本书通过设计与制作潜水艇、风车、滤水器、隔热房屋等作品，培养学生的学科知识融合应用能力、科学与工程实践能力、4C核心素养（沟通、协作、创新、批判性思维）与协作能力。

《微风习习：设计风车》
第1课 拯救金鱼
1-1 拯救金鱼
1-2 像工程师一样思考：风力涡轮机
1-3 像工程师一样思考：卷笔刀
1-4 像工程师一样思考：开瓶器
1-5 像工程师一样思考：汽车
1-6 动手绘制
1-7 学习小结
第2课 风与能量
2-1 不同形式能量的传递或转换
2-2 寻找生活中的能量（一）
2-3 寻找生活中的能量（二）
2-4 寻找生活中的能量（三）
2-5 寻找生活中的能量（四）
2-6 学习小结
第3课 了解机械
3-1 像机械工程师一样分析：胶棒
3-2 像机械工程师一样分析：自动铅笔
3-3 工程日志
3-4 拼装太阳能小车
第4课 探索材料
4-1 材料及其属性
4-2 工程日志
4-3 设计船帆
4-4 制作并测试船帆
第5课 单因素实验探究
5-1 实验探究：小船的航行距离与船帆材料的软硬是否有关？
5-2 实验探究：小船的航行距离与船帆的形状是否有关？
5-3 实验探究：小船的航行距离与船帆的大小是否有关？
5-4 实验探究：小船的航行距离与船帆的重量是否有关？
5-5 工程日志
5-6 学习小结
第6课 设计风车
6-1 工程设计过程：提问
6-2 工程日志
6-3 工程设计过程：构想
6-4 工程设计过程：计划
第7课 创建风车
7-1 工程日志
7-2 工程设计过程：创建
7-3 根据测试结果分析原因
第8课 改进风车
8-1 工程日志
8-2 工程设计过程：改进
8-3 测试改进后的风车
8-4 单元小结
附录1 单元词汇表
附录2 CSTEM工程设计过程
附录3 CSTEM沟通三要素
附录4 CSTEM协作四要素
附录5 CSTEM三维培养目标
附录6 CSTEM旗舰课程系列
《波光粼粼：设计滤水器》
第1课 给小螃蟹一个干净的家
1-1 给小螃蟹一个干净的家
1-2 像工程师一样思考：污水处理沉淀池
1-3 像工程师一样思考：空气质量监测仪
1-4 像工程师一样思考：空气净化器
1-5 动手绘制
1-6 学习小结
第2课 环境污染与治理
2-1 污染源和污染物
2-2 小小环保员（一）
2-3 小小环保员（二）
2-4 小小环保员（三）
2-5 小小环保员（四）
2-6 学习小结
第3课 生活中的过滤器
3-1 生活中的过滤器
3-2 寻找过滤器
3-3 分析过滤器的标准和规格：洗碗池滤网
3-4 分析过滤器的标准和规格：厨房净水器
3-5 分析过滤器的标准和规格：泳池过滤系统
3-6 分析过滤器的标准和规格：鱼缸过滤器
3-7 尝试分析过滤器
3-8 尝试设计滤水器
3-9 学习小结
第4课 建立评价标准
4-1 材料及其属性
4-2 工程日志
4-3 建立评价标准
第5课 开展对照实验
5-1 预测过滤效果
5-2 工程日志
5-3 填写对照实验数据记录单
5-4 填写对照实验总结记录单
5-5 学习小结
第6课 设计滤水器
6-1 工程设计过程：提问
6-2 工程日志
6-3 工程设计过程：构想
6-4 工程设计过程：计划
第7课 创建滤水器
7-1 工程日志
7-2 工程设计过程：创建
7-3 滤水器测试评分表
7-4 根据测试结果分析原因
第8课 改进滤水器
8-1 工程日志
8-2 工程设计过程：改进
8-3 测试改进后的滤水器
8-4 单元小结
附录1 单元词汇表
附录2 CSTEM工程设计过程
附录3 CSTEM沟通三要素
附录4 CSTEM协作四要素
附录5 CSTEM三维培养目标
附录6 CSTEM旗舰课程系列