高中工程/將工程職業領域與科學和工程聯絡起來

本節討論了各種工程學科的性質：背景、工程活動以及該學科的工程師設計和建造的東西。

農業工程涉及農業機械和裝置的設計、節約用水和改善農業食品加工方法的開發，以及保護土壤和水的開發方法。所有這些都需要對地質學、化學和生物學有深入的瞭解。

航空航天工程師利用他們在物理學、數學和工程學方面的知識來設計和建造空中和太空結構以及支援它們的系統。這些包括飛機、直升機、火箭、衛星和太空梭。新的與人類相關的挑戰的例子包括設計更安全、更舒適的商用飛機，以及為老年人和殘疾人設計私人飛機。航空航天工程師通常在 Lear、波音和 NASA 等組織工作。

生物工程師透過將物理學、化學、生物學和醫學的知識與工程原理相結合，設計和開發解決醫療和健康問題的裝置和程式。他們開發和評估系統和產品，例如人工器官、假肢、儀器、醫療資訊系統以及健康管理和護理交付系統。他們與醫生和醫療保健專家合作設計和建造有助於改善人類身體健康的元件和系統。這些包括診斷裝置（例如，糖尿病患者的血糖感測器）和身體修復或替換部件，例如人工髖關節或假肢。新挑戰的例子包括開發器官替換和感測器來監測身體化學物質。生物工程師通常在美敦力、百特醫療和強生等公司工作。

化學工程師應用化學原理來解決設計和監督用於生產和使用化學品和生物化學品的設施。他們必須瞭解化學品製造的所有方面，以及製造過程如何影響環境以及工人的安全和消費者的安全。例如，海水淡化廠和半導體加工裝置。與人類相關的新的挑戰的例子包括設計和建造用於大規模生產人造皮膚和細菌產生的抗生素的裝置。他們通常在陶氏、杜邦、摩托羅拉和孟山都等組織工作。

土木工程師設計和監督道路、建築物、橋樑以及供水和汙水系統的結構和基礎設施的建設。與人類相關的新的挑戰的例子包括為老年人和殘疾人提供前往所有結構的便捷通道和便利的交通，以及改善控制和減少城市水和空氣汙染的基礎設施。土木工程師通常以顧問身份或在德爾韋伯房屋和鳳凰城等建築和城市組織工作。他們在道路和結構設計中使用物理力學，但在處理與供水和汙水相關的環境問題時也需要化學和生物學工具。

計算機科學家和工程師設計計算機以及控制我們周圍世界系統和裝置的計算機程式中的指令集。例如，汽車發動機控制或網際網路資訊傳遞。與人類相關的新的挑戰的例子包括開發幫助殘疾人控制人工肢體運動或駕駛汽車的程式。計算機工程師在微軟、蘋果和惠普等公司工作。

電氣工程師設計和製造電氣和電子裝置和系統。例如，手機、電視機和摩天大樓電力輸送系統。與人類相關的新的挑戰的例子包括為仿生系統（如人造眼睛和耳朵）開發感測器和電子裝置。電氣工程師通常在 AT&T、摩托羅拉、英特爾和美敦力等組織工作。

工業工程師設計和實施最具成本效益的資源（人員、資訊、能源、材料和機器）組織，用於製造和分發工程服務和商品。與人類相關的新的挑戰的例子包括提高汽車的安全性，併為普通或殘疾人設計符合人體工程學的汽車。工業工程師通常在英特爾、波音和霍尼韋爾等各種製造組織工作。

材料工程師設計、選擇和改進用於廣泛工程應用的材料。這些包括噴氣發動機中的合金、腳踏車中的塑膠、雷達裝置中的陶瓷、高爾夫球杆中的複合材料以及手機中的半導體。與人類相關的挑戰的例子包括用於腿部、手臂或手部假肢的全新改進材料以及用於髖關節和其他關節的植入物。材料工程師通常在摩托羅拉、波音和福特等各種組織工作。

機械工程師使用運動、能量和力的物理原理作為理解、分析、設計和製造機械元件和系統的基礎。這樣的系統可以包括腳踏車、汽車、發動機和太陽能系統。新的與人類相關的挑戰可能包括機器人控制的人工肢體和人工心臟的機械部件。機械工程師經常在波音、英特爾和霍尼韋爾等組織工作。

核工程師設計和建造包含放射性物質的過程、儀器和系統。他們可能設計核電站以發電或為船舶和潛艇提供動力。他們也可能設計使用微量放射性物質進行診斷成像和放射治療的醫療裝置和系統。該領域在設計此類應用時廣泛使用了化學、生物學和物理學。

活動 - 解決特定問題需要哪些型別的工程師？ 對於“工程中科學和數學的作用”一節的第二個活動中的每個全球社會問題，確定一個團隊需要哪些型別的工程師來解決這些問題。

活動 - 職業資源對工程有何評價？ 此活動的目的是幫助您比較有關各種工程領域的答案以及數學和科學在這些領域中的可能用途。訪問網站 http://www.bls.gov/oco/ 上的職業展望手冊。在此網站上，單擊“A 到 Z 索引”，然後單擊索引中的字母“E”。花點時間記下“工程”中列出的眾多選項或以“工程”為標題的選項。選擇“工程師”選項，您將被引導到一個頁面，該頁面列出了攻讀工程專業的學生的所有可能的職業路徑，以及每個專業的簡要描述。瞭解這些職業路徑，然後回答以下問題 您是否瞭解到任何不同的新的工程職業或活動？ 舉一個單一工程職業的例子，說明工作的性質、工作條件、培訓要求、就業、工作前景和收入。

複習問題

以下問題將幫助您評估您對將工程職業領域與科學和工程聯絡起來一節的理解。每個問題可能有一個、兩個、三個甚至四個正確答案。為了證明您理解了，您應該找到所有正確的答案。

1 航空航天工程師

	培訓空中交通管制員使用最新的裝置
	設計機場跑道和乘客休息室
	在科羅拉多州空軍學院任教
	設計和建造飛機和太空梭等

2 農業工程涉及

	設計農場最佳佈局
	選擇能產出最大產量的植物
	設計農業機械和裝置
	選擇將產品運往市場的最佳方式

3 大量使用數學的工程領域或領域是

	船舶工程
	核工程
	化學工程師
	工業工程師

4 生物工程師

	與醫生和醫療保健專家合作
	開發診斷疾病的裝置
	必須獲得醫學學位
	開發健康管理系統

5 大多數化學工程師

	瞭解製造化學品對環境的影響
	通常為軍隊工作，製造武器
	不負責其產品的安全
	將氣體和液體轉化為有用的產品

6 電氣工程師

	編寫計算機程式
	建造太陽能系統
	建造感測器
	設計計算機

7 機械工程師

	處理機械問題而不是與人類相關的問題
	使用能量、力、運動的物理原理
	開發用於製造機械裝置的新材料
	以上都不是

8 土木工程師

	建造橋樑和水利系統
	主要為聯邦政府工作
	不需要生物學背景
	以上都不是

複習答案

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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