高中工程/探索工程
工程師是誰，他們做什麼？為什麼工程師的活動很重要？在本節中，我們將開始發現這些問題的答案。
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活動 你對工程和工程師瞭解多少？想象一個工程師在工作。（你可能想要拿出一張紙和一些東西來寫。）工程師長什麼樣？工程師穿著什麼？工程師在哪裡工作，他們在做什麼？工程師大部分時間都在做什麼？工程師在工作中使用什麼工具？工程師獨自工作還是與他人合作？ 透過列出你對上面問題的答案或畫出你正在想象的工程師的圖片來捕捉你的想法。當你完成後，與其他人分享你的繪畫或清單。你的清單或圖片有哪些相似之處？它們有什麼不同？ 繼續想象你的工程師並新增到你的圖畫或清單中。你的工程師有什麼樣的教育？他們在大學裡上了什麼課程？工程師最擅長什麼，工程師不擅長什麼？你的工程師是否有專業領域？如果有，是什麼？你的工程師在一年中賺多少錢？現在與其他人分享你工程師的擴充套件版本，然後再次討論它們的相似之處和不同之處。 隨著我們逐步學習本章，我們將檢查你的想法是否發生了變化。 |
現在你已經想象出了一個工程師，讓我們看看一些現實生活中執業工程師的簡介。在閱讀每個簡介時，記下你包含在你圖畫或清單中的屬性，並製作一個新的屬性列表，這些屬性與你的圖畫或清單不同。
Ashley 負責太平洋西北部一家大型電子產品公司的產品開發和支援。她管理著兩個工程團隊。她 39 歲，喜歡住在太平洋西北部，因為那裡有戶外活動，比如遠足和露營。她的工程團隊成員住在其他城市，大多數住在美國以外的國家，包括印度、中國、斯里蘭卡和馬來西亞。每個地點都有一些特定的工程優勢。例如，美國是設計產品和管理產品開發和支援的最佳地點；印度擁有非常完善的系統來支援技術開發，並且在那裡開發軟體的成本更低；中國被選為製造計算機晶片的最佳地點；馬來西亞和斯里蘭卡被選為製造和組裝產品的其餘部分。
Ashley 大多數時間都在家工作。由於她的工程團隊成員分佈在世界各地，她必須隨時與他們保持溝通，或者在出現問題時隨時提供幫助。為了幫助進行全球溝通，Ashley 的電腦在她的團隊成員傳送重要電子郵件或需要直接與她交談時會發出鈴聲。由於她全天候待命，她的日常工作非常靈活。Ashley 通常可以選擇自己的工作時間安排，除非她有安排的會議或緊急的溝通需求，這種情況每週可能只有兩三次。有時，她會在處理完一些早上的溝通（鈴聲也會在外面響起）後，在上午在花園裡工作，而且她還在大多數下午休息一下進行繪畫。Ashley 每年都會去每個團隊成員所在的位置旅行一兩次。
Ashley 最重要的工具是她的電腦和手機。她擁有出色的溝通能力，並且知道如何與團隊成員的不同文化背景建立聯絡。Ashley 還對電子產品系統有廣泛的瞭解。雖然她不是任何單個元件的專家，但她瞭解每個元件如何協同工作（圖 1）。
Ashley 上大學四年半，學習工程學位。她在社群學院學習了一年，然後轉到一所大學。Ashley 喜歡高中數學，但直到大學三年級時，她才確定了工程專業，當時她必須使用數學來分析和設計電子專案。她最喜歡的課程是那些解釋電子裝置如何工作的課程。Ashley 在 2006 年的收入為 90,000 美元。
Tyson 從小就喜歡汽車和摩托車；他從很小的時候就開始修理它們，當時他還沒有開車。他的夢想一直是設計汽車和摩托車。當他高中畢業時，他發現他的高中成績，尤其是數學背景，不足以讓他被大學工程項目錄取。他在社群學院學習了晚間課程兩年，然後才轉到大學工程專案。Tyson 發現他的物理課程很有趣，但他在數學上卻很吃力。Tyson 又學習了四年工程學，然後才獲得工程學位。在學校，他了解到實際設計汽車和摩托車的就業機會很少。然而，Tyson 做了一個使用快速成型（RP）機器的畢業專案。RP 機器可以自動構建 Tyson 在電腦上設計的幾乎任何零件。他學習瞭如何在電腦上使用稱為計算機輔助設計 (CAD) 軟體來建立多種型別的零件設計。利用這個軟體，Tyson 可以製作尺寸圖紙，並且他在實驗室裡花費了額外的時間來設計和使用 RP 機器來製作他的設計（圖 2）。畢業後，他在德克薩斯州的一家快速成型公司找到了一份工作。Tyson 很快發現，快速成型技術可以用來製造昂貴的特種零件，於是他開始與義大利和西班牙的摩托車設計師合作。他還找到了一支需要定製零件的納斯卡賽車隊，並與他們的設計師合作。
八年後，Tyson 決定創辦自己的公司，設計和生產高階定製摩托車和汽車零件。他現在住在加利福尼亞州，擁有兩輛跑車和一輛摩托車。43 歲的 Tyson 在 2006 年的收入為 285,000 美元。他每個月都會出差或出國旅行兩三次。他最重要的工具是他的電腦，它擁有非常好的 CAD 軟體和他的移動通訊系統。Tyson 喜歡一邊工作一邊聽他的音樂收藏。
Raji 童年的夢想是成為一名海豚訓練師。她真的很喜歡高中的生物學和化學課，但她對大學專業還沒有定論。在她高中的生物課上，一位客座演講者描述了工程師如何將生物學和技術結合起來開發新技術，這些技術有朝一日可以幫助盲人恢復視力；這位演講者鼓勵 Raji 考慮工程職業。憑藉優異的成績，她獲得了一份大學獎學金，為她的學費、住宿和伙食提供了資助。
Raji 在四年內獲得了生物工程學位，她最喜歡的課程是那些在生物工程實驗室中花費時間進行學習的課程。在大學三年級時，由於她的優異成績和細緻的實驗室工作，她收到了一個邀請，與一群學生和教授一起參加一個設計截肢者假肢的研究專案（圖 3）。Raji 發現她真的很喜歡研究。在獲得學士學位後，她決定去研究生院攻讀博士學位。現在的 Raji 28 歲，她將在明年完成她的博士學位，並希望在一家生物工程公司擔任研究工程師。她還考慮過在大學任教。Raji 喜歡滑雪，並計劃開始學習潛水。也許 Raji 最終可以與海豚一起游泳。
小明在臺灣長大，高中時每天學習很多小時，以便能被一所地區大學錄取。他對電腦的工作原理非常感興趣，並希望學習設計電腦，因此他大學學習了計算機工程。小明知道自己畢業後就能找到工作，但他的家鄉地區大多數計算機工程師的工作薪水都不如其他國家類似工作。事實上，一些其他國家的工作機會在一年內賺到的錢比小明家十年賺到的錢還要多。但是，這種高薪工作需要在另一個國家的優秀學校獲得碩士學位，這將是一筆不小的費用。小明申請了美國和英國的學校，並被美國的一所好學校錄取，在那裡他兩年內完成了計算機工程碩士學位。
小明在美國的一家電子設計公司工作了五年。由於他熟悉臺灣的文化和語言，以及他對電子設計的瞭解，這家設計公司為他提供了微電子製造和測試方面的培訓。現在，小明是臺灣製造該公司部分設計產品的團隊領導者（圖 4）。他每年大約去臺灣四次。他的愛好包括網球和交誼舞。小明在 2006 年的收入為 85,000 美元。
格倫在成長過程中有很多興趣；他加入了足球隊幾年，並在小學和初中樂隊演奏小號。在高中，他擅長數學和科學，但他也喜歡在行進樂隊演奏小號，並參加游泳隊的比賽。高中三年級時，他很難決定大學專業；他喜歡很多不同的事物，而且不確定想要追求哪一個。他的幾位老師建議他考慮工程學，在參觀了幾所大學後，他決定電氣工程更吸引他。他以電氣工程專業的身份開始了大學一年級。一年後，他決定機械工程更符合他的興趣；他轉到機械工程專業，三年半後以 B+ 的平均成績畢業。
畢業後，他被一家大型航空航天公司錄用，該公司主要業務是國防部合同。該公司提供為期一年的培訓，在此期間他輪流在公司的幾個不同部門工作，熟悉了公司內的不同產品線。現在，他作為大型團隊的一員，負責更新軍用直升機的發動機和傳動系統設計。他享受這份工作中的技術挑戰。他計劃在未來幾年開始攻讀碩士學位，以提高自己的技術專長。他相信這將有助於他晉升到團隊領導職位。
你現在已經閱讀了幾個不同工程師的簡介，並列出了他們的屬性，你對工程師的最初想法是否有所改變？你對工程師和工程學有什麼發現？
希望你已經注意到，工程師就像他們追求的職業型別一樣多樣化。他們是女性和男性，年輕人和老年人。他們是顧問、教師和技術銷售代表。他們為小公司和大公司工作。許多人自己創業。他們在工業工廠和研究實驗室工作。有些工程師在辦公室工作；有些在生產和製造設施工作；還有一些人大部分時間都在戶外工作。還有一些工程師經常出差。
工程師需要大學學位，許多人選擇透過攻讀碩士或博士學位來獲得高階專業知識。其他人選擇攻讀工程學位，因為它為他們提供了堅實的技術背景和強大的批判性思維能力，這些能力可以支援他們在法律、醫學、商業和公共服務等其他領域的工作。
你可能還注意到，工程師可以獲得不錯的收入，他們通常在團隊中工作，而這些團隊是由來自世界各地的人員組成的。在過去的十年中，工程學已經成為一種全球性的職業。
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活動 （要完成此練習，你需要訪問網際網路或圖書館。）2005-2006 學年，大約 75,000 名學生從美國工程學院畢業。看看你能否查明其他國家有多少工程畢業生。哪些國家擁有最多的工程畢業生？你能猜出原因嗎？ |
以下問題將幫助你評估你對“探索工程學”部分的理解。每個問題可能有一個、兩個、三個，甚至四個正確答案。為了證明你理解了這些問題，你應該找到所有正確的答案。
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