本書繫統地介紹了工程學的基本知識和基礎技能。首先敘述了工程學與自然科學及技術的關繫、工程師與科學家的職責與區別，以及科學研究、技術開發及工程設計工作的關繫與區別，然後詳細介紹了創造（發明）產品的一般流程與具體實施方法，結合案例或實例介紹了方案設計、詳細設計及材料選用方法。對於工程職業素養，包括知識與技能在工程職業能力中的作用與關繫、職業道德及技術交流方法，本書也做了詳細的敘述。附錄給出了詳細的課程項目實施流程。

本書可作為高等工科院校低年級師生工程學導論課程的教材以及高年級學生設計與制造繫列課程教學參考書，也可作為有志報考工科大學的高中學生科創活動以及工科大學入學面試的參考書。

前言

*1章緒論1

1.1工程的歷史1

1.2工程與設想3

1.3工程與技術4

1.4工程與未來6

習題與思考題6

*2章科學、技術與工程7

2.1定義7

2.2科學、技術與工程的關繫8

2.3研究與開發10

2.4思維方式12

2.4.1科學思維和辯證思維12

2.4.2橫向思維17

2.4.3工程思維18

2.4.4工程與其他學科的聯繫與區別21

2.4.5工程中的科學問題21

2.5工程問題的求解策略22

2.5.1基於功能的分解23

2.5.2基於結構特征的分解24

2.5.3基於實現技術的分解24

2.5.4基於客戶需求的分解25

2.5.5子問題的劃分要點25

2.5.6關鍵子問題及其約束的識別25

2.5.7子問題的接口方式及全局優化問題26

2.6小結26

習題與思考題26

第3章工程與工程師28

3.1工程師的定義28

3.2工程師的工作29

3.3工程技術的傳統學科29

3.4工程師的工作分工37

3.5工程師的職業機遇與未來39

3.6如何纔能成為一名工程師40

3.6.1自學成纔41

3.6.2工程教育43

3.6.3工程教育與創造力46

3.6.4創造性工程師的特點47

3.7小結49

習題與思考題49

第4章工程與社會50

4.1工程與人文50

4.1.1工程思維與人文思維50

4.1.2工科教育與人文教育51

4.2工程與人類需求52

4.2.1馬斯洛需求塔52

4.2.2滿足人類需求的**名產品53

4.2.3工程創新的動力：需求分析與挖掘54

4.3工程（技術）與人類未來55

4.4職業道德58

4.4.1工程師的失誤帶來的災難58

4.4.2工程職業道德60

4.5小結63

習題與思考題64

第5章工程執業能力與素養65

5.1工程師應該具備的能力與素養65

5.1.1技術能力65

5.1.2執業素養70

5.2社交與團隊合作技能72

5.2.1技術團隊72

5.2.2社交能力74

5.2.3團隊合作技能77

5.3技術交流79

5.3.1交流與溝通79

5.3.2口語表達與交流能力79

5.3.3書面表達與交流能力80

5.4影響工程師未來發展的因素85

5.5小結87

習題與思考題87

第6章創造產品的一般流程88

6.1發現需求並定義問題89

6.2確定約束條件和設計目標90

6.3組建開發團隊94

6.4尋求解決方案：從方案（概念）設計到樣機制作的循環95

6.5小結96

習題與思考題96

第7章方案設計97

7.1方案設計流程97

7.2識別客戶需求98

7.3確定設計規格與指標100

7.4方案生成102

7.5方案選擇108

7.6小結110

習題與思考題110

第8章詳細設計112

8.1繫統設計112

8.2實體設計117

8.2.1模塊架構設計117

8.2.2功能與結構設計119

8.2.3關聯設計120

8.2.4設計評估129

8.3確定允許制造誤差130

8.3.1制造誤差的分類與控制方法132

8.3.2確定公差值135

8.3.3公差累積137

8.4小結138

習題與思考題138

第9章材料選用139

9.1材料的性能139

9.2復合材料146

9.3智能材料148

9.4材料的選用155

9.5小結156

習題與思考題156

*10章樣機制作與測試157

10.1產品開發過程中的樣機157

10.2樣機制作160

10.3快速原型制造162

10.4測試163

10.5小結168

習題與思考題168

附錄課程項目實施流程169

參考文獻171