工程設計課程透過專題設計方式進行，活動以車輛設計為主題，實際體驗工程設計流程，包含：界定問題、蒐集資訊、發展方案、預測分析、測試修正、最佳化等。每週授課，由關鍵問題的引導，探討工程設計相關知識的應用，與車輛動力學在車輛設計的設計思考，深化工程設計思考能力的學習。實作活動的關鍵技術，涵蓋3D建模與數位加工技術的綜合運用、數位模型的有限元素分析、工程實驗量測技術、金屬成型與加工技術、模具複合成型技術…等。

需求分析和問題定義：首先，需要確定這個電動遙控車的使用目的，例如是玩具車、教育展示車、競賽車或其他用途。然後，需要確定這個電動遙控車需要具備哪些特點和功能，例如速度、操控性、穩定性、耐用性等。最後，需要確定這個電動遙控車面臨的問題，例如需要克服的技術難題、預算限制、時間限制等。

設計規劃：在進行設計之前，需要先確定設計目標和限制條件，例如設計的目標性能、預算限制、時間限制等。然後，需要進行初步的設計規劃，例如選擇適當的驅動系統、車輪、懸掛系統、電池等。在這個階段，也可以進行一些初步的外觀設計，與電動遙控車內系統配置的規劃。

LEGO模組3D建模程式

建模與設計規劃：讓學生學習選擇適當的驅動系統、車輪、懸掛系統、轉向系統等，並進行初步的3D建模，工程計算分析和有限元素分析模擬。

電動遙控車加工製造的重點：

1. 對結構材料進行切削、成形、鑽孔、組合等加工過程。學習善用資源與工具，實現彈性和效率的加工應用。

2. 3D打印 - 使用3D打印機將材料層層堆疊成所需形狀。這種方法可以實現複雜形狀的製造，並且可以非常精確地控制產品的尺寸。

3. 注塑(鑄造)成型 - 將熔融的塑料(金屬)注入模具中，冷卻後得到具有一定形狀和尺寸的產品。這種方法適用於大批量生產相同形狀的產品。

4. 焊接 - 使用專業的焊接設備將零部件或材料進行焊接。這種方法適用於連接和結合不同材料的部件。

不同的加工方法在實際製作過程中，需要考慮材料特性、產品形狀和尺寸、生產效率等因素，以確保最終滿足設計要求。除了上述提到的加工製造方法，電動遙控車的製造還需要考慮以下幾個方面：

1. 材料選擇 - 電動遙控車所使用的材料需要滿足輕量、強度、剛度、耐磨、耐腐蝕等要求。一般常用的材料有鋁合金、碳纖維、塑料、集層木板等。

2. 裝配 - 製造出各個部件後，需要進行裝配。這涉及到零部件之間的配合精度、安裝方向等細節，需要進行精密的加工和調試。

3. 測試 - 在製造完成後，需要進行各種測試，包括動力性能測試、操控性能測試、外觀檢查等，以確保製造出來的產品符合設計需求。

進行電動遙控車3D建模的教學，並進行結構力學與外觀造型空氣動力學的有限元素分析，需要進行以下步驟：

1. 蒐集關鍵零件與尺寸參數 - 這包括機械結構與部件的尺寸、材料屬性、車身外觀的設計、電動遙控車所需要的功能需求。

2. 3D建模 - 根據收集到的資料與參數，使用專業的3D建模軟體，進行電動遙控車的3D建模。

3. 網格劃分 - 網格劃分是有限元素分析的基礎。將3D模型進行網格劃分，將其分割為小的單元，方便進行力學分析。

4. 有限元素分析 - 使用有限元素分析軟體，例如SnsPro， Flow design等，進行電動遙控車的結構力學與外觀造型空氣動力學的有限元素分析。

5. 分析結果的驗證 - 對分析結果進行驗證，並與實際情況進行比較，確認模型的準確性。

6. 模型優化 - 根據分析結果，對模型進行優化設計，提高模型的性能。

7. 結果展示 - 將模型與分析結果進行展示，如製作報告、演示動畫等，方便分析結果的理解與應用。

測試電動遙控車的動力和空氣動力效能，可以進行以下步驟：

1. 測試動力 - 可以將模型電動車放在平坦的地面上，檢查電動車是否能夠順利啟動、加速、煞車和轉彎等。測試時可以使用測力計或加速度計等工具，量測電動車的加速度和最高速度等數據，進行動力性能的分析。

2. 測試空氣動力效能 - 可以使用風洞對模型電動車進行空氣動力效能測試。在風洞內，模型電動車會受到模擬的風壓，可以測試模型電動車在不同風速下的風阻力和升力等數據。根據測試結果，可以進一步優化模型電動車的設計，提高其空氣動力效能。

3. 數據分析 - 測試完成後，可以將測試所得的數據進行分析，綜合評估模型電動車的動力和空氣動力效能，並進行優化設計，提高其性能。

4. 重複測試 - 為了確保測試結果的準確性和可靠性，建議對模型電動車進行多次測試，取平均值或最大值進行分析。

當學生已經學會了電動遙控車的基本操作，可以設計一個進階的例題來評量他們的工程設計製作能力。以下是一個可能的最佳化改善例題：

設計一個電動遙控車，能夠在不受外力干擾的情況下，依據所設定的路徑自動行駛。你需要考慮遙控車的尺寸、載重量、電池容量、車速、控制系統、感測器等因素。具體要求如下：

1. 設計一個能夠應對不同地形和坡度的底盤系統，保證行駛平穩穩定，並且不會出現卡頓或失控現象。

2. 設計一個能夠載運多個物品的載重系統，能夠承受不同的負載，並且不影響遙控車的行駛。

3. 設計一個高效的電池供電系統，保證遙控車能夠在一定時間內完成設定的路徑行駛。

4. 設計一個適合的控制系統，讓遙控車能夠按照預定路徑自動行駛，並且能夠在出現異常狀況時及時停止。

5. 設計一個適合的感測系統，讓遙控車能夠識別路徑上的障礙物和方向變化，以便自動調整行駛路線。

學生需要在限定的時間內完成設計和製作，並且提交一份包括設計草圖、零部件列表、製作過程、測試結果等的完整報告。教師可以根據學生報告的內容，評估他們的工程設計製作能力、創新能力、團隊合作能力等方面的表現。