普通工程学，工业实习年 MEng (Hons)

The University of Sheffield - 谢菲尔德大学

全院的全球工程挑战周是第一年课程的必修部分。该项目旨在发展学生的学术、转移和就业技能，并拓宽他们作为全球公民的视野。在一整周的时间里，学院的所有学生以5-6人的多学科小组形式工作，从一系列主题下安排的项目中选择，包括水、废物管理、能源和数字，场景设定在一个面临经济挑战的海外地点。一些项目是基于 "无国界工程师 "的 "人的工程 "设计挑战。

本模块介绍了计算机编程的基本概念，通过介绍问题的解决和使用Python和编程语言Java的简单算法的开发。该模块的重点是发展使用现有组件构建程序的能力，而不是从头开始创建新的组件。它将强调软件设计良好、可维护和可测试的重要性，并将展示面向对象的特性如何帮助实现这些特性。它将继续介绍面向对象编程和软件工程的一些基本原则，并使用Java进行演示。特别是教给学生软件结构化的原则，并介绍了真实世界系统的模型。

该课程提供了工程静力学和动力学中使用的基本概念和技术。涵盖了二维静力学，包括力和力矩系统、自由体图、平衡、摩擦，以及对典型航空航天工程机械的应用。还包括对三维静力学要点的介绍。涵盖粒子和刚体的二维运动学和动力学。还介绍了动力学中工能方法的使用。不需要事先了解静力学或动力学的知识；处理的重点是物理理解和航空航天工程中的应用，而不是使用高级数学处理方法。

工程材料是我们社会的一个组成部分，从用于家用物品和建筑到核反应堆和航天器。材料科学与工程是科学与工程之间的桥梁，使我们能够改善现有材料的性能，或生产新材料，以适应任何应用。本模块向学生介绍了材料科学与工程的基本原理。学生将了解到材料特性是如何依赖于原子结构和加工的，并体会到材料科学与工程是如何支撑起广泛的工程学科的。

本模块旨在加强学生以前的知识，并开发新的基本数学技术，以支持1级和2级的工程科目。它还为相应工程系的2级数学课程提供了基础。

下一代的工程师将应对商业太空飞行、全球水安全和可持续能源生产以及其他许多令人振奋的挑战。本模块将发展基本的热流体基础和必要的技能和跨学科的敏捷性，以应对这些全球挑战。该模块将介绍分析和设计工程过程所需的热力学的基本原理，以及流体力学的基本原理及其在流动系统和设备中的应用。现实世界的例子将贯穿始终，以强调热流体系统的重要性及其与其他工程领域的整合。

本单元对电气工程进行了精彩的介绍。学生将学习电路的核心要素，以及这些要素是如何与许多其他物理过程相类似的。学生将善于使用一些技术来分析基本的无源和有源电路。还将介绍工程磁学和大规模电力的基本原理。电气工程是在更广泛的跨学科工程背景下，通过确定一些关键的协同作用来介绍的。鼓励学生欣赏电气工程作为一个独特学科的深度和魅力，以及它在整个工程学科中的广泛应用。

有效的跨学科设计是复杂产品和系统工程的核心。重要的是，工程师能够有效地沟通和合作，并有共同的语言和流程来有效地管理项目。本模块将介绍跨学科设计和系统工程的概念和工具，这对有效的项目管理非常重要。学生将开始发展批判性思维和跨学科的方法来解决工程问题。该模块的一个重点是使用广泛的案例研究来激励思想，并允许学生展示他们的学习。

过程分析是所有化学工程设计的核心，从炼油厂到污水处理厂都从这第一步开始。本模块介绍了用于对工业中遇到的一系列设备和工艺进行物料平衡的方法。然后扩展到应用于广泛的化学过程的能量平衡的发展，如混合器、蒸馏柱、蒸发器和反应器。描述了分析汽液和液液平衡的基本技术，然后将其应用于基本单元操作的设计--蒸馏。

全院性的工程--你被雇用周是第二年课程的必修部分，该周被设计用来发展学生的学术、可转移和就业技能。在为期一周的密集项目中，学生们将以六人左右的多学科小组的形式，就一个现实世界的问题进行工作。这些项目是基于工业伙伴提供的问题，学生将提出解决这些问题的想法和进一步发展这些想法的项目建议。

能量转换，即能量从一种形式转换到另一种形式，是工程的一个核心方面。例如，机动车利用化学能并转化为机械能。在学生的基础电气工程知识的基础上，本单元介绍了可以通过电气和磁性手段完成的能量转换。电机、磁力变压器和电力电子转换器是核心课题。还探讨了重要的相关主题，包括能源分配的概述。成功的学生还将了解机电能量转换如何与许多传统的非电气学科相关。

工程材料的设计是为了在不同的环境中发挥作用，这取决于其应用。航空航天和核能等应用需要材料在极端环境下的表现，如高应力和高温。本单元将进一步探讨材料的结构-加工-性能关系，并向学生介绍断裂力学，包括循环疲劳、裂纹成核和扩展，以及失效预测。本单元还将向学生介绍磁性、电气和光学材料，并描述这些特性是如何实现的。学生将发展一种整体的方法来选择工程和工业应用的材料。

对流体和热量流动的深刻理解是设计和操作广泛的工程系统和设备的基础。本模块将通过介绍扩散过程、热力学循环、可压缩性、奇异流体和各种传热模式，来补充热力学和流体力学的基本工具。通过使用各种工程学科的例子，该模块将展示如何对热和质量传递系统以及先进的热力学和流体力学原理进行建模和理解。学生将发展对各种重要过程之间的相似性的理解，以及他们对工程设计的应用。

了解系统的动态以及如何控制这些系统的行为以满足稳定性和性能标准，对广泛的工程学科来说是至关重要的。本模块将展示许多工程系统的动力学如何以统一的方式进行建模、分析和控制。通过使用整个工程的例子，学生将获得如何在连续和离散时间内统一这些策略的理解。学生将学习如何设计控制器以满足性能和稳定性标准，同时了解这些控制器的实际限制和影响。

本模块建立在工程静力学和动力学的基础知识上，研究宏观尺度的力学和作用于固体结构的内力。这将为进一步研究从摩天大楼到航天器和风力涡轮机的结构设计和分析提供必要的知识。教学的目的是提供对应用于桁架、框架和梁的弹性结构分析的基本理解。学生将学习如何分析应力、应变和弹性挠度，对结构进行定性分析，并将弹性和塑性方法应用于工程结构中的各个工程学科的例子.

本模块将进一步发展学生的跨学科设计技能，更加强调应用他们的技术知识和在一系列模块中获得的理解来解决重点工程问题。学生将被要求更独立地工作，在解决问题和评估设计方案时表现出批判性思维、创造性和主动性。学生将进一步发展和应用系统工程和项目管理方法。该模块将围绕两个学期的跨学科课堂/实验室设计练习，在多学科团队中进行。学生将加强他们的小组工作技能和对更广泛问题的理解，并考虑到法规。

本单元涵盖了化工厂中工艺设备的选择和设计，包括控制、放大方法和捷径设计程序等方面。学生将被介绍到产品设计，包括选择想法和筛选替代品所需的各种技术，以及制造和经济考虑的细节。该单元还介绍了工艺安全和工业过程中的损失预防，并将使学生在获得进一步的工业经验后，能够开展涉及拟议和现有工厂的安全审查活动。

坚实的数学基础对于培养对工程的深刻理解至关重要。本模块加强了在第1级遇到的数学概念，并进一步发展适用于整个工程学科的数学技术和理论。学生将获得对一系列数学技术的理解和应用这些技术解决问题的信心。

该模块旨在向工程专业学生介绍工程师在其工作环境中可能遇到的一些关键的财务和法律问题。该模块将直接借鉴工程项目和/或产品开发背景下的预算编制、融资、评估财务风险和做出财务决策等实际问题。同时，该模块将培养学生对签订工程项目和产品的开发和交付合同的法律方面的理解，以及对环境法规、数据保护和知识产权的认识。通过一系列这两个学科的平行讲座，该模块将提供这两个领域的工作知识以及它们如何影响工程实践。作为评估的一部分，将着重强调小组工作、报告撰写和陈述，并辅以在线练习和个人作品集。

在这个模块中，学生将解决一个具有挑战性的跨学科工程问题，该问题由工业伙伴或教师的研究兴趣所激发。在跨学科小组工作中，学生将在现实条件下选择和应用适当的项目管理和系统工程工具和原则。学生将被要求综合运用多个工程学科的技术知识和理解，在考虑到广泛的限制和更广泛的问题的情况下，制定出可能的最佳解决方案。这项工作将主要是自我指导，需要相当的独立性、主动性、创造性和批判性思维，学生将被期望在他们现有的知识和理解之外工作。

该课程使学生能够在工程学士的第三年或工程硕士的第四年，在工业界担任 "课程相关 "的角色。这为他们提供了广泛的经验和机会，将他们的学术研究纳入背景，并提高他们的技能和就业能力。学生还将从体验行业文化、建立联系中受益，并且实习将支持他们为以后的就业做准备。

学生将在一名学术人员的指导下进行一个实质性的个人项目。项目通常是以工业或研究为重点，并要求学生在解决一个具有挑战性的问题时表现出高度的主动性、独立性、创造性和批判性思维。学生将被期望应用和发展他们的技术知识和理解，超越在其他模块中获得的知识，以解决一个具有挑战性和不熟悉的问题，并酌情考虑到各种限制和更广泛的问题。学生将被要求应用适当的项目管理工具，并有效地沟通他们的工作，包括口头和书面。