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创意搭建与工程设计/科技教师能力提升丛书9787302568902

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作者北京市科学技术协会,郑娅峰,傅骞

出版社清华大学出版社有限公司

ISBN9787302568902

出版时间2018-12

装帧平装

开本16开

定价69元

货号11188102

上书时间2024-12-14

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品相描述：全新
商品描述
作者简介
郑娅峰，北京师范大学教育技术学博士，河南财经政法大学副教授，硕士生导师，河南省电化教育专家，河南省高校创新人才(人文社科类)支持计划入选者，北京师范大学米思齐创客团队课程研发负责人。长期从事信息技术教育应用研究，关注创新教育的理论与实践，教育数据挖掘、学习分析与数据可视化呈现等研究。

目录
章  创意搭建与工程设计概述
  1.1  工程设计的内涵及教学模式
    1.1.1  工程设计的发展与内涵
    1.1.2  工程设计常用教学模式
  1.2  创意搭建与工程设计课程目标
    1.2.1  创意搭建在中小学课程中的定位
    1.2.2  基于工程设计的创意搭建课程的优势
    1.2.3  创意搭建课程教学目标
  1.3  创意搭建课程的活动设计与教学实施
    1.3.1  创意搭建活动设计原则
    1.3.2  创意搭建活动教学实施
  1.4  创意搭建课程的教学评价
    1.4.1  评价维度与评价方式
    1.4.2  常用评价量表
  1.5  基本搭建零件认识
    1.5.1  造型零件
    1.5.2  传动零件
    1.5.3  固定和转接零件
    1.5.4  特殊零件
第2章  简单结构
  2.1  简单结构在生活中的应用
    2.1.1  三角形结构在生活中的应用
    2.1.2  四边形结构在生活中的应用
    2.1.3  杠杆结构在生活中的应用
    2.1.4  滑轮结构在生活中的应用
  2.2  简单结构思维导图
  2.3  典型案例实践
    2.3.1  三角形稳定结构实践案例
    2.3.2  四边形不稳定结构实践案例
    2.3.3  杠杆结构实践案例
    2.3.4  滑轮传动实践案例
  2.4  自主任务
  2.5  活动反思
第3章  常见传动
  3.1  机械传动科技历史与现状
    3.1.1  齿轮传动科技历史与现状
    3.1.2  链传动科技历史与现状
    3.1.3  现代机械传动方式
  3.2  常见传动思维导图
  3.3  典型案例实践
    3.3.1  齿轮传动实践案例
    3.3.2  棘轮机构实践案例
    3.3.3  链条传动实践案例
    3.3.4  齿条传动实践案例
  3.4  自主任务
  3.5  活动反思
第4章  连杆机构
  4.1  机械连杆机构的生活应用
  4.2  连杆机构思维导图
  4.3  典型案例实践
    4.3.1  曲柄摇杆机构实践案例
    4.3.2  双曲柄机构实践案例
    4.3.3  双摇杆机构实践案例
    4.3.4  曲柄滑块机构实践案例
    4.3.5  其他演化机构
  4.4  自主任务
  4.5  活动反思
第5章  机器人结构
  5.1  机器人科技发展与现状
    5.1.1  机器人发展历史
    5.1.2  机器人结构设计
    5.1.3  足式机器人的分类
  5.2  足式机器人结构思维导图
  5.3  典型案例实践
    5.3.1  平行四杆机构实践案例
    5.3.2  克兰连杆机构实践案例
    5.3.3  切比雪夫连杆实践案例
  5.4  自主任务
  5.5  活动反思
第6章  综合应用
  6.1  发布任务
  6.2  明确问题
  6.3  产生问题解决方案
  6.4  搭建作品原型与测试
    6.4.1  设计作品一
    6.4.2  设计作品二
    6.4.3  设计作品三
    6.4.4  设计作品四
  6.5  作品评价
参考文献
全书典型结构与应用案例一览表

内容摘要
以培养创新型复合人才为目的的STEM教育正逐步在全球范围内普及推广。在STEM教育理念的引领下，工程教育不断融入科学教育，引领科学教育新的教学范式改革。STEM是科学(Science)、技术(Technology)、工程(Engineering）和数学（Mathematics)四门学科的简称，其强调将原本分散的四门学科内容自然组合形成整体，利用跨学科知识解决现实生活中的复杂问题。“工程教育”是在STEM理念指导下新的培养方式的核心特点之一。美国《K-12科学教育框架》和以此为基础发展出的《新一代科学教育标准》（NGSS)尤为突出，它不仅将工程实践与科学实践并重，强调学生在反复实践中深入理解科学和工程的本质，还将工程设计与工程、科学、技术和社会的交互关系列入课程核心概念。通过工程实践丰富学生的科学学习，使学生更好地掌握科学概念，进而实现跨学科整合型的STEM教育，全面提高学生批判性思维、创新性思维、解决问题的能力等高阶思维能力。我国对工程教育的重视是从近几年开始的。教育部2017年颁布的《小学科学课程标准》，其课程内容在原来的物质科学、生命科学、地球与宇宙科学三大领域的基础上新增了工程与技术领域，正式将工程与技术纳人小学科学课程标准。2017年颁布的《普通高中通用技术课程标准》提出了通用技术学科的五大核心素养，其中就包括工程思维。在2018年发布的《中国学生发展核心素养》中提出的六大核心素养之一“创新实践”就明确指出“具有工程思维，能将创意和方案转化为有形物品或对已有物品进行改进与优化等”。由此可见，开展工程教育，对于培养学生的工程设计能力、发展学生的创新思维、提升学生解决问题的能力具有重要意义。一般而言，一个良构问题只有一个令人满意的解决方案；而在真实生活中，我们遇到的问题大多是非良构的，主要表现为问题界定存在不确定的信息，目标数量是模糊的，解决问题的途径和方法也是不确定的。工程设计能够为学生提供一种基于开放性的、非良构问题的有效解决途径，并且能够有效支持对科学内容的学习，通过工程设计方法设计出相关功能产品，能够进一步帮助学生巩固和加深对科学概念的理解和解释。一些研究者指出，尽管工程设计是一种可以提高学习的方法，但其不应作为一门独立的学科进行教授，而应通过与具体科目相结合的方式进行教学。工程设计作为STEM教育的重要教学方法，在国内却被大多数基础教育阶段的课程所忽视，科学与技术类课程缺乏工程设计方法的应用，学生对工程设计的认识也只是抽象的、非系统化的学习。工程设计还能够给学生提供一种积极的学习体验。工程设计的过程在激励学生获得新知识的同时，能够给学生提供丰富的学习情境，让学生通过实践强化和巩固新知识，利用创新思维解决实际问题。基于工程设计开发的各种积木、套件符合学生的认知发展特征，同时能够为工程设计提供一种基于游戏的学习工具。许多基于工程设计的研究也借助积木搭建探讨将工程设计引入科学课程学习的途径，帮助学生更好地明确和应用所学知识来解决真实世界的非良构问题。基于此，本书尝试以工程设计作为连接科学、数学和技术的纽带，以积木搭建为课程载体，开展工程设计实践课程的学习。1.1工程设计的内涵及教学模式1.1.1工程设计的发展与内涵工程设计是当前基础教育阶段科学教育课程的重要组成部分。工程设计为学生提供了通过“做中学”加深知识理解的方法，其理念符合建构主义的重要原则。工程设计作为科学学习的一个有力支撑，通过为学生提供一个解决开放问题的有效方法，设计功能性作品，从而为探索科学概念打下坚实的基础口。作为当代基础教育阶段科学课程的重要组成部分，工程教育已经体现在多个国家的课程文件中。2018年，美国国家科学院等发布了《以调查和设计为中心的6~12年级科学与工程》报告，明确提出以科学调查和工程设计作为科学教育的核心实践，其代表了美国科学教育实验教学的前沿性研究成果。工程设计融入K-12教育中，使其具备作为教学方法、学科实践和学科核心观念的内涵31。英国、加拿大等国也效仿制定国家科学课程标准；澳大利亚也将设计、科技与工程定为中小学必修课程。由此可见，工程教育实践已成为新一代国际教学改革的重要一环。工程教育与科学教育具有天然联系。对科学、技术和工程概念的辨析有利于理解三者的关系并促进其有机融合。科学是认识世界、解释自然界客观规律的系统理论知识，解决“是什么”和“为什么”的问题；而技术是改造世界、利用自然界的学科，解决“做什么”与“怎么做”的问题；工程则是面向现实问题，将观念形态进行物化，是对科学与技术的应用，重视构建的过程。工程是对科学和数学的某种应用，通过这一应用，使自然界的物质和能源的特性能够通过各种结构、机器、产品、系统和过程，以最短的时间和最经济合理的人力做出高效、可靠且对人类有用的事物。与工程实践直接相关的思维称为工程思维。《普通高中通用技术课程标准》（2017……




主编推荐
以工程设计为核心，以创新思维为引导，在创意搭建中尽情领略机械结构之巧与造型艺术之美，让工程教育切实成为STEM学科整合的粘合剂。

精彩内容
本书选用积木作为主要载体，以运动方式为主要线索，进行简单机械原理和典型传动机构的 学习。内容组织形式突出知识原理和核心结构的提炼和总结，突出使用工程思想构建核心机械模 型。本书特色体现为以工程设计作为指导思想，理论与实践兼容并重，案例满足原创性、游戏性 和竞技性的特点，重视学习主题的拓展与深化等。   本书可作为中小学校、校外培训机构、科技馆所等科技教师和科技辅导员的培训用书，也可 作为教师提升科学素养，提高专业能力，开展教学活动的参考用书。 本书封面贴有清华大学出版社防伪标签，无标签者不得销售。

媒体评论
以工程设计为核心，以创新思维为引导，在创意搭建中尽情领略机械结构之巧与造型艺术之美，让工程教育切实成为STEM学科整合的粘合剂。

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