STEM学习入门：工程 ENGINEERING pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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原文作者： Jenny Jacoby

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• 科学
• 技术
• 数学
• 动手实践
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• 教育
• 学习

　　美国前任总统奥巴马大力推行STEM教育 为知识型经济培育具竞争力的人材
　　创新实践 由STEM学习做起
　　探索科学知识 培养实践求真的精神

　　STEM中的四个英文字母分别代表科学（Science）、科技（Technology）、工程（Engineering）和数学（Maths）。这四门学科的学习范畴紧密相连，互相影响发展。数学和科学是工程师用于解决问题、创造机械的工具。而科学上的发现也能启发工程师，尝试以从前不可能的方式解决难题。

　　《STEM学习入门》系列一共四册，包括：《科学》、《科技》、《工程》及《数学》，通过有趣的表达形式和简洁的文字，培养孩子学习STEM学科的兴趣，激发孩子的创意思维，同时鼓励孩子探索科学知识，学会主动实践求真。

　　工程是一门培养学习思考和寻找解决问题方法的学科。本书教导孩子认识世上的工程师如何解决生活上的各种难题，他们发明了各种东西来改善生活，包括：活字印刷、电力、飞机、降落伞、环保包装、无人机和电脑等等。

本书特色

　　按STEM四个学科分为四册，提高孩子对每一个学科的兴趣。
　　通过有趣的表达形式和简洁的文字，培养孩子学习STEM学科的兴趣，激发孩子的创意思维。
　　每个主题配以一个简单的小活动或小问题，以加强孩子对该知识的掌握。

　　＊适读年龄：6岁或以上

好的，这是一份基于您提供的书名《STEM学习入门：工程 ENGINEERING》的反向构建的、不包含该书内容的图书简介： --- 图书简介：探索未知的边界——《星际导航与深空探索：理论与实践》 本书旨在为对天体物理学、航天工程和宇宙探索抱有浓厚兴趣的读者，提供一个全面而深入的知识框架。我们不谈及地球上的基础设施建设、机械设计或电路原理，而是将目光投向浩瀚的宇宙，聚焦于人类文明如何跨越星际的鸿沟，以及支撑这一宏伟目标的科学与技术基础。 第一部分：宇宙的结构与我们之所在 本部分将带领读者深入理解我们所处的宇宙环境。内容将涵盖天体力学、轨道理论的精妙之处，重点探讨如何利用开普勒定律、牛顿万有引力定律来精确预测行星、卫星乃至彗星的运动轨迹。我们将详细解析星际介质的构成、星系的演化模型，以及暗物质和暗能量在宇宙结构形成中的关键作用。 星际航行的基础动力学： 深入剖析霍曼转移轨道、引力弹弓效应（重力助推）的设计与应用。不同于地面工程中对结构稳定性的关注，这里的核心在于如何在真空和高辐射环境下，实现最小能耗下的精准变轨。 遥远天体的探测： 介绍射电天文学、光学望远镜阵列的原理，以及如何从接收到的微弱信号中重构出遥远星云、黑洞的物理图像。这部分强调的是信息获取的广度和深度，而非工程实体本身的构建。 宇宙辐射环境与防护： 详细阐述太阳风、宇宙射线对载人航天器的影响，重点探讨磁屏蔽、材料衰减和辐射剂量计算模型，为远距离飞行提供理论保障。 第二部分：超越地球的推进技术 传统工程学常关注内燃机、流体力学在地面设施中的应用，而本书则聚焦于突破速度限制的尖端推进系统。我们将彻底跳过传统的机械传动和土木结构范畴，专注于对能量转换和动量传递极限的探索。 核推进系统（NTP与核聚变）： 详尽介绍核热推进（NTP）的工作原理，包括反应堆的设计、燃料选择（如液态氢作为工质）和推力生成机制。同时，对前沿的核聚变火箭概念进行理论评估，探讨其高比冲（Specific Impulse）的潜力。 电推进的精密控制： 深入解析离子推进器（如霍尔效应推进器）的工作原理，包括等离子体生成、电场加速和电荷中和过程。这要求读者理解高真空下的电磁场精确控制，而不是常规的电力分配。 未来概念性驱动： 对光帆（Solar Sails）和激光推进系统进行理论建模，分析其在零质量推进（Zero-Propellant Propulsion）方面的可能性，以及如何克服大气阻力（在行星际环境中，主要指微流星体和尘埃）的影响。 第三部分：深空通信与导航 在数光年尺度的尺度上，信号的延迟和环境的干扰成为首要挑战。本章内容侧重于信息论和高级信号处理，而非传统的电子元件布局或电路集成。 星际距离的测距与定位： 重点讲解脉冲星导航（Pulsar Navigation）系统，利用脉冲星的周期性辐射作为宇宙中的“灯塔”来进行绝对定位。讨论多普勒效应在测量飞船相对于已知参考点的速度变化中的应用。 深空通信协议： 分析超高频（UHF）和激光通信（Optical Communications）的优劣势。我们将详细探讨信噪比（SNR）的极限、如何利用编码理论（如Turbo码或LDPC码）来对抗长距离传输中的衰减和失真。 自主决策与AI辅助： 鉴于信号往返可能需要数年时间，飞船必须具备高度的自主性。本节探讨了基于实时数据处理和预设算法的轨道修正、故障诊断和科学目标优化的需求。 第四部分：星际任务的载人与生存挑战 本部分关注于如何在极端环境下维持生命支持的复杂性，这需要生物学、材料科学和循环经济学的高度交叉，而非结构工程的常规应用。 闭环生命支持系统（CELSS）： 介绍如何设计一个能在数十年任务中实现氧气、水和食物的近乎完全循环的生态系统。详细分析藻类培养、水回收过滤（反渗透、蒸馏）的效率模型。 长期载人飞船的结构完整性： 关注材料在长时间暴露于真空和温差变化下的老化和疲劳特性，特别是对微流星体撞击的弹性响应分析，而不是地面设施的静载荷计算。 行星际心理学： 探讨长期隔离、资源有限以及与地球失去实时通信对宇航员心理健康的影响，以及相应的干预措施和团队动态管理策略。 本书面向的是对宇宙学、天体动力学、先进推进技术、以及前沿信息科学有志于深入研究的读者，是构建宏大星际探索蓝图的理论基石。 ---

作者简介

珍妮‧积及比（Jenny Jacoby）

　　一个经验丰富的编辑和作家，作品类型包括儿童和成人的小说，非小说，图画书和品牌写作。

　　她写作，编辑和管理项目，从非小说书籍到儿童书籍内容；主要编辑艺术组织的文本，以及儿童获奖者的后续词，还有学术期刊的新闻和评论。

绘者简介

维姬‧巴克（Vicky Barker）

　　英国全职自由插画家、设计师及艺术总监，毕业于利物浦约翰摩尔斯大学美术系。维姬‧巴克多为幼儿图书设计插画，题材涉猎贴纸书及游戏书，风格简洁，色彩鲜艳。

什么是工程？
 
工程是一门关于发掘有待解决的问题，并找出解决方法的学科。工程师要留意世界上发生的各种事情，主动探索事情，并找出他们能够帮忙的地方。而且，他们需要发挥创意，制作出不同的东西，例如简单的牙刷（用来解决清洁牙齿的需要），到风力发电机等大型结构的机械（用来解决寻找洁净能源的问题），这些用品或机械发明都是工程的探究结果。
 
什么是STEM？
 
STEM是代表科学（Science）、科技（Technology）、工程（Engineering）和数学（Mathematics） 这四门学科的英文首字母的缩写。这四门学科的学习范畴紧密相连，互相影响发展。数学和科学是工程师用于解决问题、创造机械的工具。而科学上的发现也能启发工程师，从前不可能的方式解决难题。
 
过山车
 
在游乐场里，过山车以令人吃惊的速度飞驰，沿着斜坡将乘客抛上抛下，十分刺激。到底过山车式怎样驱动的呢？原来，工程师已研究出如何让过山车自己行驶，毋需以引擎来驱动。在过山车行驶的过程中，引擎只需启动一次，推动过山车驶上第一道斜坡。之后，借着大自然的力量会给过山车提供动力，例如：档过山车经过第一道斜坡的顶端后，地心吸力便会将过山车往下拉。
 
当过山车开始冲下第一段下坡道时，它会快速前进，并累积到足够能量将它推上另一段斜坡——如此类推，过山车便会在整段路程中风驰电掣。到了旅程末段，过山车会利用剎车掣来减低速度，剎停过山车。
 
无人驾驶飞机出动
 
无人飞机系统（无人机）是一种没有人家是的机械飞行装置，它能在不载有人类的情况下完成任务。无人机可以于陆地、海洋和天空中运作，其中以空中无人机的用途最为广泛，因而日趋普及。人们会利用航拍机进行拍摄和空中侦测。航拍机是一种装上了摄录机镜头的飞行仪器，它能够飞到人类无法到达的地方加以观察。另外，它在执行任务时，比人们驾驶直升机去侦测更安静！
 
装有用来寻找位置的GPS晶片，测量飞行高度用的测高仪，以及确认离地面有多远的超声波扫描器。
 
由无线电波或无线网路（Wi-Fi）控制
 
装有四组螺旋桨，以保持飞行稳定，并增加载重量。

评分☆☆☆☆☆

這本《STEM學習入門：工程 ENGINEERING》的出現，真的讓我眼睛一亮！身為一個在科技產業打滾多年的上班族，我深刻體會到工程師的價值和重要性。過去，工程在很多人眼中可能就是冰冷的機械和數字，但實際上，它充滿了創意和解決問題的樂趣。我希望這本書能讓更多年輕學子，尤其是對科學、數學有興趣的孩子們，看到工程世界的無限可能。這不只是學術上的探討，更是培養邏輯思考、分析能力和動手實踐的過程。我常看到新聞報導，很多國家的 STEM 教育都投入了大量資源，就是希望培養出下一代的創新人才。這本書的內容，我猜想應該會涵蓋到一些工程領域的基礎知識，像是力學、材料學、電學等，但重點會放在如何應用這些知識來解決實際問題。它可能會透過一些生活中的例子，來展示工程的魅力，例如建築結構的穩定性、交通系統的規劃、或是電子產品的設計。這樣一來，學習就不再枯燥乏味，而是能夠與我們的日常生活緊密連結。我也希望這本書能鼓勵那些對工程感到卻步的學生，讓他們明白，工程並不遙不可及，只要有興趣，並且願意學習，每個人都有機會成為未來的工程師。

评分☆☆☆☆☆

對於 STEM 教育在台灣的推廣，我一直都抱持著高度的關注。這本《STEM學習入門：工程 ENGINEERING》，聽起來就是一本極具教育意義的讀物。我猜這本書的編寫，一定會從學生的角度出發，用最容易理解的方式，介紹複雜的工程概念。它不只是一個知識的傳遞，更是一種思維的啟發。我期望書中會有很多生動有趣的插圖和真實世界的案例，讓讀者能夠深刻理解工程在我們日常生活中無所不在的影響力。例如，可能會探討建築師是如何設計出安全又美觀的房屋，或是工程師如何利用科技來改善交通流量，減少空氣污染。這些貼近生活的例子，不僅能吸引學生的注意力，更能讓他們意識到工程對社會發展的貢獻。我也希望這本書能夠培養學生的批判性思維和解決問題的能力，鼓勵他們勇於嘗試，不怕失敗，從錯誤中學習，不斷進步。總之，這本《STEM學習入門：工程 ENGINEERING》絕對是幫助台灣學子踏入工程領域，激發他們對科學和創新熱情的絕佳選擇。

评分☆☆☆☆☆

我一直覺得，現在的教育方式，很多時候都太過理論化，少了實際操作的機會，尤其是在工程這個領域。《STEM學習入門：工程 ENGINEERING》這本書，光看書名就讓人充滿期待！我猜它應該會打破傳統的刻板印象，用更活潑、更貼近生活的方式來介紹工程學。我相信，對於許多國高中生來說，他們可能對工程有模糊的想像，但不清楚具體的內容和發展方向。這本書就像一座橋樑，能夠引導他們跨越這道鴻 all，進入工程的奇妙世界。我期待它裡面會有很多圖解、案例分析，甚至是小型的實驗建議，讓讀者能夠親自動手，體驗工程的魅力。例如，可能介紹如何利用簡單的材料搭建一座能承受一定重量的橋樑，或是如何設計一個基本的電路讓小馬達轉動。這些實際的動手操作，不僅能加深讀者的理解，更能激發他們解決問題的興趣和創造力。我希望這本書能夠幫助年輕一代，培養出紮實的工程思維，讓他們未來在面對複雜的社會問題時，能夠運用工程的知識和方法，提出創新的解決方案。

评分☆☆☆☆☆

這本《STEM學習入門：工程 ENGINEERING》聽起來就像是我高中時期急需的一本寶典！當時，我們對工程的認識大多來自課本上那些枯燥的公式和定義，很少有機會去了解工程師的實際工作內容，以及他們在社會中扮演的重要角色。我相信這本書的內容，會以一種引人入勝的方式，為年輕的讀者揭開工程世界的神秘面紗。它應該會從工程的基本原理出發，但重點會放在如何將這些原理應用於解決實際問題，並且可能會涵蓋工程的各個主要分支，例如土木工程、機械工程、電機工程、電腦工程等等，讓讀者對整個工程領域有一個全面的了解。我特別期待書中能包含一些成功的工程案例，從這些案例中，讀者可以學習到工程師是如何運用他們的智慧和技能，來創造出改善人類生活的產品和設施。例如，介紹高鐵的設計原理，或是太空探索的工程挑戰，這些都能讓年輕的讀者對工程產生濃厚的興趣，並且激發他們對科學和技術的熱情。

评分☆☆☆☆☆

哇，看到這本《STEM學習入門：工程 ENGINEERING》，我的腦袋裡立刻跑出了好多畫面！我從小就很喜歡拆東西，想知道裡面的齒輪是怎麼動的，電路又是怎麼連結的。雖然我後來沒有真的走上工程這條路，但對這領域的好奇心一直都在。這本書的封面設計就很有科技感，給人一種專業又不失親切的感覺，讓人很想翻開來一探究竟。我想，對於國高中生來說，這絕對是個認識工程世界很棒的起點。特別是現在 STEM 教育這麼受重視，能有這樣一本入門書，幫助孩子們建立起對工程的初步概念，了解工程師在我們生活中扮演的角色，絕對是件好事。想想看，我們每天用的手機、坐的捷運、住的房子，哪一樣不需要工程師的智慧和努力？這本書大概就能解答這些「為什麼」，讓學習不再是死記硬背，而是充滿探索和發現的樂趣。它應該會用淺顯易懂的方式，介紹工程的各個分支，像是機械、土木、電機等等，讓讀者有個全面的認識，知道工程師到底在做什麼，又需要具備哪些特質。光是想到那些複雜的公式和圖表，我都有點頭痛，但相信這本書會把這些東西變得有趣，甚至能引導出我們對解決問題的熱情。