学校科学教育在维护和培育科学文化方面起到关键性作用。由科学知识、技能及性格构成的科学素养是全球所有国家学校科学教育的关键。在美国，2013年《新一代科学教育标准》提出的最新K-12（小学、中学12年教育）科学课程改革促进了工程与技术融入科学。在历史上，工程设计与技术首次成为科学素养的重要组成部分。这一重要的概念变化将对美国科学文化（特别是对大众创新和创业）产生深远积极的影响。

    AAAS（美国科学促进会）推动了一个叫做“美国全面科普”的项目，这个项目在1996年实施。同年美国全民的科普标准出台，规定了一个孩子从小学一年级到六年级应该掌握什么样的科学知识。2013年美国又制定了一个K-12的框架，即“培养美国科学的下一代的标准”。

    这一标准包括三个维度：科学和工程的实践；课程设置；科学的概念。其中关键的一点是加入了跟工程设计有关的课程设置。需要注意的是，此前工程设计都是学生到了大学才能够接触，任何一个国家的学生都没有在K-12的水平学习工程设计。因此，这是一个比较创新的事情。现在K1到K12的美国孩子，他们都必须接触工程设计方面的学习。它和物理、科学，包括自然科学一起都成为K-12阶段必须接受的学习科目。这是一个概念和理念上的巨大变化。

    工程设计跟其他的一些科学学科不太一样，与化学、物理、生物相比，它代表的是一个完全不同的学科。工程设计非常注重人的参与、系统的设计以及拿出一个系统化的解决方案解决现实问题。这里有很多关键性的思考。独立思考、解决问题的能力以及创新都是工程设计核心的要素。

    工程设计的实践有一些特别明显的特色，首先学生必须找到问题，然后建模、收集数据、调研，最终构建一个解决方案。同时，学生还需要给出一些理论支持，拿出证据，并且要进行必要的沟通，阐明自己的解决方案是什么。

    我们下一代的创新者其实就是现在在K-12学习的学生。美国K-12的学生从今以后将有一个非常成熟的工程设计的思维体系，这将会为整个美国社会带来非常大的变化，并且催生科学文化的深化。我觉得工程设计也应该纳入到中国的科学教育当中。