本书分为三个部分,共12章,介绍了电力和电子的应用、机械、能源、通信、制造、自动化和机器人、新兴技术等,并探索了工程和工程技术领域可能的职业方向。书中还设计有不同的板块,比如:每章的开始都有一个应用中的工程学,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。
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。
本书为引进书,原版书是Delmar Cengage Learning为PLTW机构(美国非营利性基金会,为学生提供工程学和工程技术教育的相关知识)开发的整套教材中的一种。原书为工程学预备课程,目的是为学生在高等教育中学习工程与工程技术做准备;原书还得到了利比希家族的慈善创业基金会的资金支持,这使得PLTW课程成为了美国首屈一指的以工程为核心的初中技术教育项目。 本书内容生动活泼,实践性和互动性强,而更独特之处是将工程概念引入进了初中课程。工程是STEM教育的重要内容,也是目前国内中小学教育众所周知的短板,因此,本书可以是一个重要的补充,从内容到教育理念都值得中学生和所有关心教育人士的参考和借鉴。
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。耶茨曾是一名授课教师,学校行政领导及大学教授。
第四部分:工程学中能量的应用
第九章 能量
第一节:什么是能量?
第二节:能量的类型与转换
总结
词汇
知识拓展
第十章 可持续性建筑
第一节:土木工程与可持续性建筑概述
第二节:建筑
第三节:结构工程学
总结
词汇
知识拓展
第十一章 能量转移
第一节:简单机械
第二节:机械运动
总结
词汇
知识拓展
第十二章 流体动力学
第一节:流体动力学
第二节:气体力学
第三节:流体力学
总结
词汇
知识拓展
第十三章 飞行与空间
第一节:飞行技术
第二节:飞机推进与控制系统
第三节:火箭与太空飞行
总结
词汇
知识拓展
第五部分:电力与电子
第十四章 电学理论
第一节:电流
第二节:发电机与电动机
第三节:测量电流
总结
词汇
知识拓展
第十五章 电路
第一节:基本电路
第二节:串联电路
第三节:并联电路
第四节:混联电路
总结
词汇
知识拓展
第十六章 电子学
第一节:电子设备
第二节:数字电子学
第三节:控制你的世界
总结 320
词汇 321
知识拓展 321
第六部分:生产系统
第十七章 制造业 322
第一节:制造业的重要性 325
第二节:制造工艺327
第三节:制造系统的组织管理 337
总结 342
词汇 342
知识拓展 343
第十八章 机器人学 344
第一节:你的世界里的机器人 346
第二节:机器人系统 356
第三节:机器人学的历史 362
总结 364
词汇 364
知识拓展 365
第十九章 自动化 366
第一节:你的世界里的自动化 368
第二节:制造业中的自动化 373
总结 380
词汇 380
知识拓展 381
第二十章 新兴技术 382
第一节:生物技术 384
第二节:纳米技术 389
第三节:医疗技术 391
总结 398
词汇表 399
知识拓展 400