工程设计过程模型

为了帮助沟通工程设计过程,已经开发了几种不同的模型。这只是描述工程设计的许多不同模型中的一小部分。浏览LinkEngineering的工程设计资源集合有关该过程的其他模型,研究,报告和其他信息的链接。


马萨诸塞州教育部被认为是生产与K-12学生有关的第一个国家级标准,包括与工程学的学习期望。它们的工程设计过程模型包括重复循环中的八个步骤。

该模型的描述包含在马萨诸塞州科技/工程课程框架,可以在该州教育部的网站上找到。


工程设计:易爱易

工程是小学(eie)是科学博物馆开发的计划,波士顿,教学工程与小学的学生。它们的工程设计过程模型使用简单的术语来定义5个步骤。

EiE模型是一个循环,没有明确的起点或终点。他们的项目鼓励学生完成所有五个步骤,但他们认识到,工程师可以在步骤之间切换,或者在将工作移交给另一个团队之前只做一到两个步骤。

更多关于工程设计过程的EiE模型可以在他们的网站上找到。


工程设计:NCETE

国家工程与技术教育中心(NCETE)研究人员在Massachusetts模型上阐述,强调工程设计的非线性性质。这种模式强调了设计人员如何在某些步骤之间来回跳跃,并且可能完全跳过其他。

阅读对此和其他思考工程设计的方法在NCETE DIGE的第2节中,将工程设计挑战融入干课程。


uteach工程项目开发的工程设计过程图

福船工程项目德克萨斯大学的研究人员研究了11种不同的工程设计模型,以开发该过程的多层次表示。

在这个模型中,五个“超级步骤”提供了一个简单的、高级的过程视图:识别、描述、生成、体现和最终确定。有些步骤被进一步分解为任务或循环。此外,该模型认识到解决方案不是最终的,设计需要随着时间的推移而发展。

阅读这个模型和它的发展UTeach工程人员撰写的一篇论文发表在2012年美国工程教育学会年会论文集上。


为下一代科学标准开发的工程设计过程图

下一代科学标准(NGSS)包括工程设计作为12个纪律核心思想之一,所有学生应该在12年级毕业之前学习。这是工程设计中最通用的模型,并识别三个阶段,包括更多复杂模型中的所有想法的三个阶段。

NGSS为K-2、3-5、6-8和9-12年级创造了4个略有不同的版本。例如,K-2版本将定义阶段描述为学生“识别人们想要改变的情况,作为可以通过工程解决的问题。”

阅读对这种工程设计模式的详细讨论在最终NGSS的附录I中。它以PDF格式提供下一代科学标准网站。