在課堂中整閤工程與科學 [Integrating Engineering and Scicnce in Your Classroom] pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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[美] 埃裏剋·布倫賽爾 編，周雅明，王慧慧 譯

圖書標籤:

• 工程教育
• 科學教育
• STEM教育
• 跨學科教學
• 課堂實踐
• 教學策略
• 教育創新
• 項目式學習
• 探究式學習
• 教師發展

齣版社： 上海科技教育齣版社

ISBN：9787542862143

版次：1

商品編碼：11825542

包裝：平裝

叢書名： 中小學STEM教育叢書

外文名稱：Integrating Engineering and Scicnce in Your Classroom

開本：16開

齣版時間：2015-11-01

用紙：純質紙

頁數：20

編輯推薦

適讀人群 ：中小學教師、課程改革及教學研究人員、教育管理人員

　　《在課堂中整閤工程和科學》介紹瞭30個STEM項目活動，涉及小學至高中各學段。這些活動既能加強學生對重要科學內容的學習，也能鍛煉學生的STEM技能。
　　★設計製作光劍、開展重力賽車模型滑行比賽、製作假肢以模擬修復股骨骨摺、設計抗霜凍土豆儲藏箱等新穎有趣的活動內容，將吸引各個年齡層的學生。
　　★充滿挑戰的活動任務，有助於激發學生的動機，激勵學生全情投入到整個項目活動中。
　　★各項目活動既能融入地球科學、物理科學、生命與環境科學等傳統學科課堂，也能在課外活動中開展。
　　★學生通過接觸真實的工程活動，將深入瞭解使現實世界運行的各種職業。

內容簡介

　　《在課堂中整閤工程和科學》內容輯選自美國國傢科學教師協會（NSTA）發行的《科學與兒童》、《科學視野》和《科學教師》等多本科學期刊，包含瞭30多個整閤科學與工程的課堂教學活動，內容涵蓋生命科學、環境科學、地球科學和物理科學等。《在課堂中整閤工程和科學》適閤用於教師指導課堂教學時參考，同時，對於有興趣指導孩子在課後和假期進行實踐活動的教師、傢長和相關機構都有幫助。

內頁插圖

目錄

引言

第一部分 工程設計
1.工程設計流程
2.科學與工程——實驗室研究的兩種模式
3.利用循環模型尋找解決方案——學生運用四步循環模型解決當地的問題
4.建立模型——更好地理解工程中成本與安全的重要性
5.微型雪橇，衝，衝，衝！——運用工程項目教幼兒園學童進行技術設計
6.科學與工程
7.初級設計挑戰——學生模仿美國宇航局的工程師

第二部分 學科活動
生命與環境科學
8.修復股骨骨摺——生物材料科學示範課
9.抓住竅門！——中學課堂上的一項工程挑戰
10.問題導嚮型學習中的颱作——鼓勵學生思考有關基因治療的開放性問題
11.環境中的塑料——“拼圖式”學習活動
12.大自然的設計——探索綫性和循環的生命周期
13.運動型多用途車——從熱力學角度恩辨燃料經濟性的標準
地球科學
14.設計挑戰：為英語學習者奠基——英語學習者通過語言和行為錶達
15.拯救企鵝——通過工程設計講授熱學
16.震動、搖晃，最好彆塌——地震和建築設計探究
自然幣鬥學
17.重力賽車
18.雞蛋賽車
19.工程學習總動員——幫助學生成功完成設計流程的策略
20.呼籲駕駛燃料電池汽車
21.《星球大戰》背後的科學——整颱技術和《科學素養的基準》中的要求
22.“彈入”技術設計
23.土豆難題——開展“5E活動”來消除對隔熱保溫的誤解
24.納米視野
25.小物體，大作用

第三部分 課外項目
26.激發科學學習興趣——一個實用的課外項目模式
27.發明工廠——幫助特需人群的發明
28.年輕女性“未來工程”
29.麵嚮初中生的INEEL科學工程展會
30.工程學課堂

前言/序言

教育的變革浪潮：跨學科教學的實踐探索 在當今快速發展的世界中，單一學科的知識壁壘日益凸顯其局限性。學生需要具備綜閤運用不同領域知識解決復雜問題的能力，而教育的使命也應當隨之革新。本書並非旨在探討將工程與科學具體融入課堂的具體教學法，而是聚焦於一個更宏觀的視角——教育領域正在經曆的深刻變革，以及這種變革對我們理解和實踐跨學科教學所帶來的啓示。它深入剖析瞭教育理念的演進，探討瞭在教育實踐中如何打破學科界限，培養學生麵嚮未來的核心素養，並為教育工作者提供一個反思自身教學、探索創新可能性的廣闊平颱。 一、 教育理念的時代迴響：從知識傳授到能力培養 傳統的教育模式，在很長一段時間內，側重於知識的係統性傳授和記憶。教師是知識的權威，學生是被動的接受者。然而，信息爆炸的時代，知識的更新速度之快，使得“死記硬背”顯得尤為蒼白無力。學生需要的是獲取信息、篩選信息、分析信息並最終運用信息的能力。這種轉變，促使教育理念從“知識本位”轉嚮“能力本位”。 這種理念的轉變，意味著課堂的重心需要從“老師說什麼”轉移到“學生做什麼”。教學活動的設計，不再是為瞭“講完多少內容”，而是為瞭“讓學生掌握哪些能力”。例如，在傳統科學教學中，可能側重於演示實驗和理論推導；而在能力本位的教育理念下，學生可能需要自己設計實驗方案，分析數據，甚至模擬一個簡單的科學模型來驗證假說。這種能力的培養，往往需要學生在實踐中摸索，在閤作中學習，在反思中成長。 同時，教育也越來越重視培養學生的“素養”。這裏的素養，指的是能夠適應未來社會發展所必需的綜閤素質，包括但不限於批判性思維、創新能力、解決問題的能力、溝通協作能力、信息素養、以及終身學習的能力。這些素養的養成，不可能僅僅通過單一學科的學習來完成。它們需要學生在解決真實世界的問題中，在與不同背景的人閤作中，在不斷試錯和調整中得以塑造。 二、 跨學科視角的興起：打破知識的圍牆 學科的劃分，在曆史上是為瞭更係統、更深入地研究某個領域。但當我們將目光投嚮真實世界的復雜問題時，會發現很少有問題能夠被清晰地歸入某個單一學科的範疇。例如，解決環境汙染問題，就需要化學、生物學、物理學、社會學、經濟學甚至政治學的知識和方法。 因此，跨學科教學應運而生。它並非簡單地將不同學科的內容“拼湊”在一起，而是強調在教學過程中，以問題為導嚮，整閤不同學科的知識、技能和思維方式，去理解和解決現實世界中的復雜議題。這種整閤，需要教師具備更廣闊的視野和更靈活的教學設計能力。 在跨學科的學習環境中，學生不再孤立地學習“牛頓定律”或“光閤作用”，而是可能在解決“如何設計一個可持續的城市交通係統”的問題中，去理解物理學中的力學原理，生物學中的生態平衡，以及工程學中的係統優化。這種學習方式，能夠讓學生深刻體會到知識的聯係性、應用性和價值感，從而激發學習的內在動力。 然而，跨學科教學的推行並非易事。它要求教師具備跨學科的知識儲備，以及將不同學科內容有機融閤的教學設計能力。同時，也需要學校層麵的支持，例如課程設置的調整、教師間的協作機製、以及評估方式的創新。 三、 真實世界的問題：學習的驅動力與目標 “在課堂中整閤工程與科學”這類書籍的齣現，本身就摺射齣一種教育的趨勢：將學習的觸角伸嚮真實世界的應用。真實世界的問題，往往具有復雜性、不確定性和多維度性。解決這些問題，需要學生調動多方麵的知識和能力，而不僅僅是理論上的掌握。 例如，一個關於“如何設計一個更節能的傢庭電器”的項目，就能夠自然地融閤物理學（能量守恒、熱力學）、數學（數據分析、優化計算）、工程學（電路設計、材料選擇）、甚至設計學（用戶體驗、美學）。在這個過程中，學生不再是被動地學習公式，而是主動地運用公式去解決一個具體的問題。 這種以真實世界問題為導嚮的學習（Problem-Based Learning, PBL）或項目式學習（Project-Based Learning, PBL），能夠極大地提升學生的學習興趣和參與度。當學生看到自己所學的知識能夠轉化為解決實際問題的力量時，他們會更加投入，學習的內驅力也會得到極大的激發。 同時，真實世界的問題也強調“做中學” (Learning by Doing) 的重要性。學生需要通過動手實踐、原型製作、測試和迭代，來不斷加深對知識的理解，並提升解決問題的能力。這種實踐過程，本身就是一種寶貴的學習經曆，能夠培養學生的韌性、耐心和創新精神。 四、 技術的力量：賦能未來的教育實踐 技術的進步，為教育的變革提供瞭強大的支撐。從在綫學習平颱到虛擬現實模擬，技術正在以前所未有的方式改變著課堂的麵貌。 個性化學習： 技術能夠根據學生的學習進度和特點，提供個性化的學習資源和反饋，讓每個學生都能在最適閤自己的節奏下學習。 互動式學習： 互動白闆、教育遊戲、在綫協作工具等，能夠讓課堂變得更加生動有趣，激發學生的參與度和互動性。 模擬與可視化： 虛擬現實和增強現實技術，能夠讓學生在安全的環境中進行危險實驗，或者“走進”微觀世界，直觀地理解復雜的概念。例如，在學習心髒的運作時，學生可以通過VR模擬，親身體驗心髒的跳動和血液的流動。 全球協作： 互聯網打破瞭地域的限製，學生可以與世界各地的同齡人一起閤作，共同完成項目，拓寬國際視野。 數據分析與評估： 技術能夠收集大量的學習數據，幫助教師更精準地瞭解學生的學習狀況，及時調整教學策略，並為學生的評估提供更客觀的依據。 然而，技術隻是工具，其價值的發揮，取決於教育者如何巧妙地運用它。技術的引入，不應是為瞭“炫技”，而是要真正服務於教育目標，服務於學生能力的培養。 教師的角色，也從知識的傳授者，轉變為學習的引導者、促進者和技術應用的整閤者。 五、 教師的角色轉變：從傳道者到學習的同行者 在教育理念不斷革新、教學模式日益多樣化的今天，教師的角色也麵臨著深刻的轉變。 從知識的傳授者到學習的設計者和引導者： 教師不再是唯一的信息來源，而是需要設計富有趣味性和挑戰性的學習活動，引導學生主動探索，發現知識。 從“我講你聽”到“我們一起學”： 教師需要與學生建立夥伴關係，鼓勵學生提問、質疑，並在閤作學習中共同成長。 從“統一標準”到“因材施教”： 教師需要關注每個學生的個體差異，提供差異化的支持和指導，幫助每個學生都能發揮自己的潛能。 從“學科專傢”到“跨學科整閤者”： 教師需要不斷學習，拓寬知識視野，並善於將不同學科的知識融會貫通，為學生提供更立體的學習體驗。 從“評判者”到“激勵者和支持者”： 教師需要善於發現學生的閃光點，及時給予鼓勵和肯定，幫助學生剋服睏難，建立自信。 這種角色的轉變，對教師提齣瞭更高的要求，但也帶來瞭更大的成就感。當教師看到學生因為自己的引導而變得更加主動、自信、富有創造力時，那種滿足感是任何物質奬勵都無法比擬的。 六、 評估的創新：衡量真實能力的尺度 傳統的教育評估，往往側重於紙筆測驗，以考察學生對知識的記憶和理解為主。然而，在能力本位和跨學科教學的時代，這種評估方式顯得力不從心。 新的評估方式，需要能夠更全麵、更真實地反映學生的綜閤能力。 例如： 作品集評估： 讓學生展示他們在項目中所完成的作品，如研究報告、模型、演示文稿等，從中評估其解決問題的能力、創新能力和溝通能力。 過程性評估： 關注學生在學習過程中的錶現，包括參與度、協作能力、反思能力等，通過觀察、訪談、反思日誌等方式進行。 錶現性評估： 設計一些需要學生在實際情境中運用知識和技能來解決問題的任務，例如模擬辯論、角色扮演、設計競賽等。 同行評估和自我評估： 鼓勵學生互相評價，並對自己的學習過程和成果進行反思，培養學生的自主學習和批判性思維能力。 七、 擁抱變化，麵嚮未來 教育的變革是一場永無止境的探索。在不斷變化的世界中，我們必須持續反思和創新，以培養齣能夠適應未來、創造未來的下一代。本書所探討的，正是這種教育變革的核心議題。它呼喚我們打破固有的思維模式，勇於嘗試新的教學理念和實踐，將學習的重心從知識的傳遞轉移到能力的培養，從單一學科的視野拓展到跨學科的整閤，從被動的接受轉嚮主動的探索。 教育工作者、政策製定者、傢長以及社會各界，都應共同努力，為構建一個更加適應時代需求的教育體係而貢獻力量。唯有如此，我們纔能真正賦能下一代，讓他們在未來的挑戰與機遇麵前，擁有更強大的競爭力，書寫屬於自己的精彩篇章。

評分☆☆☆☆☆

當我在書店的架子上看到《在課堂中整閤工程與科學》這本書時，我的直覺告訴我，這絕對是我一直在尋找的那本“聖經”。作為一名長期在中學一綫教學的老師，我深知理論知識與實踐應用之間的鴻溝，而這本書的名字恰恰點明瞭解決這一問題的關鍵。我期待它能提供一套係統性的框架，幫助我理解工程思維如何能有機地滲透到科學教學的每一個環節。比如，在講解牛頓定律時，如何引導學生設計一個滑翔翼來測試空氣阻力？或者在學習生物體的適應性時，如何讓學生設計一個能夠抵禦極端環境的生物模型？這本書或許會包含一些關於跨學科項目的設計理念，以及如何利用現有的教學資源，甚至一些簡單的生活用品，就能搭建齣具有教育意義的工程模型。我設想書中還會分享一些教師培訓的經驗，以及如何剋服在學校環境中實施此類整閤式教學可能遇到的挑戰，例如設備限製、時間安排以及評估方式的創新。如果書中能提供一些真實的教學案例，展示不同學科領域是如何相互促進、共同發展的，那將是極大的幫助。我希望這本書不僅僅是一本理論指導手冊，更是一本能夠在我教學實踐中切實落地的操作指南，能夠點燃我教學創新的火花，也能夠激發我的學生對科學和工程的無限熱情。

評分☆☆☆☆☆

當我瞥見《在課堂中整閤工程與科學》的標題時，我立刻聯想到我一直以來在教學中渴望實現的那種“知行閤一”的境界。這本書的名字暗示瞭一種將理論知識轉化為實際應用，將抽象概念具象化的教學方法。我非常期待它能夠為我揭示如何在科學課堂中巧妙地融入工程學的視角，讓科學不再僅僅是書本上的公式和定律，而是能夠被用來解決現實世界問題的強大工具。我設想書中會提供一些詳細的教學設計模闆，指導教師如何設計齣既能滿足科學課程標準，又能激發學生工程設計思維的活動。例如，在學習能量守恒定律時，學生是否可以被要求設計一個能夠利用可再生能源的裝置？在研究生命科學時，他們能否設計一個能夠改善作物生長環境的簡易係統？我尤其看重的是，這本書是否能夠提供一些關於如何培養學生在工程設計過程中所必需的關鍵能力，如創新思維、邏輯推理、團隊協作以及項目管理等。如果書中能分享一些教師在實踐中遇到的成功經驗和挑戰，以及他們是如何剋服睏難，最終實現教學目標的故事，那將是對我最大的激勵。我相信，這本書的價值在於它能夠幫助我打破學科之間的隔閡，讓我的課堂變得更加生動、有趣，更能培養齣具備未來所需技能的下一代。

評分☆☆☆☆☆

“在課堂中整閤工程與科學”——單單是這個書名，就讓我感到一股強大的學術和實踐氣息撲麵而來。作為一個熱衷於研究教學創新，並且對STEM教育抱有濃厚興趣的教育者，我預感到這本書將是一次深入的知識探索之旅。我期待它能為我提供一套清晰而可行的路徑，指導我如何在科學課堂中引入工程學的思維方式和方法論。這可能意味著要將科學問題轉化為工程挑戰，鼓勵學生運用科學原理去設計、建造、測試和優化解決方案。比如，在學習材料科學時，學生是否可以被挑戰去設計一種新型的環保包裝材料？在研究生態係統時，他們能否設計一個小型生物圈模型來模擬環境變化的影響？我希望書中會包含豐富的教學案例，這些案例能展示不同年齡段和不同學科背景的學生是如何通過參與工程設計項目來深化對科學知識的理解，並培養解決復雜問題的能力。此外，我也期待書中能探討如何評估這種整閤式學習的效果，以及如何幫助教師剋服在資源有限的課堂環境中實施這些實踐活動的挑戰。這本書的價值，我深信在於它能夠幫助我們將抽象的科學概念與現實世界的工程應用緊密連接，從而激發學生持久的學習動力和創新潛能。

評分☆☆☆☆☆

這本書的題目，‘在課堂中整閤工程與科學’，一下子就抓住瞭我的注意力。它直接觸及瞭我作為一名教育工作者長期以來思考的核心問題：如何讓科學學習變得更具意義和應用性。我希望這本書能夠超越簡單的概念堆砌，而是提供一種更深層次的整閤方式，讓學生在解決實際問題的過程中，自然而然地理解和運用科學原理。想象一下，在學習力學時，學生可以動手設計並建造一個簡單的橋梁模型，通過實際承重來檢驗理論的正確性；在學習電路時，他們可以設計並製作一個簡易的報警係統，從中體會電流、電壓和電阻的相互關係。這本書可能還會提供一些關於如何培養學生工程設計過程中的關鍵技能的建議，比如批判性思維、團隊協作、溝通錶達以及對失敗的容忍和從錯誤中學習的能力。我特彆感興趣的是，書中會如何指導教師設計齣能夠激發學生好奇心和探索欲的教學活動，讓課堂不再是單嚮的知識灌輸，而是充滿活力的互動和創造。如果書中能分享一些關於如何評估學生在工程設計過程中的錶現，以及如何將這種跨學科的體驗轉化為對科學更深刻的理解，那將是一筆寶貴的財富。

評分☆☆☆☆☆

這本書的名字聽起來就非常有吸引力，尤其是對於像我這樣一直緻力於如何在日常教學中更有效地融閤不同學科的老師來說。“在課堂中整閤工程與科學”——這不僅僅是兩個學科的簡單疊加，而是預示著一種更具實踐性、更富創造性的教學模式。我設想這本書會深入探討如何將工程設計思維引入科學課程，讓抽象的科學概念變得觸手可及。例如，在學習物理原理時，是否可以設計一個簡單的機械裝置來驗證理論？或者在學習化學反應時，能否讓學生設計一個簡單的過濾係統來分離混閤物？書中可能會提供一係列循序漸進的案例研究，從小學到高中，覆蓋不同年級的學生特點和認知水平，讓老師們能夠根據自身情況找到適用的教學策略。我特彆期待書中能夠分享一些關於如何引導學生進行問題解決、原型製作和迭代改進的實踐方法，這正是工程思維的核心。此外，如何評估學生在整閤式學習中的錶現，如何將跨學科項目轉化為有效的學習成果，這些都是我非常關心的問題。我相信這本書會為我提供寶貴的工具和靈感，幫助我打破學科壁壘，激發學生的學習興趣和創新能力，讓他們在課堂上真正成為知識的探索者和創造者。

評分☆☆☆☆☆

是正品，發貨及時，值得一買…

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大品牌質量有保證，京東物流超棒。

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