工程学入门（上） pdf epub mobi txt 电子书下载 2025

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乔治·E. 罗杰斯（George E. Rogers），迈克尔·D. 莱特（Michael D. W 著，陈晨晟等译

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你会得到大惊喜!!

出版社：上海科技教育出版社

ISBN：9787542858276

版次：1

商品编码：12272665

包装：平装

丛书名：中小学工程教育丛书

开本：16

出版时间：2017-12-01

用纸：胶版纸

页数：185

字数：190000

具体描述

编辑推荐

适读人群：中学生；工程师；教师；科技工作者

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。

精彩书摘

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

《工程学导论：实践与创新》本书并非一部传统意义上的工程学教材，它旨在为读者打开一扇通往工程世界的大门，激发对科学、技术与创新的兴趣，并深刻理解工程在塑造我们现代生活中所扮演的关键角色。我们不在这里深入探讨具体的工程学科理论或复杂的计算方法，而是将焦点置于工程学的宏观视角、其核心思维方式以及它如何驱动社会进步。探寻工程的本质：从问题到解决方案工程学的核心在于解决问题。本书将带领读者一同审视各种人类面临的挑战，无论是基础设施的建设、能源的获取、通信的连接，还是医疗的进步，追溯这些挑战背后是如何通过工程的智慧得以化解的。我们将探讨工程师如何识别需求、分析问题、构思方案，并最终将蓝图转化为现实。这不仅仅是关于建造桥梁或设计芯片，更是关于理解需求、平衡约束、优化选择的系统性思维过程。工程学的跨学科魅力现代工程不再是孤立的学科，它融合了数学、物理、化学、计算机科学、材料科学等众多基础科学，并与经济学、社会学、伦理学等领域紧密相连。本书将通过生动的案例，展现这种跨学科的本质。我们将看到，一项成功的工程项目往往需要不同领域专家的协同合作，理解不同学科之间的相互影响，以及如何在多重约束下找到最优解。例如，设计一座可持续发展的城市，不仅需要建筑师和土木工程师，还需要环境科学家、社会学家、经济学家，甚至艺术家。从概念到实现的旅程：工程思维的实践工程思维是一种独特的认知模式，它强调逻辑、效率、创造力和务实性。本书将通过一系列引人入胜的叙述，揭示这种思维方式的运作。我们将探索工程师如何进行原型设计、测试与迭代，如何从失败中学习并不断改进。我们还将讨论项目管理、风险评估以及在资源有限的情况下如何做出明智的决策。这些实践经验的分享，将帮助读者理解工程从一个想法萌芽，到最终成为一项成熟的技术或产品的完整过程。塑造未来的力量：工程与社会工程不仅仅是技术本身，更是推动社会发展和变革的关键力量。本书将着重阐述工程在解决全球性问题中的作用，例如气候变化、资源短缺、公共卫生危机和数字鸿沟。我们将探讨工程伦理的重要性，以及工程师在决策过程中如何考虑其对环境、社会和人类福祉的长期影响。本书鼓励读者思考，作为未来的建设者和创新者，将如何运用工程的知识和能力，创造一个更美好、更可持续的世界。激发你的工程潜能：学习与成长本书并非要求读者成为一名专业的工程师，而是希望点燃你对工程学的热情，培养你解决问题的能力和创新思维。通过阅读本书，你将能够：理解工程项目的全貌：从最初的构思到最终的落地，对工程的整个生命周期有清晰的认识。掌握工程的基本思维模式：学习如何系统地分析问题，寻找创新的解决方案。认识工程与我们生活的紧密联系：了解身边的科技和基础设施是如何通过工程的力量实现的。激发对科学技术的热情：发现工程世界的无限可能，并考虑自身在其中的定位。培养批判性思维和解决问题的能力：学习如何在复杂和不确定的环境中做出理性判断。《工程学导论：实践与创新》将是一次充满启发和探索的旅程，带领你领略工程学的魅力，感受科技创新的力量，并为理解我们所处的现代世界提供一个全新的视角。它是一个起点，一段发现之旅，让你在未来的学习和生活中，都能以工程的智慧去审视世界，创造价值。

用户评价

评分☆☆☆☆☆

在我阅读《工程学入门（上）》的过程中，我最大的感受就是它的“系统性”。它并非零散地罗列各种工程知识点，而是以一种逻辑清晰、层层递进的方式，构建了一个完整的工程学知识体系。书中的章节安排非常合理，从最基础的物理原理开始，逐步深入到更具体的工程应用。我尤其喜欢它关于“系统思维”的阐述，作者强调了在进行工程设计时，必须考虑到整个系统的相互作用和影响。这一点对于我来说，是一个非常重要的启示。我之前在处理一些项目时，常常只关注某个环节，却忽略了它对其他环节可能带来的影响。这本书让我意识到，任何一个工程项目，都是一个复杂的系统，需要从整体上进行考量。书中列举的许多案例，都生动地说明了这一点。比如，在介绍城市交通系统时，作者分析了如何通过优化交通信号灯、改善道路设计来提高整体通行效率，而不是仅仅增加更多的车道。这种整体性的思维，让我觉得非常有价值，不仅适用于工程学，也适用于生活的方方面面。

评分☆☆☆☆☆

《工程学入门（上）》带给我的，远不止是知识的增长，更是一种思维方式的转变。我一直认为，工程学是一门充满创造力的学科，而这本书恰恰证明了这一点。作者在书中反复强调，工程学不仅仅是遵循规则，更重要的是如何突破规则，找到更优的解决方案。它鼓励我去思考“为什么”，去质疑现有的方法，并尝试提出新的想法。我印象深刻的是，书中在介绍创新设计时，引用了许多历史上著名的工程突破案例，比如飞机、互联网的发明，这些案例都展示了工程师是如何通过不懈的探索和尝试，改变世界的。它让我明白了，工程学的魅力在于将科学理论与实际需求相结合，创造出能够解决实际问题、改善人类生活的解决方案。我曾经以为，工程学的工作就是枯燥的计算和绘图，但这本书让我看到了工程学中蕴含的无限可能性和创造力。它鼓励我去拥抱挑战，去探索未知，去将自己的想法付诸实践。这让我对接下来的工程学学习充满了期待，也让我对未来能够运用所学知识解决实际问题充满了信心。

评分☆☆☆☆☆

这本书最让我感到惊喜的一点，是它对“失败”的包容态度。作者在书中并没有回避工程项目中的失败案例，反而将它们作为重要的学习素材。它强调了从失败中吸取教训的重要性，并鼓励读者将失败视为通往成功的必经之路。我曾经害怕犯错，因为我担心失败会让我显得不够优秀。但这本书让我明白，工程学的本质就是不断尝试和改进，而失败是这个过程中不可避免的一部分。书中引用的一些经典工程事故分析，让我看到了即使是经验丰富的工程师，也可能因为各种原因导致项目失败。但关键在于，他们如何从失败中总结经验，避免重蹈覆辙。这种态度让我感到非常鼓舞，它减轻了我对未知的恐惧，也让我更加敢于去尝试新的事物。它让我意识到，工程学不仅仅是追求完美，更是不断学习和进步的过程，而拥抱失败，正是这种进步的重要驱动力。

评分☆☆☆☆☆

我必须承认，《工程学入门（上）》的图文结合做得非常出色。书中随处可见的精美插图、流程图和示意图，极大地帮助我理解了抽象的工程原理。它们不仅仅是文字的补充，更是帮助我构建对概念的直观认识的关键。我曾尝试过只阅读纯文字的工程学书籍，结果往往是看过之后就忘得一干二净，因为缺乏直观的形象来支撑。但这本书的插图，恰到好处地解释了复杂的结构，展示了力的传导方向，甚至模拟了材料的形变过程。尤其是在讲解一些机械结构或者电路原理时，清晰的示意图能够帮助我快速抓住核心要素，理解它们之间的关系。我曾经对着一些文字描述感到困惑，但看到相应的图示后，一切都豁然开朗。这让我意识到，对于工程学这样一门高度依赖空间想象和结构理解的学科来说，高质量的视觉辅助材料是多么重要。这本书在这方面做得非常出色，让我觉得学习过程更加轻松愉快。

评分☆☆☆☆☆

《工程学入门（上）》给我最大的启发，在于它打破了我对工程学的一些固有认知。我以前总觉得工程学是冰冷、理性的，充满了各种公式和计算。然而，这本书却向我展示了工程学背后的人文关怀和创新精神。它强调了工程设计不仅要考虑技术可行性，更要关注其对社会、环境的影响。书中关于可持续工程的讨论，让我意识到，作为未来的工程师，我们肩负着重要的社会责任。我非常赞同书中关于“工程伦理”的观点，它不仅仅是法律法规的约束，更是一种内在的自觉。工程师在做出决策时，需要充分考虑其行为可能带来的长远影响，并努力实现技术进步与环境保护的平衡。这一点让我觉得非常重要，也让我对工程学这个领域有了更深层次的理解。它不再仅仅是一门技术学科，更是一门充满责任感和使命感的科学。

评分☆☆☆☆☆

最近终于下定决心，开始我的工程学学习之旅。我选择的第一本书是《工程学入门（上）》。我一直对工程学抱有浓厚的兴趣，觉得它是如何将科学原理转化为实际应用，创造出我们日常生活中不可或缺的各种事物的关键。拿到这本书的时候，我还是有点忐忑的，毕竟这是我接触工程学的第一本书，我担心它会过于理论化，或者晦涩难懂。然而，当我翻开第一页，一种豁然开朗的感觉油然而生。作者用一种非常引人入胜的方式，将复杂的工程概念娓娓道来，仿佛一位经验丰富的老师，耐心地引导着我这个初学者。书中的例子非常贴近生活，比如讲解力的概念时，不是枯燥的公式推导，而是从我们日常生活中搬东西、推车等场景出发，让我立刻就能理解。它让我意识到，原来工程学并不是高高在上的理论，而是深深植根于我们生活的点滴之中。我尤其喜欢书中关于材料力学的部分，它解释了为什么有些材料坚固耐用，而有些则容易断裂，这对于我理解建筑、桥梁甚至是我们使用的手机外壳都非常有帮助。我曾经对为什么有些高楼大厦能够巍然屹立，而有些小型建筑却容易倒塌感到困惑，这本书似乎为我揭示了其中的奥秘。它让我开始审视周围的世界，用一种新的视角去观察和思考。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，在开始阅读《工程学入门（上）》之前，我对于“工程学”这个词的理解是非常模糊的。我脑海里浮现的，无非是高耸的楼宇、复杂的机械，以及穿着蓝色工作服的工程师们。这本书却以一种出乎意料的细腻和宏观的视角，为我勾勒出了工程学的全貌。它不仅仅局限于具体的学科分支，而是强调了工程学作为一门跨学科的科学，如何融合了数学、物理、化学乃至计算机科学等多个领域的知识。书中的内容，从最基础的力学原理，到更复杂的材料科学，再到一些基本的电路知识，都为我建立了一个扎实的基础框架。我特别欣赏的是，作者在讲解每一个概念时，都会引用大量的实际案例，这些案例涵盖了从宏观的城市规划到微观的芯片设计，让我能够清晰地看到工程学在不同领域发挥的作用。比如，在介绍结构工程时，书中详细阐述了不同类型桥梁的设计理念和受力分析，这让我对我们每天经过的桥梁有了全新的认识。以前只是觉得它们是连接两岸的通道，现在我才知道，它们是无数工程师智慧的结晶，是力学原理与材料科学完美结合的产物。这本书让我不再觉得工程学是遥不可及的，而是与我们的生活息息相关的。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格非常朴实，却又不失深度。作者没有使用过多华丽的辞藻，而是用清晰、简洁的语言来阐述复杂的工程概念。这让我能够轻松地理解书中的内容，而不会感到晦涩难懂。我尤其欣赏的是，作者在解释每一个概念时，都会适当地穿插一些生活中的小故事或者历史轶事，这使得阅读过程不再枯燥乏味，而是充满了趣味性。我曾尝试阅读过一些国外的工程学教材，虽然内容很扎实，但翻译过来的语言有时会显得生硬，不如这本书这样自然流畅。它让我深刻地体会到，好的科普读物，不仅仅是传递知识，更重要的是能够激发读者的兴趣，引导读者主动去探索。我曾一度认为，工程学是一门只属于少数“天才”的学科，但这本书让我意识到，只要有兴趣和努力，任何人都可以踏入工程学的大门。它就像一位循循善诱的导师，用最易懂的方式，将最核心的工程学思想传递给我，让我对这个曾经觉得遥不可及的领域，产生了浓厚的兴趣和敬意。

评分☆☆☆☆☆

在我开始阅读《工程学入门（上）》之前，我对于“工程师”这个职业的理解，仅限于电视上或者新闻里看到的那些形象——在工地上指挥、在实验室里操作。这本书却为我打开了一个更广阔的视野，让我看到了工程学在各个领域的深远影响。从我们日常使用的智能手机，到我们赖以生存的基础设施，再到我们探索宇宙的航天技术，无一不蕴含着工程学的智慧。它让我看到了工程学不仅仅是建造和制造，更是创新和解决问题。它教会我如何运用科学知识来创造价值，如何用逻辑思维来克服困难。我开始意识到，成为一名工程师，意味着拥有改变世界的力量。这本书为我树立了一个更加清晰的职业目标，也让我对未来的学习和工作充满了期待。它不仅仅是一本教科书，更像是一本点燃我工程梦想的启蒙读物。

评分☆☆☆☆☆

这本书的篇幅不算特别厚重，但我感觉每翻一页都能学到新的知识。它并没有一开始就抛出大量的数学公式，而是循序渐进地引入一些基本的概念和原理。这一点对于我这种工程学新手来说，实在是太友好了。我之前尝试过看一些其他的工程学教材，结果发现它们往往上来就是各种符号和公式，让我望而却步。但《工程学入门（上）》不一样，它更多的是通过逻辑推理和清晰的图示来解释问题。我印象特别深刻的是关于能量守恒的讲解，作者用一个简单的水力发电的例子，就将这个抽象的概念讲得明明白白，让我不再觉得它只是物理课本上的一个死记硬背的条条框框。它让我明白了，工程学不仅仅是制造东西，更是一种解决问题的思维方式。它教会我如何分析问题，如何分解问题，然后找到最有效的解决方案。我开始尝试用书中学到的方法去分析一些生活中的小问题，比如如何更有效地整理我的书桌，或者如何优化我的通勤路线。虽然这些问题看起来很小，但当我用工程学的思维去解决它们时，我发现自己能够做得更好，而且更加有条理。这本书就像一把钥匙，为我打开了一扇通往工程世界的大门，让我看到了无数的可能性。

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