我国中小学新课程改革至今已有10多年的发展历史，已经取得相当的成就和诸多有益的经验。在学校教育中如何注重培养学生的批判性思维和问题解决能力。国际的经验或许可以提供一些借鉴。本书是“中小学STEM教育”丛书中的一本。

本书以一篇把工程设计作为解决问题途径的论文开篇。接下来，主要分为三个重要部分。第一部分为工程设计，举例介绍了应用于小学、初中和高中课程中的工程设计过程。科学与工程互为补充，却又不尽相同。一般而言，科学探索的目的在于利用证据来解释自然界和人类世界。工程的目的则在于解决关系到人类需求和欲望的特定问题。工程设计在很多环节上存在着共同点包括：确定问题；形成多种合理的解决方案、分析解决方案；测试、评估，并改进解决方案；交流观点。

第二部分为学科活动， 通过应用工程概念和工程程序为生命与环境科学、地球科学和物理科学里的学科内容提供了支持性观点。每一版块都收编了使用于各个年级的内容丰富的文章。

第三部分是课外项目。探索了能够吸引学生参与科学和工程活动的课外项目模型。

在第二部分中，让我印象最深的是《土豆难题》一节，本节活动的问题解决模式借鉴了“5E学习模式”鼓励学生设计一个具有良好隔热保温性能的结构，为学生通过探索、调查设计、结构分析、综合和修改过程进行解决问题能力的锻炼提供了契机。本节课以一个虚拟场景引入主题，目的是提升学生的参与度并进而提出现实性问题：邻居土豆大丰收，但是没有地方储存，晚上有霜冻，想做一个存储箱，但是不知道用什么材料保温性能好。接下来学生通过调查做研究等方法，确定哪种材料保温性能最好。再用这种材料设计保温箱，各小组交流设各自的发现。交流后，各小组再修改和重测，最后分享成果。在本节的最后，还提供了跟本节内容有关的网络资源，辅助本节内容的学习。本节内容也可以种支架式教学模式，适用于任何年级的学生根据学生年级的高低提供不同程度的制作要求。对于低年级的学生，教师可以做整堂课讲解，而高年级的学生可以有更多自主性。

学习本书后，可以发现，很多学习模式和教学模式之间都有互通之处。《土豆难题》一节的教学建议就提到“5E学习模式”和“支架式教学模式”有助于本节内容的教学。其实，仔细阅读还可以发现，与“做中学”、“体验式学习”和“生活化学习”之间也存在一定的渊源。