前言：尋找寫作靈感？中文期刊網用心挑選的工程設計科學教育價值探究，希望能為您的閱讀和創作帶來靈感，歡迎大家閱讀并分享。
一、背景
1.2011年7月，美國研究理事會正式了新一輪K-12科學教育框架——《K-12科學教育框架：實踐、跨學科概念和核心概念》，該框架為下一代科學標準(NGSS)的發展提供了藍圖。NGSS致力于將工程設計整合到科學教育結構中，將工程設計提高到與科學探究相同的水平。
2.綜觀我國初高中的課程標準，在課程內容的設置上，有涉及工程設計方面的活動建議，但沒有明確提出術語“工程”，因此學生并不了解工程是什么，也不知道自己參與的有些活動實際是一種工程設計。因此在國內外研究現狀的基礎上，本文探究了工程設計的科學教育價值。
二、工程設計的概念
在工程中，設計是工程師用來解決工程問題的方法，以確定使用設備或為特定目的服務的過程的最佳方式。工程最重要的是設計，工程設計是解決問題的一種策略。工程設計具有多個特征屬性：
1.它是有意義的，開始于一個清楚明確的目標。
2.設計具有規范性和約束性。指設計必須考慮成本，尺寸要求，或使用材料的物質的局限性。
3.設計過程具有系統性和迭代性。
4.設計不是線性的和一步一步的過程，它是一般的迭代過程。首先測試每個新版本的設計；然后基于測試進行修改；最后有的不只是設計的一個“正確”的解決方案，相反，有許多可能的解決方案，然后在選擇其中某個方案。
三、工程設計的科學教育價值
1.工程教育對學生的發展具有潛在的意義。
(1)能加強學生在科學和數學方面的學習，學生應用科學和數學的知識來解決生活中的一些工程問題，學以致用，學生將會理解這些抽象概念，更容易掌握這些技能，同時也深化了學生對知識的理解，從而自身獲得更大的成就。
(2)通過工程教育，能增強學生的工程意識和增加對工程師工作的了解。K-12年級的學生知道什么是科學家，科學家是如何工作的，但對于什么是工程師以及工程師的工作知之甚少，12年級末學生盲目地報考相關工程專業，直到大學才慢慢了解什么是工程，卻發現不是自己喜歡的專業，對學生的發展造成了影響，因此在K-12年級加強工程教育顯得尤為重要。
(3)有助于學生了解工程設計的工作過程和提高學生參與工程設計的能力。在工程教育課程中，向學生介紹工程設計的過程，利于學生了解工程師的工作，并要求學生從事一些工程設計，通過實際的參與，能提升他們的動手、動腦能力。
(4)能激發學生的學習興趣，選擇工程作為未來的一種職業。學生在“做”中學，參與的過程能讓他們體會到學習的樂趣，了解工程與科學有助于社會經濟的發展、提高生活質量、解決醫療問題和全球重大問題后，會有越來越多的人選擇工程職業。
(5)能增強學生技術的精通能力。工程教育讓學生有一個更廣泛的技術概念，對前概念有一個正確的認識。
2.在現代社會中工程的作用。在過去的400年里，工程師的作用已經擴大和多樣化，由單一的聚焦于軍事防御和發動機研究方面到幾乎影響社會和人們日常生活的所有方面。從工程師設計的計算機、軟件、汽車到道路、橋梁，以及發電廠和輸電系統等領域，人們生活的方方面面都離不開工程師的存在?，F代社會中工程重要性的另一方面是工程對于解決由美國國家工程院提出的14大工程挑戰的21世紀社會問題至關重要，如下：使太陽能更經濟；提供熔化、溶解、聚變的能量；發展碳吸收的方法；管理氮循環；提供干凈的水；修復和改善城市基礎設施；推進衛生信息學；設計更好的藥物；大腦逆向設計；防止核恐怖；確保網絡空間安全；增強虛擬現實；促進個性化學習；設計科學發現的工具。例如，可持續發展是鏈接五大挑戰的一個主題。隨著社會尋找維持自己相對于環境的可持續方法，工程師必須找到提供干凈的水的方法、經濟太陽能、能源、以及發展消除大氣中二氧化碳的方法，如地質工程師，和醫生與醫學研究人員一起工作，通過發展更好的存儲方法，分析和傳播健康信息，以及通過設計更有效的藥物來改善人類健康。為了避免濫用強大的技術，工程師將尋找方法來阻止恐怖分子獲得和使用核材料、核技術，以確保信息空間的安全。
3.社會對工程人才的需要。目前，國家缺乏技術方面的人才，并投資加強高校的工程教育，培養工程人才，此外工程人才的就業相對容易，很多公司都高額聘請相關的工程師?？梢妵倚枰こ谭矫娴娜瞬拧?/p>
四、結語
綜上，工程教育對學生的發展有重要的意義，學生是國家未來的人才，能推動國家的發展；同時工程對當今社會有重要的作用，解決當今時代的重大問題，從而推進國家經濟的發展；目前社會工程人才短缺，工程教育對發展工程人才至關重要，因此工程設計具有重大的科學教育價值。
作者：萬能 單位：西南大學
