前言
課程名稱：拯救企鵝——通過工程設(shè)計講授熱學(xué)
課程簡介：在“拯救企鵝”課程中，學(xué)生將學(xué)習(xí)工程師是如何通過設(shè)計節(jié)能型樓宇材料來應(yīng)對全球變暖問題。學(xué)生將學(xué)習(xí)熱傳遞科學(xué)，設(shè)計實驗去測試材料，然后扮演工程師的角色去設(shè)計和建造自己的節(jié)能型住宅并進行測試。
課程框架
設(shè)置工程情景：在全球變暖的地球上拯救企鵝
定義工程問題：如何設(shè)計節(jié)能型住宅
背景經(jīng)驗學(xué)習(xí)：
罐子：理解絕熱和熱傳導(dǎo)
托盤和湯勺：理解為什么金屬摸起來是冷的
房屋：理解空氣中的對流和光的輻射
光滑的鋁箔紙：理解輻射和反射
解決工程問題：
測試建筑材料
建造保溫房屋
測試設(shè)計的房屋
改進與第二輪測試
課程綜述
課程重點
熱轉(zhuǎn)移以可預(yù)測的方式
工程師遵循一般流程設(shè)計解決問題的方法。
學(xué)習(xí)目標
第1課
課程介紹和隔熱概念
熱量會從高溫區(qū)域轉(zhuǎn)移到較低溫度區(qū)域。
隔熱物質(zhì)會降低傳熱速率。
工程師為了解決問題需要先定義問題。
第2課
熱傳導(dǎo),熱對流,熱輻射概念
熱傳遞的三種方式。
工程師必須研究和理解這個問題以便解決它。
第3課
復(fù)習(xí)熱傳遞概念，實驗設(shè)計
材料影響傳熱速率。
不同材料的傳熱能力不同。
工程師必須運用他們的科學(xué)知識來集思廣益，找到解決這個問題的可能辦法。
第4課
設(shè)計與建造企鵝房屋
材料可以通過結(jié)合使用，影響傳熱速率。
不同的材料會防止不同類型的熱傳遞。
工程師在限制（時間，材料，空間，金錢）中工作，需要運用科學(xué)知識和創(chuàng)造力來設(shè)計解決問題的方法。
第5課
測試企鵝房屋，重新設(shè)計和最終測試
科學(xué)知識可用于設(shè)計、建造和評估設(shè)備。
工程是設(shè)計、測試、再設(shè)計和再測試的迭代過程。
工程師必須記錄他們的設(shè)計過程并提出解決問題的方法。
注：每節(jié)課的教學(xué)時間為70-80分鐘。課程不一定對應(yīng)于一天的指令，可能需要根據(jù)課時的長短進行調(diào)整。
注：粗體部分為SEP，正常部分為DCI
