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出版者:Trans-Atlantic Pubns

作者:Conoley, Chris/ Jones, Mary

出品人:

页数:240

译者:

出版时间:

价格:796.41元

装帧:Pap

isbn号码:9780340907306

丛书系列:

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探索未知，驾驭未来：高阶科学学习的综合指南 本书旨在为对科学学习抱有浓厚兴趣、渴望深入理解自然世界运作机制的学生提供一个全面且极具挑战性的学习平台。它并非仅仅是一本教材，更是一份通往严谨科学思维和高级实验技能的路线图，专为那些准备在科学领域更进一步，或期望在 GCSE 阶段取得卓越成绩的学生精心设计。 核心理念与结构 本书的设计哲学是建立在坚实的理论基础之上，并通过实际应用和批判性思维的培养来实现知识的内化。我们深知，现代科学教育需要超越死记硬背，强调概念间的相互联系以及科学在日常生活中的体现。因此，全书结构紧凑，逻辑清晰，涵盖了生物学、化学和物理学三大核心科学分支的进阶内容，确保学生能够构建一个完整、无缝的科学知识体系。 生物学：生命奥秘的深度剖析 在生物学部分，我们带领读者进入微观与宏观的生命世界。章节的深度远超基础课程，聚焦于生命系统的复杂性与调节机制。 细胞与分子生物学： 深入探讨细胞器的精细功能，尤其是线粒体和叶绿体在高能代谢中的关键作用。我们详细阐述了酶促反应的动力学，解释了如何在不同温度和pH条件下优化催化效率。遗传学部分拓展至 DNA 复制和蛋白质合成的详细分子机制，包括转录和翻译的精确调控。我们引入了基因表达调控的概念，为理解生物体的多样性奠定基础。 人体生理学： 对人体系统的功能进行细致入微的考察。消化系统的吸收过程被分解为多个步骤，分析不同消化酶的作用效率。循环系统不仅关注心跳的机械过程，更深入到血压的神经与激素调节通路，包括肾素-血管紧张素系统（RAAS）的复杂反馈机制。神经系统的部分，我们不仅描述了动作电位的产生和传导，还探讨了突触传递中的神经递质及其受体类型，为理解药物如何影响神经功能提供了科学背景。呼吸系统的气体交换效率，以及环境因素（如海拔高度）如何影响氧气运输的生理适应性，也是重点探讨的内容。 生态学与环境科学： 这一部分强调人与自然界的相互作用。我们详细分析了生物量金字塔的能量流动效率，探讨了生物地球化学循环（如碳、氮循环）在人类活动影响下的失衡现象。种群动态模型（如逻辑斯蒂增长模型）的引入，帮助学生理解资源限制对生物群落结构的影响。此外，对生物多样性丧失的驱动因素及其保护策略的探讨，旨在培养学生的全球环境责任感。 化学：物质的转化与规律 化学模块着重于从原子层面理解物质的性质和反应。 原子结构与元素周期表： 探索更复杂的电子排布规则，包括过渡金属的 d 轨道电子特征。周期性趋势的解释不再停留在简单的核电荷数，而是深入到屏蔽效应和轨道能量的相对差异。化学键的探讨深化到分子轨道理论的初步概念，用以解释分子形状和极性。 化学反应与能量学： 热化学部分涵盖了更精细的焓变计算，包括使用键焓的估算方法，并讨论了熵和吉布斯自由能（$Delta G = Delta H - TDelta S$）在判断反应自发性中的核心地位。电化学是另一大亮点，详细讲解了半电池反应、标准电极电势的测定，以及电池（原电池和电解池）的工作原理和实际应用，如电镀和金属精炼。 有机化学基础： 课程引入了系统的有机化合物命名法（IUPAC），并深入分析了重要的官能团——醇、羧酸、酯、胺的反应特性。取代反应和加成反应的机理被详细剖析，特别是 SN1 和 SN2 反应的对比，强调了中间体稳定性和反应条件的关联性。聚合反应的机制，如自由基加成聚合，也被纳入学习范围。 物理学：力的作用与能量的转换 物理学部分旨在建立对经典力学、电磁学和波动现象的深刻理解。 力学进阶： 运动学和动力学部分超越了简单的牛顿定律应用。我们引入了功、动能、势能的概念，并利用能量守恒定律解决复杂的多体问题。转动物理学的初步概念，如力矩、角动量及其守恒，用于分析陀螺仪等现象。简谐振动（SHM）的数学描述，包括位移、速度和加速度随时间变化的余弦函数关系，是理解波的基础。 电磁学： 对电场的分析深入到电势和电势能的计算。磁场部分，详细阐述了洛伦兹力对运动电荷的作用，并推导出产生磁场的电流的数学关系。法拉第电磁感应定律被用作理解交流电（AC）发电机和变压器工作原理的核心，包括对峰值电压、有效值电压的计算，以及电感器在RL电路中的暂态响应。 波与光学： 波动方程的性质被详细介绍，用于理解横波和纵波的区别。干涉和衍射现象通过定量计算来阐明光的波动本质，包括单缝衍射的强度分布。近代物理的引入，聚焦于光电效应的实验观测及其解释，强调了光子概念对经典物理学的修正。 实验技能与数据分析： 本书将实验技能置于与理论知识同等重要的地位。每一章都穿插了对“如何设计一个可靠的实验”的讨论。这包括： 误差分析： 系统误差与随机误差的区分，不确定度的传播计算，以及如何通过多次测量来减小随机不确定性。 数据拟合： 强调如何通过绘制图表（如对数坐标或平方坐标）来线性化实验数据，从而确定物理或化学常数。 安全操作规范： 针对高级实验中可能遇到的腐蚀性物质、高压电路或生物危害，提供了详细的安全预案和应急处理流程。 通过这些详尽的理论深度和实践指导，本书确保了学习者不仅知道“是什么”，更能理解“为什么”以及“如何去验证”，为未来在科学、技术、工程和数学（STEM）领域的深造打下坚实的基础。

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