STEM与工程思维

　　随着小学科学课程标准将“技术与工程”领域作为课程内容之一、高中通用技术课程标准将“工程思维”确定为学科核心素养之一，大家对工程和工程思维开始熟悉，但工程及工程思维仍未在我国基础教育阶段受到应有的重视。本书主要依据STEM教师能力等级标准要求组织内容，以培养和提高一线STEM教师、科学教师的工程思维教育素养、工程思维教育能力，使教师理解工程学科在STEM中的价值和地位，理解工程思维的复杂性、系统性、目的性及价值性等特点，具备将工程思维贯穿应用于STEM课程全过程中的意识和能力等。 该书从认知维度、能力维度和实践维度三个方面阐释了工程思维的价值、特点、思想方法，同时给出了运用工程思维解决问题的策略，以及工程思维教学案例及解析，为教师理解工程思维，有效开展教学实践提供了支持。

　　李双寿 清华大学基础工业训练中心主任、教授，兼任教育部高等学校工程训练教学指导委员会副主任委员。主要研究领域为先进材料成形技术、智能制造系统、工程实践与创新教育。获高等教育国家级教学优秀成果奖3项、宝钢优秀教师奖。

理 念 篇

第一章 认识工程思维 ………………………………………………………………… 3

一、认识工程思维 …………………………………………………………… 5

二、STEM 教育与工程思维 …………………………………………………13

三、开展工程思维教育的意义 ………………………………………………16

第二章 了解工程和工程师 ……………………………………………………………21

一、认识工程 …………………………………………………………………23

二、认识工程师 ………………………………………………………………36

三、典型工程案例 ……………………………………………………………40

第三章 工程教育与工程思维培养 ……………………………………………………57

一、高等工程教育 ……………………………………………………………59

二、中小学工程教育 …………………………………………………………73

三、工程思维培养模式 ………………………………………………………77

策 略 篇

第四章 基于核心素养的工程思维培养实施 ………………………………………… 89

一、工程思维培养目标 ……………………………………………………… 91

二、工程思维培养流程 ……………………………………………………… 99

三、工程思维培养教学策略 …………………………………………………105

四、工程思维培养教学工具 …………………………………………………117

五、工程思维培养教学条件保障 ……………………………………………124

实 践 篇

第五章 工程思维培养教学案例 …………………………………………………… 133

一、案例 1：叠衣板的设计与制作 ……………………………………………135

二、案例 2：火星着陆器设计制作……………………………………………144

三、案例 3：小小净水站——拯救母亲水窖计划……………………………153

四、案例 4：智能送菜机………………………………………………………165

五、案例 5：动力火箭…………………………………………………………177

六、案例 6：中医科技创新实践活动…………………………………………190

七、案例 7：“天眼”模型制作实践…………………………………………210

第六章 学校工程思维培养探索与实践 …………………………………………… 225

一、清华大学 iCenter 工程思维培养探索…………………………………………227

二、中国人民大学附属中学工程思维培养探索 …………………………… 234

三、中国人民大学附属中学实验小学工程思维培养探索 ………………… 240

四、清华大学附属中学工程思维培养探索 …………………………………… 245

五、广东实验中学越秀学校工程思维培养探索 …………………………… 250

参考文献 ……………………………………………………………………………… 255