华盛顿州，QUINCY - 几年前，一位名叫伊西斯·安查利的年轻女工程师出现在她公司招聘海报中的一个，只是受到一连串的数字反馈质疑她是否真的是一名工程师。人们在Facebook和Twitter上发帖说，Anchalee太吸引人了，不能成为一名真正的软件工程师，必须成为模特。

Anchalee的反应就像她的技术人员一样。她撰写了一篇关于她的经历的博客文章，并添加了自己的照片#ILookLikeAnEngineer标签。Twitter爆发了各种背景的女性工程师的自拍和颜色的男性工程师宣称他们看起来像工程师。

如果她知道这个标签运动并看一看，8岁的亚历山德拉·古迪诺·阿吉拉尔可能已经看到了自己的成年版本。Alessandra是华盛顿州昆西市农村先锋小学的一名学生，他在秋季学期的一部分时间里，通过由波士顿科学博物馆的教育工作者和科学家设计的课程，专注于教小学生工程设计的原则。

“我喜欢这个过程，”亚历山德拉在上课后说，她和同学们用简单的机器移动一袋土豆试图找到马铃薯移动选项，需要最少的牛顿，即力的测量单位。

亚历山德拉是三个兄弟姐妹中最小的一个。她说，她的父亲在建筑工作，她的母亲正在制作炸薯条。作为一名生活在美国乡村的拉丁裔学生，亚历山德拉不是陈​​规定型的未来工程师。超过许多职业，工程仍然由白人主导。根据美国国家科学基金会关于“ 妇女，少数民族和科学与工程残疾人 ”的报告，2015年科学和工程工作中有49%由白人男性担任。

报告称，黑人和西班牙裔妇女在科学和工程领域的工作岗位不到4%。在这些领域工作的科学家和工程师中，只有不到三分之一(28%)是女性。2015年，黑人和西班牙裔男性的科学和工程职位总数不到7%。

虽然西班牙裔人获得的科学和工程学位在过去十年中一直在增加，但同样的国家科学基金会报告发现，黑人获得的科学和工程学位数实际上已经下降。

多年来，高中和大学已经意识到这种不平衡，并试图对其进行补救：有很多项目旨在将女性和有色人种的学生吸引到青少年和青少年等科学和数学领域。有些人，如阿拉斯加原住民科学和工程专业，在指导代表性不足的学生，包括许多年轻女性，从中学代数到STEM学科的大学学位方面取得了巨大的成功。其他一些努力，比如Code.org对Code of Code的挑战，更多的是让孩子们接触到科学和工程领域，而不是通过多年的教育来培养个别学生。

科学博物馆的工程学是基础课程，旨在吸引潜在的工程师，让他们分心是否适合刻板印象。自2003年以来，全国数千所学校的6至11岁儿童已经被教授如何像工程师一样使用课程。

第一项关于课程运作情况的研究的初步结果表明，在没有博物馆课程中包含的八个关键要素的情况下，以工程学为基础的学生学习科学和工程学的能力要比教授同一科目的学生更好。事实证明，明确地教导学生关于工程，科学和数学之间的联系，教授工程设计过程而不仅仅是提出工程挑战，并帮助学生从失败的尝试中收集信息，这些都会对学生吸收和保留的能力产生影响。科学和工程概念。研究人员还发现，孩子们对工程中的女孩的态度对于男孩和女孩在接受工程学基础课程后更为积极。

非营利组织科学博物馆努力确保有色人种和女孩都可以使用这种实践课程，并在用于启动每个单元的故事中有所体现。该课程旨在适应教师的日常安排。有20个单元具有工程设计项目，可以独立购买，并与科学单位一起使用或代替科学单位，如电，水或昆虫。一个单元的教师指南花费55美元; 随附的故事书是9美元。材料也可以从博物馆购买，但完成实验所需的大多数材料 - 如绳索，滑轮和纸板 - 可以从家里借来或在杂货店或五金店便宜地购买。

教师专业发展选择的范围从为新课程的教师为期一天的课程到为期三天的教师学习培训其他教师的课程。全校培训课程的费用从2,500美元到10,000美元不等，具体取决于地点。博物馆的独立研讨会费用仅为450美元。

学生大多来自低收入家庭的教师有资格获得补贴课程材料和专业发展。

先锋小学的老师卡米尔琼斯于2014年在网上寻找教授学生工程概念的方法时发现了工程学小学。琼斯刚刚加入先锋作为STEAM浓缩教师。(STEAM代表科学，技术，工程，艺术和数学。)

“我真的很喜欢我看到的东西，”琼斯谈到独立部队。“我想要一个我们都可以一起做的单位[作为一所学校]。我找到了一个建筑桥梁的土木工程单位，并认为所有人都可以使用。“

在她最初使用新课程的课程中，琼斯说，一个苦苦挣扎的学生用他建造的模型将她吹走了。尽管他在其他学科领域的成绩很低，但她还是与其他老师合作，​​让他进入了她所教授的高级STEAM课程。

“我们谈论了很多关于工程和所有其他领域的事情，你可以看到他在想，'哦，有一个未来。我很擅长这一点而且我想要活到这一点，“琼斯说，她是2017年的州级教师。

根据美国劳工统计局的数据，在2016年至2026年期间，工程专业预计将增长8.3%，并且在此期间每年平均提供126,600个空缺职位。一些工程领域可能会更快地增长。该局预测，我们需要10.6%的土木工程师和15.2%的石油工程师。工程技术人员需要扎实的数学和科学背景，但不具备工程学学士学位，他们的平均需求量大约为40,100个。

也许与低收入家庭的学生更为相关：工程工作往往提供稳定的中上阶层就业。根据美国劳工统计局的数据，截至2017年5月，所有工程师的年平均工资为96,670美元。

Poneer Principal Alesha Porter表示，对于像Quincy这样的学区长大的孩子来说，苹果和梨树比学士学位更加丰富，工程作为未来可能的工作必须在学校完成。“我只是希望我们的学生知道他们有可能成为工程师并上大学，”波特说。

波特和琼斯都来自昆西，并在21世纪初期一起上高中。波特是她家中第一个上大学的人。她说，已经长大的琼斯，在昆西有“与任何人一样多的特权”，上大学打算主修工程学，发现自己对课程作业毫无准备。如果选择这条道路，两位女性都渴望更好地为学生做好工程学位的准备。

波士顿的科学博物馆不是小学生唯一的工程课程提供者。加州大学伯克利分校的劳伦斯科学馆提供Amplify Science，其中包含解决问题的工程原理。TryEngineering.org，PBS Kids和NASA等其他组织为K-12教室提供工程资源。

大学还提供了几个单城试点项目。其中一个来自印第安纳州的普渡大学，培训小学教师使用工程设计原理教授科学。美国大学和约翰霍普金斯大学合作开展另一项活动，在巴尔的摩的九所高贫困学校开设一个项目，培训教师并指导学生进行真实的工程项目。

“我们试图做的是选择与学生非常相关的主题，使其吸引巴尔的摩那个年龄段的孩子们，”美国大学教学艺术硕士课程主任Carolyn Parker说道。该项目。“孩子们在一所学校，”她说，“真的被野猫的数量困扰了。他们想帮助他们。那你怎么能建造便宜的结构来为冬天的猫提供庇护呢?“

帕克说，建立这些结构让巴尔的摩的孩子们感到兴奋，而这正是她希望在小学阶段看到的，尤其是女孩和有色人种学生。“我热爱科学，”她说。“我喜欢向年轻人传递这种对世界的兴奋和兴趣。”

国家科学基金会是一个独立的联邦机构，资助帕克的工作和其他几个致力于将工程课程升入小学的组织。基金会还支付研究费用，例如在工程学小学上进行的研究，研究这些新课程在教孩子们学习科学以及如何解决工程师等问题方面取得的成功。美国国家科学基金会的目标之一是让美国“处于发现的前沿。”这包括让美国的学生准备承担21世纪科学领导的大量任务，我们可以说是没有做到这一点。优先权。

美国小学生目前几乎没有接触过数学和科学。根据美国国家教育统计中心的数据，在2011-12学年，一到四年级的学生每周平均花费2.5小时从事科学工作，这是最后一项数据。关于小学生科学素养测量的表现反映了最低限度的焦点; 只有38%的四年级学生达到或超过 2015年国家教育进步评估的水平 。

大量调查发现，近一半的小学教师认为没有准备好教授科学。通常不会对教学工程的信心进行调查，因为工程学不被视为标准的小学科目。出于这个原因，教师专业发展是任何工程课程成功的关键部分，工程创始主任Christine Cunningham说道。

坎宁安说，与她一起工作的小学教师“真的希望这些学生能够理解他们周围的世界并取得成功。如果[老师]接触到一个挣扎过的学生的资源，他们会向后弯腰以将这些资源带到他们完整的教室。“

Cunningham说，教师从一开始就指导她的团队的课程开发工作，课程已经被广泛使用，因为教师发现它有效，特别是对于其他难以接触的孩子。

Nia Keith现任科学博物馆专业发展总监，他说，工程课程改变了马萨诸塞州劳伦斯五年级课堂的一切。生活在劳伦斯(一个主要是低收入社区)的孩子们在家里并没有经常接触到工程概念，而且很多学生都在努力与学校的典型数学和科学课程保持联系，Keith说。

但是，当她开始教授工程学，完成实践项目和寻找创造性解决方案时，“那些没有说话或出现在领导者身上的孩子突然抛出想法，”她说。“它允许各种学习发光。”

回到昆西，一个用纸板制成的斜坡已经倒塌，顶部用胶带粘住，不断脱落。Alessandra和一位朋友没有错过任何一个节拍，发现了一些更坚固的包装带，固定了斜坡，并重新收集了关于短陡坡或长浅坡是否是移动一袋土豆的更好方法的数据。

亚历山德拉后来说她不确定自己长大后想做什么，但凭借她平静的实用性和对项目的浓厚兴趣，不难想象她15年后在镜子里看着自己并思考：“嗯，是的，我看起来像个工程师。“