虽然你可能熟悉传统科学方法的一系列步骤，但你是否熟悉 传统的科学方法遵循的是一种线性的行动路径、 包括陈述假设、实验、收集和分析数据以及得出结论。 而工程设计过程则要灵活得多。 通过向你的初级工程师介绍这种令人敬畏的思维方式并尝试这些工程挑战或项目，使他们获得成功。

孩子们的工程设计过程

什么是工程设计过程？

工程师经常遵循一个设计过程。 所有的工程师都会使用许多不同的设计过程，但每一个过程都包括相同的基本步骤来发现和解决问题。

这个过程的一个例子是 "询问、想象、计划、创造和改进。"这个过程很灵活，可以按任何顺序完成。让我们通过这些课程鼓励在课堂上和家里解决问题的技能。

它被认为是一个没有真正的起点和终点的循环。 它甚至可以循环出去，扩展成平行的设计过程，回到原来的问题上或在切线上运行。

工程设计过程有一个具体的任务作为其重点，而且很重要，因为它允许工程师再现结果。 同时，一旦达到目标，就与其他工程师沟通这些结果。

课堂工程设计过程

在课堂上使用工程设计过程可以在不同的年级和课程计划中进行。 通过实践的方法鼓励创造力和解决问题是理解工程设计过程步骤的关键。 使用我们的反思问题表是自我评价甚至在需要时进行重新设计的绝佳工具。

学生们可以一起或单独工作，为几个工程挑战或项目制定最佳解决方案。 给出标准，如限制可用时间或提供不同的材料，可以帮助学生快速思考!

虽然我们的许多工程挑战或项目都有分步说明，但如果适用于你的课堂情况或技能水平，你也可以让孩子们设计他们的最终产品并提出新的想法。 否则，说明对于那些需要更多帮助的人来说是一个有用的跳板。

工程设计过程的步骤

请记住，工程设计过程的步骤并不总是需要按顺序进行。 然而，从问题开始，创造你的第一个设计或原型，然后进行测试和改进，这是有意义的。

通常情况下，你会从一条路开始，学习一些新的东西，或者发现一些东西并不像你希望的那样工作，你就会重新开始。 这被称为迭代，而且可能会发生不止一次!

以下是为孩子们解释的工程设计过程的步骤。 请确保同时下载 可打印的工程设计过程工作表 在最后，你可以在你的工程项目中使用。

你甚至可以使用我们的超级简单（每个人都必须尝试）的 经典落蛋挑战 只需要极少的材料，这是一个花15分钟（或者你想花多长时间）让孩子们对工程过程进行热身的绝佳方法。

1.问

界定问题是什么。 写下你的想法或与他人讨论。

• 问题（或挑战）是什么？
• 为什么要找到一个解决方案（注意，并不是每个挑战或问题都能解决现实世界的问题，因为Kiddos正在起步）？

2.想象

尽可能多地集思广益，不要判断它是否是一个好主意。 有时，你最好的主意不会是你想到的第一个或第二个东西。

虽然不是在每一种情况下都适用（或实用），但你可以以学习别人的经验为目标。 与人交谈，了解他们的想法，研究以前做过哪些类似的项目。

• 有哪些可能的解决方案？
• 我需要知道哪些信息？

3.计划

决定你想从上面的头脑风暴中使用哪种可能的解决方案。 想一想这个设计可能有什么困难，以及什么会使它成为首先尝试的最佳想法。

写出你的设计项目的计划。 列出你想使用的材料，并画出你想做的东西的图。 确保给你的图贴上标签。 计划面可以偷偷地用测量和重量之类的东西来做一点数学题!

• 我需要什么材料？
• 我需要做什么任务？

注意： 你可能只能在想象/计划阶段拿出2-5分钟，这完全没问题！如果时间允许，你可以随时回去重试其他计划！

4.创建

建立一个原型并测试它。 原型是你的解决方案的第一个版本。 测试它将帮助你了解你希望你的最终设计是什么样子的。 如果原型不完美，或者你需要循环往复，重新思考计划，这都是可以的

注意：如果需要，这是一个可以将时间限制在15-20分钟的领域，并将下面的问题作为3-5分钟的谈话要点。

5.改进

一旦你测试了你的设计，想想你需要做什么改进。 最后几个步骤可能会重复几次，直到你得出最终的设计。

以下问题非常适合反思经验，鼓励孩子们交流他们所做的事情，并让他们思考下次可以做得更好。

• 哪些是有效的，哪些是效果不好的？
• 我可以做哪些改变来改进我的设计？
• 我解决了这个问题吗？
• 如果我可以重新来过，我将采取什么不同的做法？
• 如果我有更多时间，我想...

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工程设计过程的例子

让我们通过以下这些有趣而简单的工程活动来练习工程设计过程的步骤。 点击每个项目以了解完整的活动内容!

降蛋计划

保护你的鸡蛋在从高处跌落时不被摔碎。 你会有什么想法呢？ 请看我们的变化，这是为年幼的孩子和年长的孩子准备的完美工程项目。

纸飞机发射器

设计并建造一个可以发射纸飞机的装置。 你能把你的纸飞机发射多远？ 创造一个原型并进行测试！你会得到什么？

纸桥

你能用纸做一座多坚固的桥？ 测试一下它能容纳多少便士。 评估你的设计并作出改进。

草船

用吸管和胶带设计一艘船，看看它能装多少物品才会沉没。

更多有用的工程资源

什么是工程师

科学家是工程师吗？ 工程师是科学家吗？ 可能不是很清楚！科学家和工程师经常一起解决一个问题。 你可能会发现很难理解他们的相似性和不同之处。 了解更多关于 工程师是什么。

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有时，介绍STEM的最佳方式是通过一本色彩鲜艳的图画书，书中的人物可以让你的孩子产生共鸣！看看这个奇妙的清单，其中包括 教师认可的工程书籍 ，并准备好激发好奇心和探索精神!

工程词汇

像工程师一样思考！像工程师一样说话！像工程师一样行动！让孩子们从介绍一些令人敬畏的词汇清单开始。 工程术语 请确保在你的下一个工程挑战或项目中包括它们。

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