什也是自由家长。他的儿子刚刚从自由大学法学院毕业，他的女儿将于今年秋天就读自由法学院。

“我所做的一部分就是鼓励孩子们将(工程)视为一种职业道路，让他们对此感到兴奋，并认识到你不需要任何特殊技能或能力，”沃尔什说。“你不必是数学天才或科学天才。任何人都可以构建这些电路，任何人都可以编写这些程序。”

丰维尔说，营员们拥有各种各样的技能。

“有些人知道如何编码或编程，但大多数人以前从未做过任何这些，”他说。“学生们已经能够构建电路并学习其他代码。我们一步一步地引导他们如何做他们需要做的事情，并且我们正在教他们有关他们正在使用的电路或传感器以及它们如何工作。”

沃尔什说，许多学生在短时间内就掌握了代码编写的能力，并且可以通过重复来提高这些技能。

“计算机编码实际上有助于其他形式的书面和口头交流，”他说。“你正在学习将你的想法排序为一组线性指令，这些指令执行的任务与概述论文没有什么不同。学习正确使用语言、语法、句法和标点符号将有助于你成为一名更好的作家，因为这同样注重细节。”

今年夏天，来自机械、电气以及工业与系统工程项目的自由学院学生在校园里担任实验室经理，他们协助了这个夏令营。

训练营每天分为两节，每节三个小时——上午是中学生，下午是高中生。学生可以注册一到两周。训练营于周四正式结束。

“对于中学生来说，他们充满热情和活力……他们真正投入到自己正在做的事情中，”沃尔什说。“高中生的分析能力更强一些，他们接受了更多的教育，因此他们在建立联系和关联方面对概念的理解更好一些。他们开始了解周围世界中他们可能熟悉的事物实际上是如何运作的。”

使用Arduino 入门套件，学生们可以完成一些项目，例如使用 LED 和按钮构建街机式游戏，这些游戏涉及数字逻辑和批判性思维技能，以便在小组内协作解决问题。

“高中生正在使用更先进的逻辑并集成更先进的组件，”丰维尔说。“他们使用伺服电机(一种根据提供的电流和电压产生扭矩和速度的机电设备)来指向超声波传感器来读取距离测量值，并使用操纵杆来控制所有这些。”沃尔什试图将历史和社会科学融入到他的教学中，让学生应用到他们所学的内容。例如，他解释了第一次世界大战期间用于探测潜艇的声纳、第二次世界大战期间用于跟踪飞机的雷达以及利用光和激光成像来协助考古发现的激光雷达的发展。

丰维尔表示，这些训练营是展示自由大学一些最先进的工程设施的机会，并有可能吸引未来的学生加入工程项目。营员们能够使用配备最先进模拟软件的新计算机实验室。

“这个机会确实满足了我们社区获得更多 STEM 参与的需求和愿望，”他说。“我认为这是一次重大成功，我们计划明年夏天让罗布回来举办更多的训练营。”