高中工程/探索工程
工程师是谁，他们做什么？为什么工程师的活动很重要？在本节中，我们将开始发现这些问题的答案。
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活动 你对工程和工程师了解多少？想象一个工程师在工作。（你可能想要拿出一张纸和一些东西来写。）工程师长什么样？工程师穿着什么？工程师在哪里工作，他们在做什么？工程师大部分时间都在做什么？工程师在工作中使用什么工具？工程师独自工作还是与他人合作？ 通过列出你对上面问题的答案或画出你正在想象的工程师的图片来捕捉你的想法。当你完成后，与其他人分享你的绘画或清单。你的清单或图片有哪些相似之处？它们有什么不同？ 继续想象你的工程师并添加到你的图画或清单中。你的工程师有什么样的教育？他们在大学里上了什么课程？工程师最擅长什么，工程师不擅长什么？你的工程师是否有专业领域？如果有，是什么？你的工程师在一年中赚多少钱？现在与其他人分享你工程师的扩展版本，然后再次讨论它们的相似之处和不同之处。 随着我们逐步学习本章，我们将检查你的想法是否发生了变化。 |
现在你已经想象出了一个工程师，让我们看看一些现实生活中执业工程师的简介。在阅读每个简介时，记下你包含在你图画或清单中的属性，并制作一个新的属性列表，这些属性与你的图画或清单不同。
Ashley 负责太平洋西北部一家大型电子产品公司的产品开发和支持。她管理着两个工程团队。她 39 岁，喜欢住在太平洋西北部，因为那里有户外活动，比如远足和露营。她的工程团队成员住在其他城市，大多数住在美国以外的国家，包括印度、中国、斯里兰卡和马来西亚。每个地点都有一些特定的工程优势。例如，美国是设计产品和管理产品开发和支持的最佳地点；印度拥有非常完善的系统来支持技术开发，并且在那里开发软件的成本更低；中国被选为制造计算机芯片的最佳地点；马来西亚和斯里兰卡被选为制造和组装产品的其余部分。
Ashley 大多数时间都在家工作。由于她的工程团队成员分布在世界各地，她必须随时与他们保持沟通，或者在出现问题时随时提供帮助。为了帮助进行全球沟通，Ashley 的电脑在她的团队成员发送重要电子邮件或需要直接与她交谈时会发出铃声。由于她全天候待命，她的日常工作非常灵活。Ashley 通常可以选择自己的工作时间安排，除非她有安排的会议或紧急的沟通需求，这种情况每周可能只有两三次。有时，她会在处理完一些早上的沟通（铃声也会在外面响起）后，在上午在花园里工作，而且她还在大多数下午休息一下进行绘画。Ashley 每年都会去每个团队成员所在的位置旅行一两次。
Ashley 最重要的工具是她的电脑和手机。她拥有出色的沟通能力，并且知道如何与团队成员的不同文化背景建立联系。Ashley 还对电子产品系统有广泛的了解。虽然她不是任何单个组件的专家，但她了解每个组件如何协同工作（图 1）。
Ashley 上大学四年半，学习工程学位。她在社区学院学习了一年，然后转到一所大学。Ashley 喜欢高中数学，但直到大学三年级时，她才确定了工程专业，当时她必须使用数学来分析和设计电子项目。她最喜欢的课程是那些解释电子设备如何工作的课程。Ashley 在 2006 年的收入为 90,000 美元。
Tyson 从小就喜欢汽车和摩托车；他从很小的时候就开始修理它们，当时他还没有开车。他的梦想一直是设计汽车和摩托车。当他高中毕业时，他发现他的高中成绩，尤其是数学背景，不足以让他被大学工程项目录取。他在社区学院学习了晚间课程两年，然后才转到大学工程项目。Tyson 发现他的物理课程很有趣，但他在数学上却很吃力。Tyson 又学习了四年工程学，然后才获得工程学位。在学校，他了解到实际设计汽车和摩托车的就业机会很少。然而，Tyson 做了一个使用快速成型（RP）机器的毕业项目。RP 机器可以自动构建 Tyson 在电脑上设计的几乎任何零件。他学习了如何在电脑上使用称为计算机辅助设计 (CAD) 软件来创建多种类型的零件设计。利用这个软件，Tyson 可以制作尺寸图纸，并且他在实验室里花费了额外的时间来设计和使用 RP 机器来制作他的设计（图 2）。毕业后，他在德克萨斯州的一家快速成型公司找到了一份工作。Tyson 很快发现，快速成型技术可以用来制造昂贵的特种零件，于是他开始与意大利和西班牙的摩托车设计师合作。他还找到了一支需要定制零件的纳斯卡赛车队，并与他们的设计师合作。
八年后，Tyson 决定创办自己的公司，设计和生产高端定制摩托车和汽车零件。他现在住在加利福尼亚州，拥有两辆跑车和一辆摩托车。43 岁的 Tyson 在 2006 年的收入为 285,000 美元。他每个月都会出差或出国旅行两三次。他最重要的工具是他的电脑，它拥有非常好的 CAD 软件和他的移动通讯系统。Tyson 喜欢一边工作一边听他的音乐收藏。
Raji 童年的梦想是成为一名海豚训练师。她真的很喜欢高中的生物学和化学课，但她对大学专业还没有定论。在她高中的生物课上，一位客座演讲者描述了工程师如何将生物学和技术结合起来开发新技术，这些技术有朝一日可以帮助盲人恢复视力；这位演讲者鼓励 Raji 考虑工程职业。凭借优异的成绩，她获得了一份大学奖学金，为她的学费、住宿和伙食提供了资助。
Raji 在四年内获得了生物工程学位，她最喜欢的课程是那些在生物工程实验室中花费时间进行学习的课程。在大学三年级时，由于她的优异成绩和细致的实验室工作，她收到了一个邀请，与一群学生和教授一起参加一个设计截肢者假肢的研究项目（图 3）。Raji 发现她真的很喜欢研究。在获得学士学位后，她决定去研究生院攻读博士学位。现在的 Raji 28 岁，她将在明年完成她的博士学位，并希望在一家生物工程公司担任研究工程师。她还考虑过在大学任教。Raji 喜欢滑雪，并计划开始学习潜水。也许 Raji 最终可以与海豚一起游泳。
小明在台湾长大，高中时每天学习很多小时，以便能被一所地区大学录取。他对电脑的工作原理非常感兴趣，并希望学习设计电脑，因此他大学学习了计算机工程。小明知道自己毕业后就能找到工作，但他的家乡地区大多数计算机工程师的工作薪水都不如其他国家类似工作。事实上，一些其他国家的工作机会在一年内赚到的钱比小明家十年赚到的钱还要多。但是，这种高薪工作需要在另一个国家的优秀学校获得硕士学位，这将是一笔不小的费用。小明申请了美国和英国的学校，并被美国的一所好学校录取，在那里他两年内完成了计算机工程硕士学位。
小明在美国的一家电子设计公司工作了五年。由于他熟悉台湾的文化和语言，以及他对电子设计的了解，这家设计公司为他提供了微电子制造和测试方面的培训。现在，小明是台湾制造该公司部分设计产品的团队领导者（图 4）。他每年大约去台湾四次。他的爱好包括网球和交谊舞。小明在 2006 年的收入为 85,000 美元。
格伦在成长过程中有很多兴趣；他加入了足球队几年，并在小学和初中乐队演奏小号。在高中，他擅长数学和科学，但他也喜欢在行进乐队演奏小号，并参加游泳队的比赛。高中三年级时，他很难决定大学专业；他喜欢很多不同的事物，而且不确定想要追求哪一个。他的几位老师建议他考虑工程学，在参观了几所大学后，他决定电气工程更吸引他。他以电气工程专业的身份开始了大学一年级。一年后，他决定机械工程更符合他的兴趣；他转到机械工程专业，三年半后以 B+ 的平均成绩毕业。
毕业后，他被一家大型航空航天公司录用，该公司主要业务是国防部合同。该公司提供为期一年的培训，在此期间他轮流在公司的几个不同部门工作，熟悉了公司内的不同产品线。现在，他作为大型团队的一员，负责更新军用直升机的发动机和传动系统设计。他享受这份工作中的技术挑战。他计划在未来几年开始攻读硕士学位，以提高自己的技术专长。他相信这将有助于他晋升到团队领导职位。
你现在已经阅读了几个不同工程师的简介，并列出了他们的属性，你对工程师的最初想法是否有所改变？你对工程师和工程学有什么发现？
希望你已经注意到，工程师就像他们追求的职业类型一样多样化。他们是女性和男性，年轻人和老年人。他们是顾问、教师和技术销售代表。他们为小公司和大公司工作。许多人自己创业。他们在工业工厂和研究实验室工作。有些工程师在办公室工作；有些在生产和制造设施工作；还有一些人大部分时间都在户外工作。还有一些工程师经常出差。
工程师需要大学学位，许多人选择通过攻读硕士或博士学位来获得高级专业知识。其他人选择攻读工程学位，因为它为他们提供了坚实的技术背景和强大的批判性思维能力，这些能力可以支持他们在法律、医学、商业和公共服务等其他领域的工作。
你可能还注意到，工程师可以获得不错的收入，他们通常在团队中工作，而这些团队是由来自世界各地的人员组成的。在过去的十年中，工程学已经成为一种全球性的职业。
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活动 （要完成此练习，你需要访问互联网或图书馆。）2005-2006 学年，大约 75,000 名学生从美国工程学院毕业。看看你能否查明其他国家有多少工程毕业生。哪些国家拥有最多的工程毕业生？你能猜出原因吗？ |
以下问题将帮助你评估你对“探索工程学”部分的理解。每个问题可能有一个、两个、三个，甚至四个正确答案。为了证明你理解了这些问题，你应该找到所有正确的答案。
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本材料改编自最初的 CK-12 书籍，可在此处找到 此处。本作品根据知识共享署名-相同方式共享 3.0 美国许可进行许可