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課程設計


課程設計

機械工程學系學科教育科目實施計畫

陸軍軍官學校正期學生班110年班機械工程學科教育科目進度實施計畫表

區分

科目

名稱

教學目標

課程內容

學分數

教學方法

時數分配

使用教材

參考資料

輔教器材

備考

 專業必修課程

 

工程數學(1)

學生習得工程上所需面對之數學問題的解法,以配合爾後各專業課目之教授養成獨立思考及解決問題能力。

一階微分方程、二接及高階微分方程式、拉普拉斯轉換。

矩陣、行列式及向量分析。   

3

課堂講授

54

高等工程數學1

投影機

不分組

工程數學(2)

本課目之目標在於使學生習得高等工數之傅立葉級數及向量分析原理以利專業課程教育之支援並要求能獨立思考解決問題。

傅立葉級數

偶、積函數

半幅展開式

傅立葉積分

傅立葉積分與應用

向量積分

空間向量積分與應用

3

1.課堂講授

2.習題解答

3.測驗

54

工程數學

投影機

不分組

應用力學(1)

瞭解基本觀念

能解一般問題

準時繳交習題

質點靜力學、剛體與力的相當系統、剛體的平衡、結構分析與摩擦。

3

1.注重師生互動

2.隨堂測驗

3.繳交平時作業

4.期中末考

54

1.Vector Mechanics for Engineering(Statics)3th Beer2. Engineering Mechanincs by Merian

投影機

不分組

應用力學(2)

瞭解基本觀念、能解一般問題、準時繳交習題。

質點動力學、曲線座標動力學、動量原理、質點系統動力學、剛體平面運動學、加速度法、動量法、振動。

3

課堂講授

54

應用力學-動力學

投影機

不分組

車輛原理

探討及了解車輛設計,測試時所面臨的一些工程問題。

車輛各部構造介紹
車輛元件及次系統
基本車輛力學
傳動系統之設計

車輛承載系簡介

2

1.內容講授  2.模型實作

36

Theory of Ground Vehicles, J.Y. Wong, John Wiley Sons, 3rd edition, 2010.

投影機

不分組

工程圖學

使學生了解工程圖之投影原理。並訓練其繪圖技術及識圖能力。

熟習CAD軟體操作技術。

工程圖投影原理。

各種機件之投影原理及習慣畫法。

尺寸標註。

1

 

1.解說原理

2.示範操作

54

圖學

投影機

不分組

機械材料

材料演進對文明及發展。金屬材料原理特性。

金屬材料原理及應用、鋼之組織結構、熱處理方法。

3

理論講解

實驗操作

54

機械材料

瞄式電子顯微鏡(93年)、真空熱處理爐等(97年)

8人一組

機械製造學

機械製造之方法。

傳統製造方法與非傳統製造方法理論。

2

依課程內容講授

36

機械製造程序

單槍投影機

不分組

材料力學(一) (二)

將力學理論與材料彈性塑性理論變形後問題作探討,作為分析及設計依據。

教授力與變形間關係,應力與應變,容許應力及安全係數,構件設計等。

5

課堂講解

90

材料力學

投影機

不分組

電機學與實驗

使學生明瞭基本電學、電路、電機原理及電機維護。

電與磁的基本概念直流基本電路

交流基本電路

變壓器原理

直流電機

交流電機

電機之檢查與保養

2

理論推導公式應用實驗操作

54

1.電機學

2.電機機械與實習

3.基本電學

投影機、機電整合實驗室

自動化精密定位實驗組件(8-10人一組)

學(一) (二)

處理熱與功及相關物質性質之科學,讓學生能完全瞭解基本原理,並將其應用到問題上。

熱力觀念與定義、熱力關係式、混合物與濃液、化學反應、相平衡與化學平衡導論。

4

課堂講授

72

熱力學

SONNTAG 6th.

Cengel 3th

投影機

不分組

學(一) (二)

學生藉由學習流體力學的基本概念,明瞭流體之特性,以利銜接爾後進階之機械、航空等各領域的課程。

流體力學發展史發展

流體靜力學

基本流體動力學

有限控制容積分析

相似性理論

勢流理論

紊流理論

邊界層理論

4

課堂講述

筆記

72

Munson, Young & Okiishi, FUNDAMENTALS OF FLUID MECHANICS, 3rd,1998.

自編講義

投影機

不分組

機械工程實驗

以基礎理論將力學材料設計觀念融合利用儀器做試驗及檢測使學生將理論與實務融合。

將材料機械性質方面作疲勞測試,在強度方面作拉、壓、剪、彎、衝擊、疲勞、硬度試驗。

流體力學及熱力學相關實驗

1

先作理論講解、試驗示範、學生實作,寫試驗報告。

54

材料試驗

材料溫度量測教學設備(98)、機械材料熱處理教學設備(98)

8人一組

武器系統

使學生了解目前尖端之武器系統

軍用武器系統性能簡介
武器控制系統簡介

導引系統概論

內、外彈道概論

火藥及火炮性能

推進系統概論

2

1.口述
2.影帶導覽
3.新興軍事科技

36

尖端科技月刊

軍事家

國防科技理論與實務叢書

投影機

不分組

使學生明瞭機械運動學與機械動力學,並能作機件運動之動力分析。

運動的特質與傳遞運動相關方法。

四連桿組

速度解析

加速度解析

各種常見機構

動力分析

2

講解說明圖片示範公式應用速度、加速度圖解。

36

機動學

運動學

動力學

投影機、自動化精密定位實驗組件(100)

不分組

機械設計(一) (二)

獨立思考創意發揮及建立學生對機械產生關注及興趣。

設計程序、軸向負荷、剪應力、彈簧系統、有限元素分析、機械震動、阻尼系統

傳動元件

4

課堂講授

72

機械設計

投影機

不分組

工廠實習

獲得機工的相關知識與工作方法。

車削、銑削、鑽削、磨削及鉗工

2

依每項課程內容授課及實作。

72

實用機工學(知識單)機械工場實習(二)

單槍投影機

不分組

專題實作

(capstone課程)A.B.C.D

整合學生所學習之專業知識發掘現實中工程問題經過分析及理論推倒並提出解結方法

機械工程實務分析與研討

2

 

1.實作

2.實習/

  實驗

3.個別

  指導

4.報告

108

依授課老師規劃

各實驗室

3-4人一組

精密量測應用

由實驗中習得量具相關知識與操作方法。

精度觀念、長度量測角度與錐度量測、形狀量測、表面輪廓與量測。

3

依量測內容授課

實驗。

54

1.精密量測

2.精密樑測實習

IR紅外線溫度量測系統總成(98)、

自動化精密定位實驗組件(100)

5人一組

機械製圖

使學生瞭解各種機械元件製圖法及機械工程相關圖之繪製。

尺度標示法,公差與配合加工符號及各種機械元件之製圖。

3

課堂講授

學生操作練習

54

機械製圖

投影片

不分組

電腦綜合應用

使學生瞭解電腦在解決工程問題之應用。

視覺程式語言介紹工程問題求解。

3

老師講授示範,學生操作練習。

54

VB工具線上參考資料

投影片或電子檔ppt

不分組

圖控程式設計

與應用(1)

介紹圖形化語言LabVIEW基本概念與系統整合運用之功用。

人機介面與程式方塊圖之現況,基本程式(VI)之編輯與除錯,迴圈,陣列與條件架構介紹。

3

LabVIEW 圖控程式書寫與專題製作

54

LabVIEW基礎篇

應用電子學量測教學設備(99)、

 

不分組

微機電系統概論

對微電系統建立一整體且概念性的認識微電系統在國防上的應用與發展。

微機電材料、積體電路製程LIGA與LIGA-like製程、以CMOS製程及後加工程序製作微機電元件、微機電系統封裝技術、微驅動器原理與範例、微電系統在國防上的應用與發展。

3

 

理論講述

專題研討

製程實作

 

54

M.Madou, Fundamentals of Microfabrication,

光罩對準機套件(97)、

微觀材料教學設備套件(97)

微機電實驗教學設備(101)

4人一組

偏微分方程

培養學生分析微分方程的能力,並介紹微分方程在機械工程領域中的應用

求解線性偏微分方程式

非線性偏微分方程組

運用拉普拉斯求解偏微分方程式

3

1.課堂講授

2.習題解答

3.測驗

54

 

1.Rice and Strange,Ordinary Differential Equations with Applications,2nd Edition.

2.Dennis G. Zill, Warren S. Wright and Michael R. Cullen, Differential Equations-with Boundary-Value Problems, 8th ed, Brook/Cole Cengage Learning,2012

投影機

不分組

高等工程數學

本課目之目標在於使學生習得高等工數之傅立葉級數及向量分析原理以利專業課程教育之支援並要求能獨立思考解決問題。

傅立葉級數

偶、積函數

半幅展開式

傅立葉積分

傅立葉積分與應用

向量積分

空間向量積分與應用

3

1.課堂講授

2.習題解答

3.測驗

54

E. Kreyszing, Advanced Engineering Mathematics.7th Edition

投影機

不分組

應用電子學

使學生明瞭電子學原理、電子元件與電子應用裝置。

基本電學

電晶體與放大電路

運算放大器

功率放大器

工業電子元件

積體電路

3

講解說明公式應用

電路原理介紹

電子裝置圖示

54

電子裝置

電路理論

數位電子

投影機

電子元件

電路板

電子裝置

不分組

半導體製程

介紹半導體相關製程設備的基本原理,引領同學對半導體製程設備技術及設計要求有初步的概念,並了解產業的最新趨勢有所了解

  1. 基本IC製造流程
  2. 真空概述與設備
  3. 半導體製程中的化學物質
  4. 氣相沉積-CVD、PVD薄膜製程設備
  5. 氧化及擴散製程設備
  6. 微影、蝕刻設備
  7. 濕式清洗設備
  8. 化學研磨及平坦化設備
  9. 潔淨室相關設備
  10. IC製程後段溝裝設備

3

 

理論講述

專題研討

製程實作

 

54

莊達人,VLSI製造技術,高立圖書公司,99年版

光罩對準機套件(97)、

微觀材料教學設備套件(97)

微機電實驗教學設備(101)

4人一組

圖控程式設計

與應用(2)

介紹LabVIEW分析處理訊號之基本知識。

取樣原理與訊號之處理基本作法,DFT、FFT、DSP、數位率波器,曲線概念與線性代數工具箱。

3

LabVIEW同控程式專題製作與機電控制實例練習。

54

LabVIEW分析篇

應用電子學量測教學設備(99)、

 

不分組

微電腦控制與實習

使學生瞭解微電腦控制之原理及實際操作練習。

微電腦控制概論、微電腦控制系統架構、邏輯程式設計、實際應用操作。

3

上課與實習

54

微電腦控制原理與實習

系統工程實驗設備1組(99)

5人一組

生產自動化

本課程使學生對於自動化生產的系統、軟硬體設備、原理及電腦整合製造有一整體性的瞭解

  1. 自動化生產系統簡介
  2. 工業控制系統
  3. 數值控制
  4. 工業機器人
  5. 物料數送系統
  6. 儲存系統
  7. 製造系統簡介
  8. 彈性製造系統
  9. 生產計劃和控制系統
  10. 精實生產與敏捷製造

 

3

1.課堂講授

2.工廠參觀

3.測驗

54

徐浩,自動化生產要點,全華圖書

投影機

不分組

工業安全與衛生

教導學生了解工業安全及衛生管理之內涵,以及對於工業安全與衛生管理實務的因應之道。

  1. 勞工行政簡介
  2. 勞工安全與衛生管理內容與實務
  3. 勞工安全衛生組織人員
  4. 職業傷害與職災補償
  5. 危險機具與設備預防
  6. 噪音危害預防
  7. 感電事故預防
  8. 火災預防

3

1.課堂講授

2.實地參觀

3.測驗

54

自編講義

投影機

不分組

太陽能工程概論

希望藉由理論與實例的配合,讓學生能夠充份的了解太陽工程所須學習具備的知識


太陽電池發電原理與轉測定法太陽電池系統與應用
未來展望

3

1.課堂講授  2.習題解答  3.測驗

54

太陽能工程太陽電池篇

熱傳能源工程實驗及量測設備(99)、

熱流系統及燃料電池實驗設備總成(99)

不分組

計算機圖學

教導學生瞭解圖學的理論及演算法,使學生能夠了解計算機圖學之原理與發展。

圖學系統與模型
圖學程式

輸入與場景互動

圖形物件與轉換

物件投影

圖形描繪

從線段到區塊

離散轉換

可程式圖形描繪

場景建立

曲線與曲面

進階圖形描繪

3

課堂講授,實務操作

 

54

Interactive Computer Graphics: A Top-Down Approach Using OpenGL, Fourth Edition

 

投影機

不分組

自動控制

理解自動控制與應用。

建立分析模式

分析穩定性

設計與驗證

3

課堂教授

54

自動控制理論

自動化精密定位實驗組件(100)

6人一組

數值

分析

本課程主要使學生除了能應用基本數值方法外,並能分析並掌握方法的可行性與準確性。

Introduction
root-searching
interpolation & Polynomial Approximation
System of Linear Equations
Numerical Differentiation & Integration
IV/BV problems for ODEs
Finite Difference Method for PDEs
approximation Theory

3

課堂

上課

54

Applied Numerical Methods for Engineers and Scientists

投影機

不分殂

電腦輔助

設計與製造

使學生瞭解如何運用電腦於產品設計與製造。

Twin CAD、MasterCAD操作環境及過程。

3

老師講授示範學生操作練習

54

TwinCAD及MasterCAD參考手冊

投影片或電子檔ppt

不分組

數位工具機

使學生瞭解電腦控制工具機之原理及實際操作練習。

電腦控制概論、工具機操作、電腦繪圖、邏輯程式設計撰寫、實際應用操作。

3

上課與實習

54

數位工具機

投影片及實作

分組模擬實作

工程倫理學

培養學生隨時有規範引導,使『工程師』成為可敬專業人員。

基礎倫理素養
工程專業素養

工程、法律與倫理

科技、社會與倫理

2

1.講授
2.家庭作業
3.考試

36

Obey Intellectual Property Rights; do not make illegal copies.

投影機

不分組

導引與控制

增進學生對追縱系統的認知,建

立其追蹤系統的解析能力,

藉由瞭解系統各部分對整體性能的影響。

1.追蹤系統概論及背景知識
2.追蹤系統理論分析介紹
3.感測器理論介紹
4.追縱系統基本數學模型
5.系統辨識與狀態預估原理介紹目標影像之產生與處理
6.目標影像之追蹤
  非線性系統介紹
  視覺伺服系統7.Describing 函數線性化回饋理論
8.滑移控制理論
9.滑移控制應用
10.最佳控制理論

3

課堂講授

54

Design and Analysis of Modern Tracking Systems

自動化精密定位實驗組件(100)

系統工程實驗設備1組(99)

 

4人一組

應用光學

波動及傅氏光學,極化光學,干涉光學,積體光學等原理與應用介紹

1.波動光學
2.極化光學
3.干涉光學
4.積體光學

3

課堂

講授

54

Optics (4th Edition)"/ Eugene Hecht

光學檢測辦識系統(100)

 

5人一組

飛彈系統

使學生瞭解飛彈武器原理並能瞭解未來國防武器發展趨勢。

彈頭系統、彈體系統、控制與導引系統、射擊控制系統、推進系統、發射系統。

3

課堂講授

實體模型觀察

54

飛彈系統

火箭原理

自動化精密定位實驗組件(100)

系統工程實驗設備1組(99)

 

4人一組

空氣動力學

使學生了解飛行器之聲力與阻力形成之原因、飛行速度不同時留場對翼形所產生之影響,進而培養學生利用數學及物理觀念分析工程問題之能力

Aerodynamics: some introductory thoughts

Some fundamental principles and equations

Inviscid, incompressible flow

Incompressible flow over aerfoils

3

課堂

講授,

54

Fundamental of aerodynamics , John Anderson, McGraw-Hill

投影機

不分組

輕兵器發展概論

使學生了解近代傳統、特種、反恐作戰輕兵器發展演進與未來發展趨勢

傳統作戰步兵輕兵器演進及未來發展

越戰後特種作戰輕兵器演進及未來發展

反恐戰爭恐怖份子與反恐部隊之特種兵器之演進及發展趨勢

手槍、衝鋒槍、步槍、狙擊槍、機槍枝人因工程設計

模組化設計之輕兵器如何運用於船拱、特戰及反恐作戰全天候任務遂行

 

 

3

課堂

講授,

54

陸軍45手槍、五七、T65K2步槍、五七、七四機槍準則,每30步槍、衝鋒槍、M60機槍M249班用機槍、M24狙擊槍、美陸戰隊M40狙擊槍準則

投影機、武器模型

不分組

系統工程概論

介紹武器或產品系統生命週期過程中各項管理技術及作為,包含風險管理、專案管理等。

Introduction

System engineering management plan

System engineering functions and tasks

Program planning

Program budgeting

Program scheduling

Program monitoring

Program controlling

System engineering program evalution

3

課堂

講授,

54

氣液壓學,黃彥文等編著,太陽出版社

液氣壓試教板(101)

不分組

整體後勤支援

介紹以系統化作業方式,分析影響產品的後勤支援因素,訂出產品使用階段各種零附件備份量、維修週期及後勤支援成本分析

  1. 可靠度、維修度及零件標準化
  2. 後勤支援分析
  3. 產品使用階段
  4. 保固期

3

課堂講授

測驗

54

自編講義

投影機

不分組

空氣汙染

及防治

讓學生明瞭空氣汙染類型、空氣汙染控制理論及全球氣候變遷之介紹

  1. Interduction to Air Pollution Control
  2. The Nature of of Particulate Pollutiots
  3. Control of Volatile Organic Compounds
  4. Air Pollutants and Global Climate
  5. Meteorology for Air Pollution Control Engineers

3

1.課堂講授  2.習題解答  3.測驗

54

Noel De Nevers,Air Pollution Control Engineering,2nd, McGraw-Hill, 2000年,滄海書局

 

投影機

不分組

車輛運輸工程學

教導學生認識現代汽車之運動力學及其運作理論的知識。

1.講解汽車動力學的理論概要

2講解汽車加速性能的理論

3.講解汽車煞車性能的理論

4.講解汽車道路負載的理論

5.講解汽車乘適性的理論

6.講解汽車底盤相關力學的理論與實例

3

課堂講授, 分組討論, 口頭報告

54

車輛運動力學,林筱增翻譯,代理銷售:科技圖書

汽車試教板(96)

不分組

液氣壓工程

介紹各種液氣壓元件符號、構造、特性及其作動原理,讓瞭解基本迴路及應用迴路之設計與計算,具備液氣壓控制技術,並應用於自動化生產之設備。

  1. 液氣壓學簡介
  2. 流體力學基礎
  3. 液壓泵作動原理
  4. 液壓馬達作動原理
  5. 流量控制閥作動原理
  6. 壓力閥作動原理
  7. 方向控制閥作動原理
  8. 壓力控制迴路分析
  9. 節流調整、方向控制迴路分析
  10. 液壓迴路設計

3

課堂

講授,

54

氣液壓學,黃彥文等編著,太陽出版社

液氣壓試教板(101)

每3-4人一組

車輛磨潤系統與實務

使學生瞭解與車輛相關之摩擦、磨

耗與潤滑的系統與應用

1.軸承機構及摩擦

2.汽缸活塞組機構摩擦

4.摩擦磨耗分析
4.潤滑油過濾系統型式及設計
5.引擎潤滑油物化性質及選擇
6.軸封設計對磨潤性能的影響
7.傳動系統牽引驅動及摩擦性能要求
8.傳動皮帶齒荷重及磨耗壽限
9.傳動齒輪的設計對摩擦及磨耗解析
10煞車摩擦材料規範及設計
11離合器摩擦材料規範及設計
12輪胎於乾-溼路面的磨潤性及影響
13工程陶瓷於車輛磨潤系統的應用
14.摩擦試驗機實作

3

課堂講授專題實作

54

Vehicle Tribology

汽車試教板(96)

每3-4人一組

燃料

電池

建立學生燃料電池相關專業技術及研究興趣。

燃料電池簡介、基礎熱力學及電化學原理、雙極板設計與水熱管理、燃料電池性能量測、燃料電池系統整合、燃料電池熱流理論模式、電腦模擬技術、氫氣處理、重組、與貯存技術、微型燃料電池等。

3

課堂

講授

54

Fuel Cell Systems Explained,

熱傳能源工程實驗及量測設備(99)、

熱流系統及燃料電池實驗設備總成(99)

不分組

能源

科學

 

讓學生了解包括能源概論、熱力學、油源開發與展望、再生能源、能源變換與能源管理。

能源概論

油源現況
太陽能
生質能
地熱能
海洋能
風能
核能
火力發電
節約能源
燃料電池

3

課堂

上課

54

Energy and the Environment

熱傳能源工程實驗及量測設備(99)、

熱流系統及燃料電池實驗設備總成(99)

不分組

車輛檢修實務

培養提升學生車輛工程系統故障診斷能力與檢修專業知識

Automotive shop safety
Battery diagnosis and service
Starting system diagnosis and service
Charging system diagnosis and service

3

課堂

講授

實作

54

各項檢修教學設備操作訓練手冊

汽車試教板(96)

每3-4人一組

熱傳學

由介紹基本熱傳有關現象,配合熱力守恆有關公式之應用,探討各種環境所形成的熱力分佈。

  1. Heat conduction equation
  2. Steady heat conduction
  3. External forced convection.
  4. Radiation heat transfer.

3

課堂

講授

54

熱傳學

投影機

不分組

控制系統導論

The course is designed as the introduction course about automatic control.

  1. Concept of physical systems and models.
  2. Feedback control system characteristics.
  3. The root-locus mothod.

 

3

課堂

講授

54

Modren Control Systems,by Richard  C. Dorf and Robert H. Bishop,11th Edition.

投影機

不分組

機電系統整合

課程之主題包含機電整合之設計與實作,設計部份含原理、結構、應用及設計創造。

  1. 機械工程之專業知識
  2. 規劃與執行專題研究之能焺
  3. 解決問題與協調整合之能力

3

課堂

講授

54

機電整合概論

投影機

不分組

內燃機學概論

使學生瞭解內燃機之分類、構造、設計參數、並將已學習之課程加以運用。

  1. 引擎的設計
  2. 引擎的操作參數
  3. 替代燃料
  4. 排氣流動
  5. 摩擦與潤滑

3

課堂

講授

54

內燃機

投影機

不分組

武器及戰鬥載具概論

使學生瞭解槍、砲、彈藥、火箭、飛彈之分類、基本原理。

  1. 槍枝之分類
  2. 火砲之分類
  3. 飛彈之分類
  4. 火箭之分類

3

課堂

講授

54

國防科技簡介、輕兵器彈藥設計技術手冊

投影機

不分組

綠能科技概論

了解各國在綠色能源與智慧綠產業的發展。

  1. 台灣太陽能光電產業發展
  2. LED照明產業發展
  3. 風力發電產業發展

3

課堂

講授

54

能源產業技術白皮書

投影機

不分組

數位電子學及實驗

厚植學生電機專業知識及創新研究能力。

電子學概論

3

課堂

講授

54

數位電子學

投影機

每3-4人一組

自主無人載具系統概論

建立無人自主載具知識基礎

  1. 室內機實作
  2. 飛行力學簡介
  3. 自動駕駛系統
  4. 無人飛行載具

3

課堂

講授

54

handouts

投影機

不分組

車輛空氣動力學

培養學生具備空氣動力觀念應用於車輛設計上

  1. Introduction to automobile aerodynamics.
  2. Some fundamentals of fluid mechanics.
  3. Performances of cars and light trucks.

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課堂

講授

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Aerodynamics of road vehicles

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不分組