为人和地球做工程

设计一个能帮助人们或保护环境的方案。先想清楚你在帮谁、为他们解决什么问题，然后用手上的材料做出一个能完成这项工作的模型。

工程中有很大一部分并不是做小玩意，而是让人们更安全、更健康，能过好日常生活。这些设计解决的是真实社区里的真实问题。

• 清洁供水系统
• |防洪工程
• |回收再利用
• |更安全的产品
• |可重复使用的包装

为人而做的工程

工程师常常是在为真实的人解决问题，而不只是为了好玩。将来会使用这个设计的人排在第一位。

材料很重要

不同材料的表现不一样：有的吸水，有的挡水，有的会弯或会断。选对材料本身就是设计的一部分。

限制条件

设计上的约束，比如你能用哪些材料、它能做多大，或者你有多少时间。

取舍

当把一件事做好会让另一件事变难时，你必须选出最重要的那一个。

为用户而设计

好的设计从用户真正的需求出发，并且要交给真的会用它的人来测试。

• 杯子
• 咖啡滤纸
• 棉球
• 碎石
• 沙子
• 纸板
• 胶带
• 吸管
• 纸
• 卡片纸
• 一个用于测试水的容器

不同材料的表现不一样。用这个来决定哪种材料负责哪个任务。

工程师会先规划再动手。在拿起胶带之前，先把这些想清楚。

1. 1动手之前先把想法画下来。草图就够了。
2. 2标出设计中最结实的部分，以及你最没把握的部分。
3. 3预测测试时哪里会最先失败。
4. 4决定每种材料放在哪里，以及那种材料为什么适合那个位置。

These are guides, not rules. Two students can follow them and build very different designs - that is the point.

1. 1

   选择你的挑战：净水器、防洪屏障，或者一件日常用品的再设计。

2. 2

   在动手做任何东西之前，先说清楚你的用户是谁，以及你要为他们解决的那一个问题。

3. 3

   过滤器：在杯子里一层层铺上材料（棉花、沙子、碎石、一张咖啡滤纸），让水依次穿过它们。

4. 4

   防洪屏障：做出一道墙或一条水道，把水挡在一间纸或纸板做的小房子之外。

5. 5

   再设计：研究那件物品，找出最让用户困扰的那一点，只改那一处。

A design is only finished when it passes a fair test. Run each test the same way every time.

• 净水器：清澈度

  把同样的浑水倒进去过滤，再和原来的容器做对比。

  测量： 更清、稍微清一点，还是没变化

• 防洪屏障：让房子保持干燥

  朝屏障倒入固定量的水，再检查它后面的房子。

  测量： 干的、有点湿，还是湿透了

• 产品再设计：用户测试

  请一位同学扮演用户，试用重新设计过的物品。

  测量： 它解决了对方的问题吗？还有哪里需要改进？

Write down what happens each time you test. Your numbers tell you what to improve. Print this page or copy the table into your notebook.

Your first version is a prototype, not the final answer. Change one thing based on what failed, then test again.

• 过滤器：如果水还是浑，就再加一层，或者在顶上加更细的材料，比如咖啡滤纸。
• 过滤器：如果流得太慢，就换更粗的材料层，或者用更宽的容器。
• 防洪屏障：如果水漏过去了，就把缝隙堵上，或者在失守的地方把墙加高。
• 再设计：观察你的用户卡在哪里，然后专门修好那一处。
• 注意其中的取舍：某方面变好，是不是让另一方面变差了？

1. 1你是在为谁做设计？
2. 2你的设计解决了什么问题？
3. 3哪种材料效果最好？
4. 4你做了什么取舍？
5. 5为真实用户着想的话，你会改进什么？

• 改进你的过滤器，让它不只是过滤得更干净，还要更快。
• 把你的屏障设计成可以重复使用，而不是用完就扔。
• 重新设计你的产品，少用一种材料，又不失去它管用的关键之处。

Running this lesson? The parent & teacher guide has setup, materials prep, safety notes, common failure points, and questions to ask.