有所作为,有所作为

卫尔斯理工程项目We-Lab的学生将技术作为一种人道主义努力,解决服务不足人群的需求

有所作为,有所作为

ENGR 111的学生,产品创造为所有人,开发了一个“erg链塞”(一种改进的whiffle球),使残疾赛艇手更容易切换标准手柄和单手手柄划船机。

摄影:Amos Chan

ENGR 111的学生,产品创造为所有人,开发了一个“erg链塞”(一种改进的whiffle球),使残疾赛艇手更容易切换标准手柄和单手手柄划船机。

摄影:Amos Chan

T大二的春天,埃琳娜·肖(Elena Shaw)带着她的创作——开瓶器,带着挥舞电动工具所带来的那种特别的兴奋,匆匆来到莎士比亚剧院。“我当时想,‘伙计们,我能开瓶子。让我示范给你看,’”她一边用她的工具把一个又一个的头发竖起来,一边赢得了震教徒们的掌声。

她把这个开瓶器作为ENGR 160的一部分,工程基础,新提供的课程之一韦尔斯利工程实验室(我们这些“试验);作业要求开孔器由单一材料制成。“我记得我当时想,‘好吧,这太容易了。我宁愿用它做些更有趣的事情。’所以我和我的搭档都决定,我们要创造一些更具美感的东西,”肖回忆道。最后,他们把开瓶器设计得像一只猫头鹰;你用两根手指穿过它的眼睛,用它身上的一个洞打开瓶子。它非常可爱。

肖说:“问题是我们没有把太多的心思放在它的实际用途上。”在奶昔学校开瓶的过程中,这款设备出现了一些裂缝,当它在课堂上进行测试时,它惨败了。肖说:“在整个班级中,我们是唯一一个在头两次考试中都没有成功的。”“这是我在那门课上最大的失败。所以这是最重要的。”

失败的常态化是真正吸引肖从事工程的原因之一。肖说:“在这样一个环境中,我不仅被允许,而且被鼓励犯错——不仅是犯错,而且要尽可能快地犯错,这样你就能想出最疯狂的想法,也许那些想法会是最好的——这个想法真的打动了我。”

We-Lab提供三门入门课程和一系列工程研讨会,其主任艾米•班扎尔特(Amy Banzaert)说,它鼓励学生接受解决现实生活问题时的混乱。“学生们在我的课上学到的一件事是,真实的事物有真实的局限性。而在工程实验室里,你需要用你的脑袋去挑战那些真正的限制。”她说。

We-Lab的另一个核心部分是强调技术在人道主义努力中的作用,解决国际和当地服务不足人群的需求。例如,在ENGR 111课程“面向所有人的产品创造”中,学生们为马萨诸塞州布莱顿的非营利组织Community Rowing构建工具。它帮助身体残疾的人下水。

班扎尔特说:“学习梁弯曲方程可能有点乏味,但当梁可以支持或不支持一个坐轮椅的人,这个人用它从轮椅上转移到桨上开始划船时,突然之间,梁弯曲就真的很有趣了。”“它让我们可以直接看到这些知识的应用,思考大局,并提供一些服务,这真的符合卫尔斯理学院的使命。”

将工程引入韦尔斯利

直到最近,韦尔斯利学院想要学习工程学的学生还会去麻省理工学院上课,或者等到研究生院。但在2006年,卫尔斯理的一群教员在几英里外的尼德姆新成立的奥林工程学院(Olin College of engineering)的两位教授的帮助下,在学院开设了一门实验工程Wintersession课程。不久之后,一门工程课程被添加到学年课程中。卫尔斯理戴维斯教育基金会(Davis Education Foundation)的拨款和校方的支持,让卫尔斯理创建了现在的We-Lab,这是一个专亚博vip首页门的工程空间,包括一台3d打印机和一台激光切割机。但由于没有专门的工程教师,这门课程由卫尔斯利学院、奥林学院和其他学院的教师教授,具体取决于谁有空。

“工程学基本上是男性主导的行业,有时我仍然会感到不寒而栗,因为周围都是研究这些神奇问题的女性。”

-Amy Banzaert, We-Lab主任

但很明显,学院需要一名全职工程教员。2012年,学院开始寻找人选。班扎尔特说:“(卫尔斯理)发布了招聘启事,麻省理工学院大约有10个人给我发邮件说,‘这个职位适合你。’”“它和我非常匹配,找到它我非常激动。”

Banzaert在麻省理工学院读的是机械工程本科,然后在德州仪器公司工作了几年,然后回到麻省理工学院担任其首位服务学习协调员。她说:“我将真正扎实的、以服务学习为导向的项目注入到核心课程材料中。”

然而,班扎尔特错过了参与研究的机会,因此她开始在麻省理工学院攻读硕士和博士学位。她的研究集中在两个领域:作为一种教学法的服务学习,以及为发展中国家提供替代烹饪燃料。她的研究是与麻省理工学院的D-Lab合作进行的。D-Lab是一个促进为发展中国家创造适当技术和可持续解决方案的项目。(D-Lab和We-Lab押韵并非巧合。)

但是,尽管他们的名字和任务非常相似,班扎尔特说We-Lab有自己的氛围。“有一件事仍然打动我——这是我在这里的第三年,但仍然值得注意——那就是我的班级里都是女性。工程学基本上是男性主导的行业,有时我仍然会感到不寒而栗,因为周围都是研究这些神奇问题的女性。”她说。她还发现,当她要求她的学生思考终端用户的需求,而不是只关注他们认为会是一个很酷的技术时,韦尔斯利的学生以一种她在麻省理工学院很少经历的方式接受了挑战。

卫尔斯理的学生也倾向于把他们在其他学科的背景带到We-Lab,这是班扎尔特所喜欢的。“当我们第一次介绍这个话题时,我问学生他们认为反馈控制可能是什么。一个学生说,‘嗯,这有点像政府,有制衡。’我甚至从未以任何方式把这两件事联系起来。”“这种事发生在我的课堂上,太酷了。”


有一个学期,工程基础的主题是“跟着光走”。两个学生制作了这种LED灯,它可以随着光线的变化而开关和移动。


核心工程师

对于像埃琳娜·肖(Elena Shaw)这样的学生来说,她参加了入门课程并被吸引了,有很多选择可以让她更深入地研究工程学。例如,肖花了一个夏天和班扎尔特一起研究炉灶。在麻省理工学院,班扎尔特帮助开发了一种用农业废弃物制成的煤球,这种煤球燃烧起来比普通木材清洁得多。“我们用现成的农用垃圾制作木炭,这些垃圾目前正在腐烂,会产生甲烷,这是一种有问题的温室气体。如果我们可以将其部分燃烧,并将其转化为用于烹饪的煤球,这将是一个环境的胜利,一个健康的胜利,而且理想情况下是一个经济的胜利,如果你可以让一个销售这种烹饪燃料的微型企业,”Banzaert说。

在她的夏季研究项目中,肖试图开发一种测量炉灶排放二氧化碳的方法。在科学中心外面,肖搭起了一个小帐篷来模拟房子,里面有窗户和烟囱。她会在“房子”上安装测量二氧化碳的仪器,点燃一个丁烷煤气炉,然后跑出帐篷,希望仪器能得到好的数据,但不幸的是,大多数时候,仪器都不能得到好的数据。Banzaert说:“我们整个夏天所做的研究非常具有挑战性,而且根本没有得出明确的结果。”“她能从容应对真实研究的能力给我留下了深刻的印象。有时你会得到清晰的答案,有时你会得到一团乱麻,我们最终得到的数据非常混乱。而她能够应对这一切。”

“我和许多涉足工程或科学领域的朋友谈过,他们觉得如果不是在卫尔斯理,他们不会选择同样的道路。”

埃琳娜·肖的15

肖不仅能够应付,而且还渴望得到更多。她现在正在攻读奥林-韦尔斯利4+1项目,该项目允许被录取的韦尔斯利学生在四年内获得韦尔斯利的学士学位,然后在第五年末获得奥林学院的学士学位。就读于物理专业的肖专注于计算工程,这是一个相对较新的领域,使用计算模型和模拟来解决工程中的物理问题。起初,计算机编程给她带来了一些困难。“我想,埃琳娜,这是生活中你不擅长的事情之一,所以你必须努力去做,”她说。但在奥林大学通过了200级课程后,她说:“现在我已经克服了那些障碍,我感觉自己强大了很多。”

完成课程后,肖希望在“计算工程/统计学”领域工作。这是一个不断发展的领域。是处理大数据、人工智能的人,”她说。肖说,在卫尔斯理学习工程学的最大优势之一是,它颠覆了只有白人男性才能进入该领域的假设。

她说:“我和许多涉足工程或科学领域的朋友交谈过,他们觉得如果不是在卫尔斯理,他们不会选择同样的道路。”“教员们意识到我们潜在的精神和心理障碍。我记得我对我的一位数学教授说,‘我很想做物理研究,但我觉得自己不够聪明。’我还没来得及说话,他就马上打断了我,说:‘埃琳娜,如果你想做什么,你就可以做。’”


两个工程基础专业的学生给这个机器人编程,他们给它命名为Cerberus,让它利用超声波通过迷宫。该机器人是一个展览的一部分,该展览向参与者介绍了超声波的工作原理。


对于17岁的克里斯蒂娜·霍尔曼(Christina Holman)来说,We-Lab是她决定来韦尔斯利的原因之一。她在韦尔斯利的第一学期选修了ENGR 111课程,即“面向所有人的产品创造”,并为社区赛艇制作了一种设备,可以更容易地将稳定浮筒连接到钻机上。她记得在课程结束时,她向Community Rowing和Wellesley的教授们展示了她的原型,当她被告知她的产品可以申请专利时,她非常激动。“(我)是一年级的学生,我做了一个产品,实际上是可以申请专利和可用的。这种感觉太棒了,”她回忆道。

和肖一样,霍尔曼也参加了奥林-韦尔斯利4+1项目,重点是电气工程。“对我来说,这就像一场游戏。这就像(电脑游戏)贪吃蛇,你知道吗?有电流通过它,你必须沿着这条路径到达这一点。怎样才能使它不会撞到自己,不会撞到什么东西,不会发生聚变,不会跳起来?这就是它吸引我的地方,那种复杂和美丽。”

霍尔曼对电气工程的兴趣是在ENGR 160《工程基础》中引起的。她和她的搭档制作了韦尔斯利能源自行车,使用者踩着它为白炽灯、荧光灯甚至是吹风机供电,这些灯泡被安装在附近的展示板上。霍尔曼说:“基本上,我得到了工程师的生活方式。”在展出自行车的前一天,她和她的搭档从下午3点工作到凌晨3点。她说:“我很确定我自己震惊了好几次。”“但当它完成后,我们看着我们贴在它后面的这块红色板,我们觉得,这是惊人的简单。这是一个非常精致的、运转良好的自行车发电机。但当你看看黑板的背面,就会发现其实很简单。”

的工程师

对许多学生来说,他们在We-Lab上的课将是他们一生中唯一一次近距离接触激光切割机或3d打印机的机会。Banzaert认为这很好。她希望她的课程能帮助学生拓宽他们的视角,并获得一些关于工程师如何思考的思维习惯,他们可以把这些习惯带到自己的学科中去。

班扎尔特说:“如今,许多学科都将在某种程度上与工程师进行交流,我坚信,来自文科学科的人如果愿意与工程师进行交流,就会对世界产生更深远的影响。”“世界上最大的问题将由非常跨学科的团队来解决。如果文科专业的学生能够理解一点工程学,那么这些团队就会变得更好,反之亦然。”

他说:“当时我是一年级学生,我做了一款实际上可以申请专利并可用的产品。这种感觉太棒了。”

克里斯蒂娜·霍尔曼的17

对于15岁的Nicole Chui和15岁的Amanda Hui来说,“面向所有人的产品创造”(Product Creation For All)是一个一起上课的机会(她们的父亲在卫尔斯理国际学生一年级迎新会上一见如故后,她们就一直是朋友),也是一个探索专业以外课题的机会。惠是经济学和心理学双学位的学生,她说她的大部分课程都是传统的作业,包括习题、期中考试和期末论文。但在We-Lab里,她和Chui正在为社区赛艇手们创造一个不沉的泡沫浮筒。“我们不知道会发生什么,这很酷,”许说。“有好几次,我们都觉得这根本行不通。”建筑学和德语双学位的Chui很喜欢这个项目的开放性。“这是我在课堂上最自由的体验,”她说。

在这学期的课程中,有很多死胡同和错误的开始。他们计划对现有的浮桥进行3d扫描,但浮桥闪亮的表面阻碍了扫描。他们购买的浇注混合泡沫只填充了3d打印模具的一部分,所以他们需要对模具进行调整。他们想为他们的浮桥做一个全尺寸的模具,但他们知道要花费几千美元。因此,他们做了一个更小的模型。但他们设法保持漂浮,可以这么说,并兴奋地在学期末向社区赛艇展示他们的原型。

班扎尔特喜欢学期末学生们展示项目的时刻。她说:“看到学生们实际上完成了一个原型,从他们的设想——当然有很多变化——到最终版本,看到他们用双手和大脑制作的实际工作产品,真是太棒了。”学生们也完全同意,不管要花多少波折,多少夜以继日地把原型带到这个世界上。

韦尔斯利的工程课程


ENGR 111,为所有人创造产品

一个探索如何创造产品的实践研讨会,包括探索创意和头脑风暴,逆向工程和产品开发过程。重点放在人为因素工程的作用上,包括特定产品的可用性成功和失败。学生通过对现有产品的拆卸和研究,以及为当地非营利组织创建简单的产品原型来学习这些主题,这些组织服务于那些有发育或身体缺陷的人群。


ENGR 120,通过工程改变世界

以项目为基础的探索发展中国家和当地服务不足的社区所面临的技术挑战。技术主要集中在家庭一级,探讨现有和提出的解决办法的好处和局限性。学生学习和应用工程设计技能——包括评估、原型设计和创造力——来解决与班级相关的社区伙伴面临的实际问题。课程的具体主题包括能源、健康和交通。


ENGR 125,通过工程现场工作做出改变

这门课每隔一年教一次,是冬季旅行。2016年1月,它将在尼加拉瓜教授。


ENGR 160,工程基础

这门基于项目的课程介绍了工程的大思想,为学生在奥林学院或麻省理工学院学习额外的工程课程做准备。主题包括:使用快速原型工具(如激光切割机、3d打印机和计算机辅助设计软件(SolidWorks))设计和构造机构;利用MATLAB和Simulink编程环境对物理系统进行建模和控制;以及使用数字电子(微控制器)进行反馈和控制。

丽莎·斯坎隆·莫戈洛夫99年是高级副编辑韦尔斯利杂志。

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