中小学劳动与技术教育新课程教学设计案例选编 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:中国轻工业出版社

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出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1900-01-01

价格:40.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787501940035

丛书系列:

图书标签:

• 劳动教育
• 技术教育
• 中小学教育
• 课程设计
• 教学案例
• 新课程
• 教育教学
• 学科教育
• 教学资源
• 教师发展

科技前沿与未来生活：人工智能、生物工程与新材料的深度融合 本书导读 在二十一世纪的浪潮中，科技以前所未有的速度重塑着人类的生存方式与社会结构。本书《科技前沿与未来生活：人工智能、生物工程与新材料的深度融合》旨在为广大科技爱好者、政策制定者、行业研究人员以及对未来充满好奇的读者，提供一个全面、深入且具有前瞻性的视角，剖析当前三大核心科技领域——人工智能（AI）、生物工程（Bioengineering）以及新材料科学（Advanced Materials）——如何相互交织、协同发展，共同构建我们即将步入的未来图景。 本书摒弃了对单一技术的孤立介绍，而是着力于探讨它们之间错综复杂的“融合点”。我们相信，真正的颠覆性创新往往发生在学科的交叉地带。通过详实的数据分析、前沿的案例研究以及富有洞察力的专家访谈，本书力求展现出这场科技革命的广度、深度与复杂性。 --- 第一部分：人工智能：从算法到认知的范式革命 第一章：深度学习的极限与下一代AI架构 本章深入探讨当前主流的深度学习模型（如Transformer架构）的局限性，并展望超越现有计算范式的下一代人工智能。我们将聚焦于类脑计算（Neuromorphic Computing）的研究进展，探讨如何模仿生物神经元的高效能与低功耗特性，构建真正意义上的类人认知系统。内容包括脉冲神经网络（SNNs）在实时决策中的应用潜力，以及类比计算在处理高维复杂数据时的优势。 第二章：具身智能与物理世界的交互 如果说早期的AI是“大脑”，那么具身智能（Embodied AI）则是为这个大脑装上“身体”。本章重点分析了机器人技术、物联网（IoT）与高级感知系统的集成。我们将详细解析多模态融合技术如何使AI理解和操作复杂的物理环境，从高精度自动驾驶系统到服务型机器人的精细操作能力，都建立在对物理定律和感官输入的精准建模之上。特别关注了AI在远程操控与触觉反馈领域的突破，这为深海探索、太空作业乃至远程医疗手术提供了全新的可能性。 第三章：可信赖AI：伦理、安全与可解释性 随着AI渗透到金融、医疗和军事决策等关键领域，如何确保其公平、透明和安全成为亟待解决的全球性议题。本章系统梳理了可解释性人工智能（XAI）的技术路径，如LIME和SHAP方法，以及对抗性攻击的防御机制。我们探讨了建立全球统一的AI治理框架的挑战，特别是如何在促进创新与防范潜在风险之间取得平衡的政策思考。 --- 第二部分：生物工程：重塑生命的设计蓝图 第四章：基因编辑的精准化与临床转化 CRISPR技术自问世以来，极大地降低了基因编辑的门槛，但其脱靶效应和递送效率仍是临床应用的瓶颈。本章侧重于第二代和第三代基因编辑工具（如碱基编辑和先导编辑）的技术细节及其在遗传病治疗中的早期试验成果。此外，我们详细介绍了体内递送系统（In Vivo Delivery Systems）的创新，包括新型脂质纳米粒（LNPs）和病毒载体的改进，以实现对特定细胞群的高效、安全靶向。 第五章：合成生物学：构建生命机器 合成生物学致力于像工程师设计电路一样设计和构建新的生物部件、设备和系统。本章探讨了利用自动化和高通量筛选技术加速生物路径的构建。案例研究涵盖了利用工程酵母生产可持续航空燃料（SAF），以及设计具有特定传感和报告功能的“活体诊断工具”，这些工具可以植入人体内实时监测疾病标志物。 第六章：再生医学的跨界融合：支架、细胞与信号 再生医学的未来不再是单纯的细胞培养，而是AI与新材料驱动的复杂系统工程。本章重点分析了生物打印（Bioprinting）技术如何利用水凝胶等新材料精确构建三维组织结构。我们探讨了如何通过生物活性支架模拟天然细胞外基质（ECM），并结合生物信号分子精确指导干细胞的分化方向，以期最终实现功能性器官的定制化制造。 --- 第三部分：新材料：驱动未来的物质基础 第七章：智能材料与环境响应性系统 本章聚焦于那些能根据外部刺激（如温度、光、电场或化学物质）改变其性质的先进材料。我们将深入研究形状记忆聚合物（SMPs）在软体机器人和可穿戴设备中的应用，以及电活性聚合物（EAPs）如何作为人工肌肉实现高效的仿生驱动。这些材料的引入，为AI系统的部署提供了柔性、轻便且高效的物理载体。 第八章：能源革命背后的材料科学：固态电池与高效光伏 全球能源转型对储能和发电材料提出了前所未有的要求。本章详细对比了全固态电池与传统锂离子电池在能量密度、安全性和循环寿命上的差异，并剖析了关键的固态电解质材料的研发挑战。在光伏领域，我们探讨了钙钛矿太阳能电池的稳定性和商业化进程，以及如何利用新型钝化层材料来解决其长期耐久性的难题。 第九章：纳米技术：跨越微观尺度的工程学 纳米材料因其独特的表面效应和量子特性，成为AI和生物工程实现突破的关键桥梁。本章涵盖了二维材料（如石墨烯的衍生物）在超快电子器件和高灵敏度传感器中的应用。更引人注目的是，我们将探讨纳米颗粒在靶向药物输送中的作用，特别是如何设计具有“智能识别”功能的纳米载体，使其仅在癌细胞等特定微环境中释放有效载荷。 --- 第四部分：深度融合与未来图景 第十章：智慧医疗的集成路径：从诊断到治疗的闭环 本章是全书的核心交汇点。展示了AI（图像识别与预测模型）如何与生物工程（基因测序、个体化药物）以及新材料（生物传感器、可植入设备）深度融合。案例聚焦于数字孪生（Digital Twins）在人体系统模拟中的应用，以及AI驱动的高通量药物筛选如何以前所未有的速度加速新疗法的发现。 第十一章：可持续发展与循环经济的材料-算法协同 探讨科技如何应对气候变化与资源枯竭的挑战。本章分析了AI在优化新材料的分子结构设计中的角色（材料信息学），以及如何利用传感器网络（新材料制造）和机器学习算法（资源调度）来构建高效的循环经济系统。 结语：人类与技术的共生未来 本书最后总结了这三大支柱技术对社会、经济和哲学层面的深远影响。它不是一个关于技术奇点的预言，而是一份详实的路线图，描绘了人类如何通过跨学科的协同努力，驾驭这场由算法、基因和物质共同驱动的伟大变革。我们呼吁读者不仅要理解这些技术本身，更要关注它们在现实世界中构建的复杂系统，以及我们作为建设者和使用者所肩负的责任。

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我拿到这本书后，最直观的感受是它在“案例深度”上的突破。很多同类书籍只是简单罗列教学步骤，但这本书的每一个选编案例都附带着详尽的“设计意图”和“效果反思”。这种结构极大地提高了书籍的实用价值。比如，对于一个涉及到木工基础的单元，作者不仅展示了如何教学生安全使用锯子，更深入探讨了在整个操作过程中如何培养学生的耐心、精度的概念以及对材料特性的理解。我注意到其中有一组案例着重探讨了如何利用现代数字化工具（如简单的编程或3D建模）来辅助传统工艺的创新，这无疑是为“技术教育”注入了时代的新鲜血液。它不是在重复过去的经验，而是在积极探索面向未来的教育模式。对于我这种长期在基础教育阶段摸索的教育工作者来说，这种前瞻性和可操作性的完美结合，简直是教科书级别的范本。我甚至开始尝试将其中某个项目拆解，融入到我自己的课程模块中去，效果立竿见影。

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从编辑排版和语言风格来看，这本书呈现出一种严谨而不失活泼的学术气息。它的理论基础阐述得清晰有力，但又不会让人觉得晦涩难懂。当它进入到具体案例分析时，那种叙述方式变得非常具有画面感和代入感，仿佛作者正站在你身边，手把手地指导你如何构建教学情境。书中对“学生主体性”的强调尤为突出，很多案例设计都体现了从“教师教什么”转向“学生学什么、做什么”的根本性转变。例如，关于项目式学习（PBL）的应用，书中展示了如何引导学生自主发现问题、定义问题，并最终通过团队协作找到解决方案的过程。这种对学习过程的细致记录和解析，对于帮助教师掌握真正的“放手”艺术至关重要。它教会我们如何设计一个既有挑战性又在学生能力范围内的任务，确保学习过程既充满探索的乐趣，又不至于因难度过高而产生挫败感。这本书的阅读体验，与其说是在看教材，不如说是在与一群顶尖的教育专家进行深度研讨。

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这本书的封面设计着实吸引人，那种朴实中透露着专业的气息，让人一翻开就感觉进入了一个充满实践智慧的殿堂。我尤其欣赏它对“劳动与技术”这一核心概念的深度挖掘。它不仅仅停留在工具的使用层面，更是将劳动精神、技术思维与现代社会的发展紧密结合起来。书中那些鲜活的教学案例，仿佛能立刻将人带到真实的课堂情境中去。我能清晰地看到一线教师是如何引导学生从零开始构建一个项目，从材料选择到最终成品的打磨，每一步都蕴含着精心设计的教育学原理。这种对实践过程的细致描绘，对于正在寻找创新教学思路的教师来说，无疑是一份宝贵的参考资料。它让我重新审视了传统技术课的局限性，并看到了在当代教育改革背景下，如何真正实现“知行合一”的可能路径。特别是那些关于跨学科融合的案例，非常具有启发性，展示了如何将科学、数学的理论知识有效地迁移到实际操作中去，让学生在动手操作中巩固和内化知识。

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这本书的选材广度令人印象深刻，它完全打破了我对劳动技术课“局限于手工制作”的刻板印象。从农业基础知识的引入，到简单的电子电路搭建，再到生活中的故障排除和维修技能，几乎涵盖了学生未来生活所需的多维技能矩阵。我特别欣赏的是，书中有一部分内容着力于“非物质文化遗产”与现代技术手段的结合。比如，如何用现代材料和技术去改良传统手工艺的制作流程，既保护了文化内核，又提升了效率和美观度。这种文化自觉和技术创新的交织，让劳动教育不再是枯燥的技能训练，而上升到了文化传承与创新的高度。读完之后，我感觉自己的教学视野被极大地拓宽了。它鼓励教师跳出固有的知识框架，去思考如何在日常教学中渗透更深层次的人文关怀和民族自豪感。这种全方位的育人理念，远超出了技术本身范畴的价值。

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这本书的真正价值，或许在于它提供了一种全新的“评价体系”的构建思路。在传统的考核模式下，劳动与技术往往被置于次要地位，评价标准也相对模糊。然而，书中选编的这些优秀设计案例，无一不体现了对过程性评价的重视。它详细说明了如何通过观察、记录、互评和作品集等多元方式，来评估学生的动手能力、解决问题的策略、团队协作精神以及创新思维的萌发。对于我们这些致力于推进素质教育的从业者而言，如何科学、公正地评价劳动技能的学习成效，一直是个难题。这本书提供的量化和质化结合的评价工具和视角，极大地缓解了我的困惑。它清晰地表明，劳动教育的产出不仅仅是一个实物，更重要的是学生在制作过程中形成的那种坚韧不拔的品质和逻辑严密的思维方式。这套评价框架的引入，无疑将有力地推动劳动与技术教育在学校评估体系中的地位提升。

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