工程学入门（上） 下载 mobi epub pdf 电子书 2024

编辑推荐

本套“中小学工程教育”丛书是从美国引进的，有很多值得借鉴的优点。其内容系统、完整。书中对工程学科有全面、系统的介绍，包括工程设计的一般流程，工程建设相关的工具、材料、职业等。书中还结合具体的工程项目，介绍了物理、数学等学科知识在工程问题中的应用。它也是跨学段的系统设计，初中阶段的学生用书是《工程学入门》，高中阶段的学生用书是《工程原理》《工程设计导论》，内容的难易与梯度都比较合适。语言生动、图文并茂，可读性很强。与此同时，整套书不仅有功能类似传统教材的学生用书，还有配套实践手册，可供学生练习、提高。

“他山之石，可以攻玉”，希望这套书可以为我国当前的课程改革、教材开发服务。

内容简介

本书将“工程学”的概念引入了初中课程，为中学生介绍了工程学与技术的关系、技术资源与系统的关系、工程设计的方法、工艺草图及立体草图的绘制、逆向工程、参数化建模及工程设计原型。书中还设计有不同的板块，比如：每章的开始都有一个“工程学实践”，以讲故事的形式展现工程师是如何处理设计问题，找出解决方案的；“工程学挑战”让学生亲自动手去解决问题，以加深学生对本章节的理解；“工程学中的数学”和“工程学中的科学”用一些有趣的事实来阐释科学、技术、工程和数学之间的联系；“职业聚焦”讲述了不同工程领域的工程师的励志故事等。

作者简介

乔治·E·罗杰斯（George E. Rogers）博士是普渡大学工程/技术教师教育的教授和协调员。迈克尔·D·莱特（Michael D. Wright）博士是中密苏里大学教育学院院长。本·耶茨（Ben Yates）是密苏里科技大学PLTW附属机构密苏里项目引路分部副主任。

精彩书评

威尔来自委内瑞拉，她在13岁参观佛罗里达的迪士尼乐园时，就立刻被它深深地迷住了。“这真是一个充满快乐和魔力的地方。”她说。威尔的父亲是一名电气工程师，她本人也很擅长数学和科学，所以她倾向于将来成为一名建筑师或工程师。不过，在那次迪士尼之旅中，她决心长大以后做一名设计主题公园的工程师。

实现了在迪士尼工作的梦想之后，威尔辞职并加入了她丈夫创立的凯尔特工程公司。威尔主要负责主题公园的骑乘设施和展览设施的结构设计。比如，她参与设计了一个亚洲的多媒体展览，可以让人有360°的观影体验。“电影里的一些栩栩如生的元素倒挂在天花板上，将你完全包围。”她说，“你会觉得自己就像是在水中一样。”

威尔和其他工程师一起研究将展览中的设备在观众的上方降落，完成任务后再升起的机制。其中，较大的一个设备重达25000磅。威尔说：“在屏幕的后面，有数十种机械装置一起呈现这个展览威尔在这份工作中获得了极大的乐趣。“设计娱乐设施的结构是极具挑战性的，因为有太多你要做的工作在过去都没有人做过。”她说，“你需要对传统的工程方法进行调整，以适应具体的情况。你永远不可能做两次同样的事情，这非常有趣。

目录

出版说明

丛书序

前言

目录

第1 部分 工程学介绍

第1章

工程学与技术

第一节：什么是工程技术？

第二节：技术革命

第三节：工程事业和技术教育

总结

词汇

知识拓展

第2章

技术资源和系统

第一节：技术资源

第二节：技术系统

第三节：技术的影响

总结

词汇

知识拓展

第2 部分 交流工程学想法

第3章

工程设计过程

第一节：工程设计过程

第二节：设计注意事项

第三节：工程手册

总结

词汇

知识拓展

第4章

徒手绘制工艺草图

第一节：草图，一个很好的交流方式

第二节：具象化——画图的一个重要技能

第三节：画图技巧

总结

词汇

知识拓展

第5章

立体草图

第一节：为什么工程师和设计师要使用立体草图？

第二节：展示图

总结

词汇

知识拓展

第6章

逆向工程

第一节：逆向工程

第二节：多视图

第三节：制作图

第四节：尺寸标注

总结

词汇

知识拓展

第3 部分 工程设计建模

第7章

参数化建模

第一节：参数化建模简介

第二节：使用参数化建模开发产品

总结

词汇

知识拓展

第8章

原型

第一节：什么是原型？

第二节：材料

第三节：工具

总结

词汇

知识拓展

术语表

精彩书摘

威尔来自委内瑞拉，她在13岁参观佛罗里达的迪士尼乐园时，就立刻被它深深地迷住了。“这真是一个充满快乐和魔力的地方。”她说。威尔的父亲是一名电气工程师，她本人也很擅长数学和科学，所以她倾向于将来成为一名建筑师或工程师。不过，在那次迪士尼之旅中，她决心长大以后做一名设计主题公园的工程师。

实现了在迪士尼工作的梦想之后，威尔辞职并加入了她丈夫创立的凯尔特工程公司。威尔主要负责主题公园的骑乘设施和展览设施的结构设计。比如，她参与设计了一个亚洲的多媒体展览，可以让人有360°的观影体验。“电影里的一些栩栩如生的元素倒挂在天花板上，将你完全包围。”她说，“你会觉得自己就像是在水中一样。”

威尔和其他工程师一起研究将展览中的设备在观众的上方降落，完成任务后再升起的机制。其中，最大的一个设备重达25000磅。威尔说：“在屏幕的后面，有数十种机械装置一起呈现这个展览威尔在这份工作中获得了极大的乐趣。“设计娱乐设施的结构是极具挑战性的，因为有太多你要做的工作在过去都没有人做过。”她说，“你需要对传统的工程方法进行调整，以适应具体的情况。你永远不可能做两次同样的事情，这非常有趣。

前言/序言

教育要面向未来多变的社会，要培养具备全球胜任力的学生。在这样的背景下, 综合性、跨学科的知识和能力越来越重要，这也是我国当前课程改革中最新提出培养、发展学生核心素养（即必备品格与关键能力）的重要内涵。因此，通过加强跨学科课程建设，给学生提供跨学科学习经历尤显重要。国际上当前流行的STEM、STEAM课程，也正是以跨学科、综合性作为其重要特征的。

我国的基础教育历来十分注重学科课程。虽然学科课程原本内涵着跨学科的元素（如物理中有数学，化学中有物理，历史中有地理），

但长期以来已被固化,缺乏与时俱进的深化和拓展。近年的课程改革又开始重视综合性课程和跨学科课程的开发，如全国课程改革中的综

合实践活动课程，上海课程改革中的研究型课程、科学课程和艺术课程。但在实施中，这些课程远未达到应有的水平。而且现在看来，这

些课程缺乏了一个重要内容，就是工程教育。工程是科学、数学与技术等的整合与应用，航天工程、生物工程、桥隧工程、建筑工程、“菜篮子工程”等都是工程。在工程中，必须把设计思维和实践能力放在重要位置，这就要求能够在面临一个复杂的、综合性的任务时，创造性地利用各种手段和方式去完成任务。在设计思维里，系统性思想、以人为本的思想都非常重要。因此，工程教育是跨学科的，是培养设计思维和实践能力的一个很重要的载体，而这正是发展学生核心素养的重要内容。

在基础教育课程改革中，我们首先关注课程的育人价值，在今天特别要考虑课程面对未来的育人功能。工程教育的缺失会产生育人的

短板，这也是国际教育界通过反思之后特别重视STEM课程的重要原因。当前，加强工程教育已经成为国际共识。如何弥补工程教育在我国基础教育中的薄弱与空白？由于当前国内还没有理想的中小学工程教育教材，所以需要学习和借鉴。本套“中小学工程教育”丛书是从美国引进的，有很多值得借鉴的优点。首先，内容系统、完整。书中对工程学科有全面、系统的介绍，包括工程设计的一般流程，工程建设相关的工具、材料、职业等。书中还结合具体的工程项目，介绍了物理、数学等学科知识在工程问题中的应用。其次，它是跨学段的系统设计，初中阶段的学生用书是《工程学入门》，高中阶段的学生用书是《工程原理》《工程设计导论》，内容的难易与梯度都比较合适。第三，语言生动、图文并茂，可读性很强。最后，整套书不仅有功能类似传统教材的学生用书，还有配套实践手册，可供学生练习、提高。

“他山之石，可以攻玉”。我希望这套“中小学工程教育”丛书的翻译出版，可以为我国当前的课程改革、教材开发服务。希望国内的相关人士，能够在此基础之上，开发本土中小学工程教育教材。

张民生

2017年12月

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