高中工程/将工程职业领域与科学和工程联系起来

本节讨论了各种工程学科的性质：背景、工程活动以及该学科的工程师设计和建造的东西。

农业工程涉及农业机械和设备的设计、节约用水和改善农业食品加工方法的开发，以及保护土壤和水的开发方法。所有这些都需要对地质学、化学和生物学有深入的了解。

航空航天工程师利用他们在物理学、数学和工程学方面的知识来设计和建造空中和太空结构以及支持它们的系统。这些包括飞机、直升机、火箭、卫星和航天飞机。新的与人类相关的挑战的例子包括设计更安全、更舒适的商用飞机，以及为老年人和残疾人设计私人飞机。航空航天工程师通常在 Lear、波音和 NASA 等组织工作。

生物工程师通过将物理学、化学、生物学和医学的知识与工程原理相结合，设计和开发解决医疗和健康问题的设备和程序。他们开发和评估系统和产品，例如人工器官、假肢、仪器、医疗信息系统以及健康管理和护理交付系统。他们与医生和医疗保健专家合作设计和建造有助于改善人类身体健康的组件和系统。这些包括诊断设备（例如，糖尿病患者的血糖传感器）和身体修复或替换部件，例如人工髋关节或假肢。新挑战的例子包括开发器官替换和传感器来监测身体化学物质。生物工程师通常在美敦力、百特医疗和强生等公司工作。

化学工程师应用化学原理来解决设计和监督用于生产和使用化学品和生物化学品的设施。他们必须了解化学品制造的所有方面，以及制造过程如何影响环境以及工人的安全和消费者的安全。例如，海水淡化厂和半导体加工设备。与人类相关的新的挑战的例子包括设计和建造用于大规模生产人造皮肤和细菌产生的抗生素的设备。他们通常在陶氏、杜邦、摩托罗拉和孟山都等组织工作。

土木工程师设计和监督道路、建筑物、桥梁以及供水和污水系统的结构和基础设施的建设。与人类相关的新的挑战的例子包括为老年人和残疾人提供前往所有结构的便捷通道和便利的交通，以及改善控制和减少城市水和空气污染的基础设施。土木工程师通常以顾问身份或在德尔韦伯房屋和凤凰城等建筑和城市组织工作。他们在道路和结构设计中使用物理力学，但在处理与供水和污水相关的环境问题时也需要化学和生物学工具。

计算机科学家和工程师设计计算机以及控制我们周围世界系统和设备的计算机程序中的指令集。例如，汽车发动机控制或互联网信息传递。与人类相关的新的挑战的例子包括开发帮助残疾人控制人工肢体运动或驾驶汽车的程序。计算机工程师在微软、苹果和惠普等公司工作。

电气工程师设计和制造电气和电子设备和系统。例如，手机、电视机和摩天大楼电力输送系统。与人类相关的新的挑战的例子包括为仿生系统（如人造眼睛和耳朵）开发传感器和电子设备。电气工程师通常在 AT&T、摩托罗拉、英特尔和美敦力等组织工作。

工业工程师设计和实施最具成本效益的资源（人员、信息、能源、材料和机器）组织，用于制造和分发工程服务和商品。与人类相关的新的挑战的例子包括提高汽车的安全性，并为普通或残疾人设计符合人体工程学的汽车。工业工程师通常在英特尔、波音和霍尼韦尔等各种制造组织工作。

材料工程师设计、选择和改进用于广泛工程应用的材料。这些包括喷气发动机中的合金、自行车中的塑料、雷达设备中的陶瓷、高尔夫球杆中的复合材料以及手机中的半导体。与人类相关的挑战的例子包括用于腿部、手臂或手部假肢的全新改进材料以及用于髋关节和其他关节的植入物。材料工程师通常在摩托罗拉、波音和福特等各种组织工作。

机械工程师使用运动、能量和力的物理原理作为理解、分析、设计和制造机械组件和系统的基础。这样的系统可以包括自行车、汽车、发动机和太阳能系统。新的与人类相关的挑战可能包括机器人控制的人工肢体和人工心脏的机械部件。机械工程师经常在波音、英特尔和霍尼韦尔等组织工作。

核工程师设计和建造包含放射性物质的过程、仪器和系统。他们可能设计核电站以发电或为船舶和潜艇提供动力。他们也可能设计使用微量放射性物质进行诊断成像和放射治疗的医疗设备和系统。该领域在设计此类应用时广泛使用了化学、生物学和物理学。

活动 - 解决特定问题需要哪些类型的工程师？ 对于“工程中科学和数学的作用”一节的第二个活动中的每个全球社会问题，确定一个团队需要哪些类型的工程师来解决这些问题。

活动 - 职业资源对工程有何评价？ 此活动的目的是帮助您比较有关各种工程领域的答案以及数学和科学在这些领域中的可能用途。访问网站 http://www.bls.gov/oco/ 上的职业展望手册。在此网站上，单击“A 到 Z 索引”，然后单击索引中的字母“E”。花点时间记下“工程”中列出的众多选项或以“工程”为标题的选项。选择“工程师”选项，您将被引导到一个页面，该页面列出了攻读工程专业的学生的所有可能的职业路径，以及每个专业的简要描述。了解这些职业路径，然后回答以下问题 您是否了解到任何不同的新的工程职业或活动？ 举一个单一工程职业的例子，说明工作的性质、工作条件、培训要求、就业、工作前景和收入。

复习问题

以下问题将帮助您评估您对将工程职业领域与科学和工程联系起来一节的理解。每个问题可能有一个、两个、三个甚至四个正确答案。为了证明您理解了，您应该找到所有正确的答案。

1 航空航天工程师

	培训空中交通管制员使用最新的设备
	设计机场跑道和乘客休息室
	在科罗拉多州空军学院任教
	设计和建造飞机和航天飞机等

2 农业工程涉及

	设计农场最佳布局
	选择能产出最大产量的植物
	设计农业机械和设备
	选择将产品运往市场的最佳方式

3 大量使用数学的工程领域或领域是

	船舶工程
	核工程
	化学工程师
	工业工程师

4 生物工程师

	与医生和医疗保健专家合作
	开发诊断疾病的设备
	必须获得医学学位
	开发健康管理系统

5 大多数化学工程师

	了解制造化学品对环境的影响
	通常为军队工作，制造武器
	不负责其产品的安全
	将气体和液体转化为有用的产品

6 电气工程师

	编写计算机程序
	建造太阳能系统
	建造传感器
	设计计算机

7 机械工程师

	处理机械问题而不是与人类相关的问题
	使用能量、力、运动的物理原理
	开发用于制造机械设备的新材料
	以上都不是

8 土木工程师

	建造桥梁和水利系统
	主要为联邦政府工作
	不需要生物学背景
	以上都不是

复习答案

1. d
2. c
3. a, b, c, d
4. a, b, d
5. a, d
6. c
7. b
8. a

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