什么是工程设计?

工程设计是工程师用来识别和解决问题的方法。它已经被描述和绘制了许多方式,但所有的描述都包括一些常见的属性:

工程设计是一个过程。这种解决问题的强大方法非常灵活,几乎适用于任何情况。在过程的每个步骤或阶段,工程师都要了解有关问题和可能解决方案的重要信息。

了解不同的工程设计模型。

工程设计是有目的的。这个过程总是从一个明确的目标开始。如果这是一次旅行,就应该有一个特定的目的地,而不是随意的观光旅行。

工程设计是“约束下的设计”。设计师必须选择包含最理想功能和最少负面特征的解决方案。但是它们必须保持给定场景的限制,包括时间、成本以及工具和材料的物理限制。

工程设计是系统的、迭代的。这个过程包括可以重复的步骤,尽管顺序并不总是相同。步骤包括计划、建模、测试和改进设计。

工程设计是一个社会性的、协作性的企业。这个过程通常是在小团队中完成的,其中包括拥有不同知识和经验的人。设计师不断地与客户、团队成员和其他人进行沟通。

浏览LinkEngineering收集的工程设计资源了解更多关于流程及其实际应用的信息。

工程设计与科学探究有何不同?

科学通常被描述为通过观察和实验研究自然世界。在PreK-12课程中,它通常指“自然”科学:物理、化学、生物、地球、空间和环境科学。像工程师一样,科学家也使用推理过程来解决问题:科学探究。

科学探究和工程设计使用类似的认知工具,如头脑风暴、类比推理、心理模型和视觉表征。科学家使用这些工具来询问关于我们周围世界的问题,并试图推断出解释我们所看到的模式的规则。工程师们用它们来改变世界,以满足人们的需求。

“科学家发现了存在的世界;工程师们创造了一个前所未有的世界。”

西奥多·冯·卡曼,美国宇航局喷气推进实验室联合创始人

在今天的现实世界中,工程和科学不能完全分开。科学知识指导工程设计,如果没有工程师开发的技术工具,许多科学进步就不可能实现。

探索工程和科学实践之间的差异通过本网站提供的资源。

Prek-12教育是什么样子的?

所有PreK-12工程经验都涉及某种形式的工程设计过程。然而,每个体验的过程看起来都不一样。近年来,为K-12学生开发了许多工程教育项目,其中许多包括他们自己版本的工程设计。

由华盛顿STEM公司制作

工程设计对于不同年龄的学生也有不同的描述。年龄较大的学生通常会被提供更多的细节和更复杂的问题。浏览LinkEngineering的原始和复习课程计划的收集了解工程设计在不同年级学习中使用的不同方法。

费尔法克斯县学校制作

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看看工程教育的实际应用。

没有唯一正确的方法
实施工程设计流程。

例如,LinkEngineer主页显示了由波士顿科学博物馆的engineering is Elemental(EiE)开发的K-5级工程设计流程版本。这个五步模型很吸引人,因为它简单,使用孩子们熟悉的术语而不是技术术语来描述过程。了解不同的工程设计模型。对一个课堂或课后项目有效的方法在另一个课堂或课后项目中可能就不那么有效了。