理論與實務的整合:美國東田納西州立大學的卓越學習體驗

三名學生在操作熱交換器設備,正在連接管線。

東田納西州立大學(East Tennessee State University)擁有自 1930 年代起悠久的工程技術教學歷史。校方於 2015 年決定擴展課程,增設結合機械、土木與電機工程的「一般工程學士學位」(BSc in General Engineering)。為了支持此課程,校方需要一套能實際教授土木與機械工程原理的實驗室設備,最終選擇TecQuipment的產品作為擴增實驗室的設備。

經過地下室空間的全面整修,並進駐 TecQuipment 的新設備與高科技教室裝置,該樓層現已成為校內眾多高科技實驗室的典範之一。

強大的數據採集能力

TecQuipment研發的 VDAS 數據採集系統適用於旗下多款產品,具備即時數據顯示與擷取功能,能即時計算特定設備變數、繪製圖表,並提供快速簡便的數據匯出。

「TecQuipment 是少數能將數據採集系統與產品深度整合的工程教學設備供應商,這讓實驗數據的擷取變得更加容易。這也是我們在眾多同業中選擇 TecQuipment的關鍵原因之一。」

一般工程學士課程主任 J. Paul Sims 教授評論道。

恰到好處的互動性

「TecQuipment 的產品非常適合學生在實驗室進行動手操作。市場上同類設備往往設計得過於簡化,像照著食譜做菜一樣。我們認為讓學生親自參與互動,才能獲得完整的學習效益,」Sims 教授補充。

所有 TecQuipment 產品均附有詳細的使用指南,包含範例實驗計畫。這些指引為理解核心理論提供了絕佳的起點,且設備極具彈性,可進行超越範例的延伸應用;部分學生的實作案例也分享於 TecQuipment 的 YouTube 頻道中。

實驗室設備配置

針對一般工程學位的實作需求,校方團隊選購 TecQuipment 的熱力學流體力學工程科學系列設備。

  • 熱力學系列:包含一套小型引擎測試台作為基座,用於連接改裝後的四行程汽油引擎與四行程柴油引擎,並配備框裝式 VDAS。透過結合手動容積式燃料計、曲軸角度編碼器與引擎循環分析儀,學生可研究各類引擎的熱力循環、探討平均有效壓力、指示功率、機械效率及進行燃燒分析等。

「這款產品完美示範了 TecQuipment 如何在學生互動與教學體驗間取得平衡。從添加燃料、手動拉動啟動器,到調整針閥與節流閥以讀取數據,並透過 VDAS 進行性能比較,學生全程參與。」Sims 教授表示。

以下這段學生測試的影片,很好地說明了教授的觀點。

  • 亦購入了水對空氣熱交換器實驗裝置,用於學習交叉流熱交換原理,並搭配架裝式 VDAS 提升測試效率與記錄便利性。為了深化教學,校方還增購了 16 管式熱交換器與 16 鰭片式熱交換器附件。而熱傳導實驗基座單元與線性熱傳導實驗裝置則被選用於教授熱傳導基礎理論。
  • 流體力學系列: 以數位液壓實驗平台為核心基座,為流量與壓力測量實驗提供循環水供應,包含:堰流實驗(堰口排量)用於研究水流調節與測量,以及流量測量實驗裝置用於比較文氏管、孔口板與轉子流量計在不可壓縮流體下的效能。
  • 此外還包含不同類型的渦輪機(佩爾頓水輪機與法蘭西斯水輪機)、管道系統損失實驗裝置(研究直管、彎管、閥門、縮管與擴管的摩擦損失),以及離心泵測試裝置。為了清晰顯示壓力,團隊選配了類比壓力顯示附件及框架式 VDAS。
Students-at-ETSU
  • 此學位課程的另一個關鍵需求是 VDAS 與 LabVIEW 的整合能力。工程技術與工程學系有許多實驗室中皆使用 LabVIEW,旨在培養學生對此工業標準平台的實作知識,以便未來應用於程序控制與監測。

安裝與培訓

針對大型安裝案例,TecQuipment 會派遣專業人員前往現場協助調試與培訓。 「在售後安裝與培訓後,我感到非常有信心。產品操作直觀,且使用手冊非常出色!」助理教授 Samia Afran 解釋道:「我原本準備了整本空白筆記本要記錄培訓內容,但後來發現完全不需要,因為所有細節都已經在提供的文件中完整呈現了。」

在地銷售與支援

TecQuipment 與全球專業夥伴合作,深入了解當地工程教育機構的需求。在田納西州,當地合作夥伴 RELETECH 早已證明了其服務實力。 「我們深信 RELETECH 團隊以及 TecQuipment。這種長期的信任關係讓我們更加確信,招標程序最終選出了最合適的供應商,」Sims 教授最後總結道。

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