內容簡介

《工程原理》通過展示工程師和設計專傢塑造現代化社會所依據的原理和概念，培養學生的技術素養以及解決問題的能力。這些能力在後續的工程學學習以及工程技術活動中都是非常寶貴的。該書可以幫助高中生在現有數學和科學知識的基礎上，理解什麼是工程學。同時，它也可以激發學生對工程學領域以及技術領域職業的探索熱情。

上冊具體介紹瞭工程設計過程、機械原理、能源技術、電氣係統、傳動係統等與工程學有關的各種基礎知識，通過趣味閱讀、拓展閱讀、練習題、工程師職業介紹等小欄目幫助學生加深對工程學知識的理解。

目錄

第1章 工程學概述 2

引語 3

美索不達米亞文明 4

埃及文明 6

希臘文明 7

羅馬文明 8

中世紀文明 8

工程技術開拓者 8

交通運輸時代 12

電氣時代 15

工程師協會 18

為進入工程領域做準備 19

工程師都做哪些事？ 19

總結 24

課後作業 25

補充作業 25

工程學發展大事記 26

第2章 設計工具 32

引語 33

設計過程 34

草圖 45

為思想建模 46

分析過程 53

演示工具 53

總結 59

課後作業 60

補充作業 61

第3章 機械效益 62

引語 63

力、功和功率 63

機械效益 67

六種簡單機械 69

復閤機械 94

總結 97

課後作業 99

補充作業 99

第4章 機械構造 100

引語 101

連杆機構 101

凸輪和從動件 106

軸承 112

齒輪 114

鏈輪和鏈條傳動 130

總結 139

課後作業 140

補充作業 141

第5章 能量 142

引語 143

能量的形式 144

能量為何重要 145

熱 145

能量的單位 150

白熾燈和熒光燈的對比 152

熱力學的基本定律 155

可再生能源 158

不可再生能源 166

能源效率和節能 173

總結 176

課後作業 177

補充作業 177

第6章 電氣係統 178

引語 179

原子 180

靜電與電荷定律 182

電流 183

電壓的來源 185

常用電學單位 188

數字萬用錶 191

測量電壓、電阻和電流 192

公製詞頭 193

常用電學元件 193

電路 197

總結 212

課後作業 213

補充作業 213

第7章 流體壓力傳動係統 214

引語 215

流體壓力傳動曆史上的裏程碑 219

常見的流體壓力傳動係統組件和圖形符號 221

流體壓力傳動的基本科學概念 236

總結 253

課後作業 255

補充作業 257

術語錶 258

前言/序言

教育要麵嚮未來多變的社會，要培養具備全球勝任力的學生。在這樣的背景下，綜閤性、跨學科的知識和能力越來越重要，這也是我國當前課程改革中最新提齣培養、發展學生核心素養（即必備品格與關鍵能力）的重要內涵。因此，通過加強跨學科課程建設，給學生提供跨學科學習經曆尤顯重要。國際上當前流行的STEM、STEAM課程，也正是以跨學科、綜閤性作為其重要特徵的。

我國的基礎教育曆來十分注重學科課程。雖然學科課程原本內涵著跨學科的元素（如物理中有數學，化學中有物理，曆史中有地理），但長期以來已被固化，缺乏與時俱進的深化和拓展。近年的課程改革又開始重視綜閤性課程和跨學科課程的開發，如全國課程改革中的綜閤實踐活動課程，上海課程改革中的研究型課程、科學課程和藝術課程。但在實施中，這些課程遠未達到應有的水平。而且現在看來，這些課程缺乏瞭一個重要內容，就是工程教育。工程是科學、數學與技術等的整閤與應用，航天工程、生物工程、橋隧工程、建築工程、“菜籃子工程”等都是工程。在工程中，必須把設計思維和實踐能力放在重要位置，這就要求能夠在麵臨一個復雜的、綜閤性的任務時，創造性地利用各種手段和方式去完成任務。在設計思維裏，係統性思想、以人為本的思想都非常重要。因此，工程教育是跨學科的，是培養設計思維和實踐能力的一個很重要的載體，而這正是發展學生核心素養的重要內容。

在基礎教育課程改革中，我們首先關注課程的育人價值，在今天特彆要考慮課程麵對未來的育人功能。工程教育的缺失會産生育人的短闆，這也是國際教育界通過反思之後特彆重視STEM課程的重要原因。當前，加強工程教育已經成為國際共識。相比之下，我們就更需要努力瞭。

如何彌補工程教育在我國基礎教育中的薄弱與空白？由於當前國內還沒有理想的中小學工程教育教材，所以需要學習和藉鑒。本套“中小學工程教育”叢書是從美國引進的，有很多值得藉鑒的優點。首先，內容係統、完整。書中對工程學科有全麵、係統的介紹，包括工程設計的一般流程，工程建設相關的工具、材料、職業等。書中還結閤具體的工程項目，介紹瞭物理、數學等學科知識在工程問題中的應用。其次，它是跨學段的係統設計，初中階段的學生用書是《工程學入門》，高中階段的學生用書是《工程原理》《工程設計導論》，內容的難易與梯度都比較閤適。第三，語言生動、圖文並茂，可讀性很強。最後，整套書不僅有功能類似傳統教材的學生用書，還有配套實踐手冊，可供學生練習、提高。

“他山之石，可以攻玉”。我希望這套“中小學工程教育”叢書的翻譯齣版，可以為我國當前的課程改革、教材開發服務。希望國內的相關人士，能夠在此基礎之上，開發本土中小學工程教育教材。

張民生

2017年12月

沒想到給小孩子看的。

還行吧，我就是不知道原來這書是給小孩子看的。

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