基于项目的小学工程教育：跨学科课程设计、教学与评价 下载 pdf 百度网盘 epub 免费 2025 电子书 mobi 在线

本书汇集了波士顿科学博物馆 15 年小学工程课程开发经验，提供了工程教学优质课堂案例、一线教师教学反思、学生工程设计草图、课堂视频链接、评估材料等丰富资源，为基于项目开展工程教育提供了切实可行的建议，也为跨学科课程的设计、教学与评价作出了示范，是了解、开展小学工程教育等跨学科课程的极好抓手。

前言 / 001

部分 将工程教育引入小学

章 为什么工程教育要作为小学教育的一部分 / 009

学生对技术和工程的理解 / 011

为什么在小学开展工程教育 / 016

第二章 聚焦STEM教育中的“E”/ 021

STEM各领域和定义 / 022

K-12学校STEM教育：合而不同 / 025

小学课堂里科学、技术、工程与数学的关系 / 027

在小学课堂中整合科学、工程和数学 / 031

第二部分 课程设计、指导和学习中的注意事项

第三章 工程核心概念：小学课堂上的工程是什么样的 / 041

工程核心概念：工程师使用的工程设计流程 / 042

工程核心概念：材料及其特性 / 049

课堂上的工程核心概念：1年级学生设计手动授粉器 / 052

第四章 参与真正的工程工作 / 064

NGSS中的工程：走出阴影但不在聚光灯下 / 065

NGSS工程实践 / 067

工程思维习惯: 将工程置于焦点之中 / 085

第五章 课程设计的包容性原则 / 100

范畴1：将学习置于真实世界的情境中 / 102

范畴2：设计挑战应接近真实的工程实践 / 111

范畴3：为学生的工作提供脚手架 / 119

范畴4：申明每个人都可以进行设计与制作 / 123

第六章 工程教学 / 128

教师1：“我没有一点儿多余的时间！”/ 129

教师2：“要准备的材料太多了！”/ 130

教师3：“我该如何应对我的学生多样而有创意的设计？”/ 131

教师4：“当我的学生的设计不成功时，他们会不开心。”/ 133

教师5：“我不知道如何给学生的工程活动评分。”/ 134

教师6：“我的班上有的孩子会被落下。”/ 135

第三部分 展望未来

第七章 工程教育的影响 / 139

对学生的影响 / 141

课堂上的工程教育 / 147

对教师的影响 / 151

对学校的影响 / 153

第八章 结语：设计工程教育 / 158

提问 / 159

想象 / 160

计划 / 161

创建 / 162

改进 / 163

致谢 / 165

参考文献 / 168

关于作者 / 176

译后记 / 177

克里斯蒂娜·M·坎宁安（Christine M. Cunningham）,耶鲁大学生物学学士和硕士、康奈尔大学科学教育博士，美国工程教育协会（ASEE）会员，波士顿科学博物馆副馆长。

2003 年起，坎宁安作为波士顿科学博物馆 EiE（Engineering is Elementary）项目创始负责人，致力于为小学和初中生开发工程课程，并为教师提供专业培训。截至 2017 年 8 月，EiE 已惠及全美 1400 万名学生和 17.2 万名教育工作者。由于在中小学工程教育和教师专业培训方面的显著贡献，坎宁安获得美国工程教育协会 K-12 和大学预科部终身成就奖、设计与发展国际协会（ISDDE）教育奖、美国电气与电子工程师协会（IEEE）大学预科教育奖。

2017 年，因开创了一门通过在小学阶段引入工程概念和实践来改变教育的课程，坎宁安获得全美声望的教育奖项之一——麦格劳教育奖（Harold W. McGraw Jr. Prize in Education），该奖旨在奖励运用新方法来改善教育并取得重大成就的优秀个人。

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编辑推荐

在提倡 STEM 教育和跨学科学习的当下，工程教育正在进入大中小学校。为什么要将工程教育引入小学课堂？如何将工程与科学、数学等学科整合？如何从真实世界出发设计工程课程？如何解决工程教学过程中的常见困难？工程教育会给学生、课堂、教师、学校带来哪些影响？……本书会给你带来一些启发和具有实际操作性的建议。

媒体评论

想知道如何将工程融入你的课程和教学吗？想知道如何在 STEM 教育中加入“E”吗？看这本书就对啦！

——理查德·A·杜施尔 （Richard A. Duschl），宾夕法尼亚州立大学中等教育沃特伯里讲席教授、 《新一代科学教育标准》 创作领导团队成员

坎宁安博士基于她在工程教育领域的多年研究，提出了一个颇具吸引力的小学工程教育愿景，这一愿景既有创新性和勃勃的雄心，又切实可行。

——海迪·卡洛内（Heidi Carlone），北卡罗来纳大学格林斯伯勒分校STEM 教育杰出教授

前言

我一直在思考如何改善 STEM（科学、技术、工程、数学）教育。上学后，我就开始了“教学”工作，带着弟弟妹妹玩“上 学”游戏。我不必远寻 STEM 学科的榜样：我的母亲是在一个由建筑工人和机械师组成的家庭里长大的，他们习惯于修理设备、设计他们需要的东西。母亲继承了外祖父母的手艺和聪明才智，又发展了自己的兴趣。在大学里，她先攻读数学专业，后来转为生物学专业，当时的一流大学刚刚开始向蓝领、公立学校的学生敞开大门。虽然女性被有意或无意地鼓励学习文学等科目，但母亲不懈地追求她所喜欢的专业，她的大学生涯一直在科学实验室中工作。当她遇到了我同样主修生物学的父亲，这位善良的知识分子欣赏她的好奇心、她对自然界的亲身参与，以及她修复家里每一件坏掉的设备的决心。

我一直很钦佩父母对孩子智力发展的专注投入。我们的家在佛蒙特州一个小镇上，家里摆满了书籍和杂志：《游侠瑞克》（Ranger Rick）*、《国家地理世界》（National GeographicWorld）和一系列“如何做”的书籍，以及海伦·凯勒（Helen Keller）、塔布曼（HarrietTubman）* 和爱迪生（Thomas Edison）的传记。整套《世界百科全书》（World BookEncyclopedia）就放在客厅里，当我们对所生活的世界有任何疑问时，就可以打开它们来寻找答案。我的母亲在大自然中看到了科学之美，她带着我们在山林中长途跋涉。 她拿着一本指南，会停下来仔细观察某种有趣的真菌、一片野蘑菇、鸣叫的林中鸟儿、一队令人眼花缭乱的忙碌的蚂蚁，或者形状奇特的野花。她总是强调观察的力量，从观察聚集在我们厨房外丁香丛中的蜂鸟来获得知识。她树立了好奇心的榜样，而这种好奇心往往在我们的教育体系中被忽视和遗忘。她喜欢问这样的问题——为什么我们的世界以这种方式运行：“为什么冰柱的形状是这样的？”“潮汐池中的生物是如何生存的？”“时钟钟摆摆动的原理和机制是什么？”同样，她也非常乐于见到我们反问问题。

幼年时在科学和工程领域受到的熏陶，使我免受学校里单调乏味的科学课的影响。我所读的学校几乎不向小学生讲授科学知识，而只向较年长的学生讲授非常传统的科学知识。很少有教师拥有他们所教授的科学学科的学位或修过相关学术课程，所以他们只是拿着教材照本宣科，有时甚至直接把课本念一遍。我的多数课程都是在毫无意义的课后练习和测试中度过的，与我所体验过的科学毫无关系。数学学习中也有类似的煎熬，成绩比实质内容或其在生活中的应用更重要。

书籍介绍

  本书汇集了波士顿科学博物馆 15 年小学工程课程开发经验，提供了工程教学优质课堂案例、一线教师教学反思、学生工程设计草图、课堂视频链接、评估材料等丰富资源，为基于项目开展工程教育提供了切实可行的建议，也为跨学科课程的设计、教学与评价作出了示范，是了解、开展小学工程教育等跨学科课程的极好抓手。