七步工程思维法,让孩子像工程师一样去思考

“工程师思维”最大的特征就是能把复杂的问题分解成一个个小问题,从不同的角度思考,找出一个个小问题的解决方法,然后再把小问题的解决方法综合起来,形成一个系统的解决方案。

怎样让火星车在火星登陆?

问航空航天工程师!


怎样给烧伤患者减轻植皮的痛苦?

问生物医学工程师!


怎样解决交通拥堵的问题?

问土木工程师!


怎样处理城市废水?

问环境工程师!

……


没错,有问题,找工程师!无论你遇到什么问题,都有相应的工程师来帮你找出问题所在,并高效地解决它们。如果现有的技术无法解决问题,工程师们还会创造新的技术来解决问题。


我们一切工作的核心就是工程设计,特别是在今天的科技社会,我们使用的电脑、电视机、手机、音响、耳机等视听设备,汽车、自行车、地铁、火车等交通工具,居民住宅楼、商业大厦、体育场等建筑物,道路、下水道等城市设施,全都是工程师的杰作。工程师正在以不可思议的速度影响和改变着世界。


七步工程思维法,让孩子像工程师一样去思考


工程师为什么能那么牛?


如果说科学家是在探索已经存在的世界的奥秘,那么工程师就是在创造未曾存在过的新世界。科学家为我们寻找“为什么”的答案,而工程师为我们解决“怎么办”的问题。


为了解决问题,工程师需要同时考虑各种外界条件。我们一般人如果遇到太多需求和太多限制,很容易就陷入思维困境,脑子一团乱麻。但工程师却能把各方面的要求和限制因素都综合起来考虑,给出令各方都满意的解决方案。


为什么工程师能做到这些呢?


因为工程师具有一般人所没有的思维方式,我们称之为“工程师思维”。


“工程师思维”最大的特征就是能把复杂的问题分解成一个个小问题,从不同的角度思考,找出一个个小问题的解决方法,然后再把小问题的解决方法综合起来,形成一个系统的解决方案。也就是一个“解构”与“建构”的过程。


这种思维方式逻辑清晰、条理分明、实用高效。


社会发展节奏越来越快,每天能接收到的信息量也越来越大,各种繁杂的信息常常让人觉得大脑负荷过重。这个时候,如果你有工程师思维,就会轻松很多。


七步工程思维法,让孩子像工程师一样去思考


人人都可以学的思维方式


“工程师思维”是工程师在工作中长期不断训练形成的,并不是天生就有。即使不是工程师,也可以通过学习和实践练就工程师的思维方式。


怎样学习工程师思维呢?


你只需要掌握七个步骤:定义、调研、开发、创造、测试、优化、分享


定义:给你要解决的问题一个明确的定义。

如,让“好奇号”安全降落在火星表面;


调研:这个问题的要求和限制是什么?

如,“好奇号”足有一吨重,是NASA将发射的最终的一架火星车,所以它的着陆系统必须能支撑起它的重量;


开发:分析条件,反复推理研究,找出可行的解决方案。


如,


方案一:用安全气囊包裹“好奇号”,让它弹跳式降落在火星;


问题:没有哪种纤维材料能够经得起“好奇号”的弹跳式着陆。一旦安全气囊被撕碎,就意味着“好奇号”的任务还没开始,就要宣告结束了。PASS!

方案二:用机械腿让“好奇号”升降式降落在火星;


问题:如果“好奇号”恰好降落在火星的某个斜坡上,那么它会像一只后背着地的“金属甲壳虫”,整个身体都将被掀翻,无助地陷入困境。PASS!


方案三:用能飞行的起重机把“好奇号”慢慢放到火星表面,放置完成后,起重机飞离火星表面。


问题:起重机怎样到达火星上空?


进一步思考:用降落伞投放起重机。


结论:方案三可实施!


七步工程思维法,让孩子像工程师一样去思考


创造:设计并创作一套工作模型或样品,初步验证自己的想法。

如,制作“好奇号”的替身,让它代替真正的“好奇号”做实验。


测试:反复测试模型或样品,确保它可以正常操作、使用,并能应对各种突发情况。

如,在各种极端的环境中测试“好奇号”替身是否能正常工作,模拟火星的环境来测试替身。任何不能正常运行的部分,都要及时妥善地进行修改。


优化:工作方案还能变得更好吗?

有时候,经过一系列实验,方案已经不能变得更好了,例如天空起重机的方案;有时候,你可能在优化的过程中,发现了更好的方案,于是重头开始设计方案。这意味着你进阶了。


分享:与同伴或团队之外的人分享你解决问题的方法。


七步工程思维法,让孩子像工程师一样去思考


聪明如你,只要仔细思考,就能轻松掌握七步工程思维法,并将其运用到自己的工作核生活中。


如果你想了解更多关于“七步工程思维法”的知识,想要知道工程师是怎样用这种思维法来解决实际问题的,就到《小小工程师》中去找答案吧。别看它只是一本儿童科普绘本,“七步工程思维法”和天空起重机的案例,就来自这本书。

七步工程思维法,让孩子像工程师一样去思考

它是一本大人小孩都能看的书,它告诉你工程师思维人人都能学。如果你是学生,用它来学习工程师思维,就能更高效地处理各门学科信息。如果你是父母,用它来学习工程师思维,便能更高效地处理事业、家庭和教育孩子的事情。当然,最好的是将它送给你的孩子,让他从小就掌握条理清晰的工程师思维方式,像工程师一样思考。这是给孩子最好的礼物!

- 本文内容来自网络,如有侵权,请联系本站处理。

2022-09   阅读(3)   评论(0)
 标签: 创客 工程思维 PBL

涨知识
传感器

传感器是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。

评论:
相关文章
像科学家一样思考、像工程师一样解决问题

科学课程真正应该做的,就是让孩子“通过好奇-探究、好奇-探究的过程,学会像科学家一样思考、像工程师一样去解决问题”。


micro:pet 项目

这个项目为学生提供了一个机会,让他们为他们在 Unplugged 活动中采访的伙伴创建一个 micro:pet。


基于项目式学习的劳动实践探究:以“校园蔬菜种植”项目为例

《义务教育劳动课程标准(2022年版)》指出:“义务教育劳动课程以丰富开放的劳动项目为载体,重点是有目的、有计划地组织学生参加日常生活劳动、生产劳动和服务性劳动,让学生动手实践、出力流汗,接受锻炼、磨炼意志,培养学生正确的劳动价值观和良好的劳动品质。”


建构乐高4C模式,开展机器人项目式学习

乐高4C模式包括四个流程:联系(Connect)、建构(Construct)、反思(Contemplate)、延续(Continue)。


工程思维,地球上最聪明的人正在运用的关键思维

工程思维是以解决问题为导向的,实施该思维的前几步都是围绕问题,展开的调研和策划,最终得出设计成果。它非常注重迭代意识,设计出的成果将根据需求不断改进,而非一劳永逸。


《基于计算思维的Scratch项目式编程》

本教程主旨是在项目式编程中提升计算思维能力,编程工具选用Scratch,讲解体例是模拟实际的软件项目开发流程,从需求分析到总体设计再到详细设计以及编程实现和代码调试,在学习过程中建立一种整体化、系统化地解决问题的思维方式。