关于工程学的5本儿童读物，传授宝贵的工程课程

• 研究表明，图画书和传记类读物对青少年读者而言，在向儿童介绍工程设计流程方面可能特别有效。

• 这些读物还有助于提升创造力、毅力以及创新解决问题的能力。

• 其中的例子包括《驾驭风的男孩》（The Boy Who Harnessed the Wind）和《米尔顿·赫尔希：年轻的巧克力制造商》（Milton Hershey: Young Chocolatier）。

大多数人会将儿童经典作品“夏洛的网”视为一个蜘蛛与猪之间真挚友谊的故事。但它也可以被解读为一个初露锋芒的工程师——夏洛——的故事：她为解决问题而设计原型、搭建、测试并修改她的蛛网。

作为教师 教育工作者，我们利用儿童读物来开展科学课程和工程学教学，使各个年龄段的儿童都能接触到相关内容。

通过书籍，儿童可以体验工程师如何运用基于设计的思维（这种思维注重创造性和创新性的解决方案）来解决问题。他们还可以探索日常使用的物品的历史，例如蜡笔、桥梁和汽车。此外，他们还能拓展对谁可以成为工程师或发明家的认知。

我们的工作表明，面向青少年读者的图画书和传记类读物，在向儿童介绍工程设计流程方面可能特别有效。这些步骤包括提问、构想、规划、创造、测试和改进，是工程师为解决问题而设计方案所采取的行动。这些读物还帮助儿童理解工程思维习惯。这些习惯包括创造力和毅力等特质，它们有助于工程师成功解决问题。

以下是我们最喜爱的五本面向儿童的科学、技术、工程和数学（STEM）读物，以及它们所传授的部分工程课程。

1. ‘嗖！Lonnie Johnson的超强喷射发明之流’

Image: Amazon.co.uk

Lonnie Johnson一直对事物的运作原理充满好奇。有一天，他试图找到一种方法来替代冰箱和空调中有害的化学物质，便将一个带喷嘴的泵连接到了浴室水龙头上。当他打开水龙头时，水猛烈地喷射到整个房间。Johnson由此发明了水枪！他不断测试并重新设计这一新发明，直到它成为完美的夏日玩具——超级水枪（Super Soaker）。

这本图画书式传记向青少年读者介绍了原型—测试—重新设计的流程，这一流程是工程学的核心。

2. ’《百老汇上空的气球：梅西感恩节游行木偶师的真实故事》（Balloons Over Broadway: The True Story of the Puppeteer of Macy’s Parade）’

木偶的提线启发了著名的游行气球。Image: Amazon.co.uk

走进前排座位，了解来自西欧的移民Tony Sarg如何创造了美国最具标志性的节日传统之一——梅西感恩节游行中的巨型气球。

这本图画书式传记突出展示了工程师如何借助想象力和灵感来改进其设计。阅读之后，儿童可以运用这些相同的特质来制作自己的印度尼西亚杆偶。这些木偶启发Sarg将其木偶提线倒置，从而使他那著名的气球得以高高飞起。

3. ‘木材、金属丝、翅膀：Emma Lilian Todd发明飞机’

伟大往往始于失败。Image: Amazon.co.uk

Lilian Todd——一位自学成才的发明家、工程师，也是莱特兄弟的同时代人——在20世纪初致力于改进飞机设计。这本描写其生平的图画书式传记说明了工程师的设计常常失败的情况。书中还引用了Todd的视角——“造飞机是如此令人沮丧、如此令人恼火、如此令人愉悦……如此令人振奋的工作”——以展现她克服这些挑战的韧性。

由于儿童在自己的STEM学习历程中也常常面临类似的障碍，Todd的故事为儿童如何为失败时刻做好准备、反思并从中走出提供了范例。

4. ’《米尔顿·赫尔希：年轻的巧克力制造商》（Milton Hershey: Young Chocolatier）’

对这位年轻的巧克力制造商而言，生活并非总是那么甜蜜。Image: Simon and Schuster

我们都吃过好时巧克力棒和好时之吻（Hershey’s Kisses）。然而，Milton Hershey走向商业成功的道路曲折迂回，他在成功之前失败了多次。

这本传记面向8至12岁的读者，突出了毅力的力量以及这一设计公理：“多次失败，才能更快成功。”

5. ‘《驾驭风的男孩》（The Boy Who Harnessed the Wind）’

Kamkwamba利用旧自行车零件为家里供电。Image: clubs.scholastic.com

这本传记面向10至13岁的读者，讲述了一位十几岁的William Kamkwamba如何在马拉维为家人建造风力涡轮机以发电的故事。该故事表明，无论年龄大小、身处世界何处，任何人都可以成为工程师。

这本书非常适合家庭或多年龄段读书会选读，因为它还有图画书版、成人传记版，甚至还有电影版。每个人都可以选择最适合自己的版本，并可以当面或通过视频聊天的方式聚在一起，探讨从Kamkwamba的梦想、决心和设计中汲取的经验。

其他读物

许多已经存在于家庭、学校和当地图书馆中的书籍，同样可以用来介绍工程设计流程和思维习惯。在选择书籍以与儿童一起探索基于设计的思维时，我们建议留意以下故事特征。

第一，故事呈现的是现实情境中的问题。第二，故事描述了解决该问题的设计方案或方法。第三，某个角色创建、测试并评估该设计的原型。最后，某个角色改进设计并应用经修订的解决方案。

家长和教师可以在美国国家科学教师协会的K-12最佳STEM读物中找到更多优质STEM书籍，也可以查看我们自己扩充的精选书单。