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引言 1

第一部分 工程设计 5

1.工程设计流程 6

2.科学与工程——实验室研究的两种模式 9

3.利用循环模型寻找解决方案——学生运用四步循环模型解决当地的问题 15

4.建立模型——更好地理解工程中成本与安全的重要性 22

5.微型雪橇，冲，冲，冲！——运用工程项目教幼儿园学童进行技术设计 31

6.科学与工程 38

7.初级设计挑战——学生模仿美国宇航局的工程师 45

第二部分 学科活动 51

生命与环境科学 52

8.修复股骨骨折——生物材料科学示范课 52

9.抓住窍门！——中学课堂上的一项工程挑战 60

10.问题导向型学习中的合作——鼓励学生思考有关基因治疗的开放性问题 68

11.环境中的塑料——“拼图式”学习活动 75

12.大自然的设计——探索线性和循环的生命周期 84

13.运动型多用途车——从热力学角度思辨燃料经济性的标准 90

地球科学 100

14.设计挑战：为英语学习者奠基——英语学习者通过语言和行为表达 100

15.拯救企鹅——通过工程设计讲授热学 106

16.震动、摇晃，最好别塌——地震和建筑设计探究 118

自然科学 124

17.重力赛车 124

18.鸡蛋赛车 130

19.工程学习总动员——帮助学生成功完成设计流程的策略 134

20.呼吁驾驶燃料电池汽车 140

21.《星球大战》背后的科学——整合技术和《科学素养的基准》中的要求 144

22.“弹入”技术设计 150

23.土豆难题——开展“5E活动”来消除对隔热保温的误解 155

24.纳米视野 161

25.小物体，大作用 163

第三部分 课外项目 175

26.激发科学学习兴趣——一个实用的课外项目模式 176

27.发明工厂——帮助特需人群的发明 182

28.年轻女性“未来工程” 189

29.面向初中生的INEEL科学工程展会 193

30.工程学课堂 198