學(xué)?？茖W(xué)教育在維護(hù)和培育科學(xué)文化方面起到關(guān)鍵性作用。由科學(xué)知識(shí)、技能及性格構(gòu)成的科學(xué)素養(yǎng)是全球所有國(guó)家學(xué)?？茖W(xué)教育的關(guān)鍵。在美國(guó)，2013年《新一代科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》提出的最新K-12（小學(xué)、中學(xué)12年教育）科學(xué)課程改革促進(jìn)了工程與技術(shù)融入科學(xué)。在歷史上，工程設(shè)計(jì)與技術(shù)首次成為科學(xué)素養(yǎng)的重要組成部分。這一重要的概念變化將對(duì)美國(guó)科學(xué)文化（特別是對(duì)大眾創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)）產(chǎn)生深遠(yuǎn)積極的影響。

　　AAAS（美國(guó)科學(xué)促進(jìn)會(huì)）推動(dòng)了一個(gè)叫做“美國(guó)全面科普”的項(xiàng)目，這個(gè)項(xiàng)目在1996年實(shí)施。同年美國(guó)全民的科普標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)，規(guī)定了一個(gè)孩子從小學(xué)一年級(jí)到六年級(jí)應(yīng)該掌握什么樣的科學(xué)知識(shí)。2013年美國(guó)又制定了一個(gè)K-12的框架，即“培養(yǎng)美國(guó)科學(xué)的下一代的標(biāo)準(zhǔn)”。

　　這一標(biāo)準(zhǔn)包括三個(gè)維度：科學(xué)和工程的實(shí)踐；課程設(shè)置；科學(xué)的概念。其中關(guān)鍵的一點(diǎn)是加入了跟工程設(shè)計(jì)有關(guān)的課程設(shè)置。需要注意的是，此前工程設(shè)計(jì)都是學(xué)生到了大學(xué)才能夠接觸，任何一個(gè)國(guó)家的學(xué)生都沒有在K-12的水平學(xué)習(xí)工程設(shè)計(jì)。因此，這是一個(gè)比較創(chuàng)新的事情?，F(xiàn)在K1到K12的美國(guó)孩子，他們都必須接觸工程設(shè)計(jì)方面的學(xué)習(xí)。它和物理、科學(xué)，包括自然科學(xué)一起都成為K-12階段必須接受的學(xué)習(xí)科目。這是一個(gè)概念和理念上的巨大變化。

　　工程設(shè)計(jì)跟其他的一些科學(xué)學(xué)科不太一樣，與化學(xué)、物理、生物相比，它代表的是一個(gè)完全不同的學(xué)科。工程設(shè)計(jì)非常注重人的參與、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及拿出一個(gè)系統(tǒng)化的解決方案解決現(xiàn)實(shí)問題。這里有很多關(guān)鍵性的思考。獨(dú)立思考、解決問題的能力以及創(chuàng)新都是工程設(shè)計(jì)核心的要素。

　　工程設(shè)計(jì)的實(shí)踐有一些特別明顯的特色，首先學(xué)生必須找到問題，然后建模、收集數(shù)據(jù)、調(diào)研，最終構(gòu)建一個(gè)解決方案。同時(shí)，學(xué)生還需要給出一些理論支持，拿出證據(jù)，并且要進(jìn)行必要的溝通，闡明自己的解決方案是什么。

　　我們下一代的創(chuàng)新者其實(shí)就是現(xiàn)在在K-12學(xué)習(xí)的學(xué)生。美國(guó)K-12的學(xué)生從今以后將有一個(gè)非常成熟的工程設(shè)計(jì)的思維體系，這將會(huì)為整個(gè)美國(guó)社會(huì)帶來非常大的變化，并且催生科學(xué)文化的深化。我覺得工程設(shè)計(jì)也應(yīng)該納入到中國(guó)的科學(xué)教育當(dāng)中。