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化学工程师和他们所做的事情

化学工程师和他们所做的事情

目的

探索化学工程领域,确定化学工程师对社会的贡献。


上下文

这一课是高科技世界能源项目的一部分,该项目研究了能源背后的科学。高科技世界中的能源是由美国科学促进会(AAAS)开发的,由美国石油研究所(Americamanbetx注册与登录n Petroleum Institute)资助。想要了解更多关于能源背后的科学的课程、活动和互动,请务必查看在高科技世界项目中的能源页面。

中学生通常不会区分科学(原因与效果之间的关系)和工程(应用科学知识解决问题)。他们还没有认识到科学知识是发现工程解决方案的基础。

事实上,研究表明,在他们理解科学的全部内容之前,学生们首先“搞定”工程学意见:“学生不可避免地会考虑在他们能够做出更多的分析形式的科学探究之前产生所需的结果。“(科学识字基准,p。334.。)

即使学生从一般意义上理解人类利用科学知识解决日常问题,他们可能还没有考虑到这种活动可以成为科学领域的工作甚至整个职业生涯的基础。(科学识字基准,p。17.。)

化学工程是一个领域,提供了许多机会,将科学应用于现实世界的挑战。这里有一个恰当的描述两者的联系和区别化学作为一种科学和化学工程行业领域:

所有工程师都采用数学,物理和工程艺术,以安全和经济的方式克服技术问题。然而,它是单独的化学工程师,借鉴了巨大而强大的化学科学来解决广泛的问题。结合化学和化学工程的强大技术和社会关系在科学和技术领域是独一无二的。化学家和化学工程师之间的这种婚姻对双方都有益,并合法地带来了其他工程领域的羡慕。

化学工程师这个职业所固有的科学和技术知识的广度使得一些人把化学工程师描述为“万能工程师”。是的,你没听错;尽管化学工程师的头衔暗示着一个由狭窄的专家组成的职业,但实际上化学工程师是非常多才多艺的,能够处理广泛的技术问题。

“什么是化学工程师?”
化学工程史

本课程旨在帮助学生专注于化学和工程的思想 - 了解人们是如何对另一方的基础。学生将探索化学工程如何与其他工程专业不同。他们还将研究化学工程师的传记。追求延期活动的学生将更多地了解化学工程的巨大成就,他们对工程的自身和兴趣以及可以导致职业生涯作为化学工程师的教育。课程的目标是开放学生的想法,他们自己可能有一天使用化学来制造新的价值和价值。

这节课可以让学生接触到令人兴奋的科学故事,从而帮助消除所有年龄段的学生都熟悉的负面刻板印象:人们对科学工作的刻板印象是枯燥、孤独、孤立地待在实验室里,很少有收获。

作为本课程的先决条件,学生应该对化学的基本理解,使他们能够理解该主题与工程之间的关系。在完成化学单位后,本课程将特别好,帮助学生获得科学的现实世界应用感。本课程也可以在更普通技术单位完成时或附近工作。


动机

通过在海报板或开销显示屏上写下以下定义来准备课程讨论:

化学:化学自然科学的分支,研究物质的组成及其性质和反应

工程:科学在商业或工业上的实际应用

Present the definitions to the class and ask: “If chemistry is ‘the branch of the natural sciences dealing with the composition of substances and their properties and reactions,’ and engineering is ‘the practical application of science to commerce or industry,’ then how would you define chemical engineering? What do you think a chemical engineer does?”

接受所有答案,询问特定的细节,并作为一个类来改进提供的定义。目的只是帮助学生认识到化学工程是对物质的性质和反应的知识(化学知识),其他科学知识,解决实际,现实问题。目的还在于介绍从事这项工作的人的名字:化学工程师。

要肯定学生起草的定义,呈现了化学工程的字典定义,如:

化学工程通过调整实验室化学家发现的大规模生产,涉及植物和机械的设计,建造和运营,使这些产品作为酸,染料,药物,塑料和合成橡胶制成酸,染料,药物,塑料和合成橡胶。化学工程师必须熟悉化学和机械工程。(从哥伦比亚百科全书,第六版)

接下来,把学生分成小组。给每个小组分配一个行业,让他们思考这个行业中化学工程师可能会解决的挑战。要求每个小组向全班展示自己的想法。为了帮助学生关注问题,提醒他们化学工程师利用他们的化学知识和其他科学知识来创造过程、机器、系统、结构和产品。工业和可能的化学工程任务的例子提供在化学工程师和他们所做的事情教师表。


发展

学生的第一项活动是了解化学工程如何与其他工程专业合作。学生应该使用他们的化学工程职业学生表格去网站,工程,去吧!

学生可以与合作伙伴一起讨论下面的问题。也可以在课堂上讨论这些问题。

  • 本网站上列出了多少种不同的工程字段?(有15个字段。)
  • 根据本网站,化学工程师专业的一些特定领域是什么?(他们可以专注于制药,食品,化学品,能源和制造业以及国家环境卫生和安全政府机构。)
  • 从这个网站上的信息来看,还有哪些工程领域与化学工程紧密重叠?解释你的答案。(答案各不相同,但可能包括制造业、采矿、环境、生物医学和农业工程。学生可以提供其他答案并为之辩护。)
  • 如果你必须选择工程方面的职业,你会选择哪一个?(答案会根据学生的喜好而有所不同。)

作为第二次活动,直接学生使用学生eSheet来阅读并阅读三篇关于巨大的化学工程壮大的文章发明家存档:

学生应该使用化学工程师和他们所做的事情学生表回答有关他们的文章的问题。查看样本答案的教师表。当学生完成时,对科学家们进行课堂讨论,他们所取得的成就,他们所面临的挑战以及为什么他们的产品是有价值的。


评估

学生应该准备一个涉及化学工程的重要发明的海报。它们可以选择在本周现场的发明者中有一种发明,或者他们从其他来源找到 - 只要它涉及化学工程。在继续之前,让学生在主题和消息来源获得批准。学生应该使用海报分配和标题指导他们制作海报。使用相同的表格来帮助评估和评估。


延期

Science Ne意甲赞助商万博tLinks的另外两个课程关注个人如何将科学知识应用于解决现实问题。他们是科学家们做了什么?非洲裔美国人在科学中


这个网站,二十世纪最大的工程成就,提供学生可能想要探索的时间表。四个主题的时间表专门涉及化学工程的壮举:


工程师你的路径工程K12中心的一部分让学生探索不同的工程领域,了解如何获得和支付工程教育,并尝试一些互动工程游戏和资源。


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课程细节

成绩 主题 2061项目的基准 国家科学标准 国家标准
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