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出版者:

作者:Rhatigan, Joe/ Newcomb, Rain

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:

价格:16.95

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isbn号码:9781435274242

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• 科学展览项目
• 科学
• 儿童
• 青少年
• 实验
• STEM
• 教育
• 动手实践
• 奖项
• 创意

发现宇宙的奥秘：来自家庭实验室的奇思妙想 本书带领读者踏上一段充满好奇与探索的旅程，深入浅出地展示了如何利用日常材料和简单的科学原理，在家中搭建出令人惊叹的实验。我们聚焦于那些能够激发对物理学、化学和生物学基础概念的深刻理解的项目，它们不仅有趣，更重要的是，能让学习过程变得触手可及。 第一部分：物质的变幻与能量的秘密 本部分着重于对物质的形态变化和能量转换的探索。我们将从最基本的化学反应开始，教你如何安全地制造出“火山爆发”，观察酸碱中和产生的热量与气体。不同于复杂的化学实验室，我们使用的原料都是厨房里常见的苏打粉、醋或柠檬汁。通过这些简单的混合，孩子们可以直观地理解化学键的断裂与重组，并学会记录实验数据，如气泡产生的速率和温度变化。 接着，我们将进入物理学的范畴，探索力学和光学。一个经典的、但具有新意的项目是自制的简易望远镜或显微镜。我们不使用昂贵的专业光学设备，而是利用放大镜和透镜的组合，配合精心设计的纸板结构，让读者亲手组装出能清晰观察到微小物体或遥远景物的装置。这不仅仅是手工制作，更是一次对光线折射和聚焦原理的深入学习。 能量方面，我们将重点介绍可再生能源的微缩模型。读者将学会搭建一个小型水力发电机，利用水流驱动一个小型的LED灯。这个项目需要精确计算叶片的角度和水流的速度，从而优化能量的捕获效率。我们还会探讨静电的魔力，制作一个简易的云室（Cloud Chamber）的简化版，观察高能粒子在雾气中留下的轨迹，尽管只是雏形，却足以揭示宇宙射线的存在。 第二部分：生命的韧性与生态的平衡 科学探索不应止步于无生命的物质。本部分的重点在于生物学和环境科学，引导读者观察和理解生命系统的复杂性与精妙性。 我们将详细介绍如何构建一个微型生态系统——一个自我维持的“瓶中花园”。这个项目要求对光合作用、呼吸作用和物质循环有基础的认识。读者需要平衡容器内的湿度、光照和微生物群落，确保苔藓、小昆虫（如弹尾虫）和土壤微生物能够和谐共存。我们提供详细的步骤指导，教你如何通过观察植物的健康状况来判断生态系统的健康度，并探讨“封闭系统”的理论极限。 另一个核心项目是植物生长条件的优化研究。这不是简单地种下一颗豆子，而是设计一个严格的对照实验。我们将设立多个培养组，分别在不同的光照光谱（利用不同颜色的玻璃纸过滤光线）、不同的土壤pH值或不同浓度的营养液中培养同一植物的幼苗。通过定期的测量和记录，读者将学习如何量化变量对植物生长的影响，从而理解植物生理学的基本需求。 在微生物的世界里，我们将指导读者安全地进行细菌培养实验。使用简易的培养皿（可使用消毒后的浅碟和琼脂替代品），采集不同环境（如手机屏幕、门把手、空气）的样本进行培养。关键在于强调无菌操作的重要性，即使是初级实验，安全规范也至关重要。观察到的菌落形态的多样性，将是探讨微生物适应性和进化论的绝佳素材。 第三部分：工程设计与解决问题的思维 科学的最终目的往往是应用和解决实际问题。本部分侧重于工程思维和结构设计，强调如何将理论知识转化为实用的解决方案。 我们将挑战读者设计和建造一座能承受最大重量的桥梁模型。使用的材料限于纸张、牙签和胶水。这个项目要求参与者理解应力分布、拱形结构和桁架结构的优势。书中不仅提供了几种经典的设计图纸供参考，更重要的是，详细阐述了如何使用测力计（可用弹簧秤或自制拉力装置代替）来测试不同结构的临界点，并鼓励读者迭代设计，不断改进性能。 另一个引人入胜的工程项目是制作一台“自动分拣机”的简化模型。利用简单的杠杆原理和重力，结合回收的纸板和橡皮筋，设计一个能够根据物体的重量或颜色将小物件自动导向不同出口的装置。这个过程涉及运动规划和机械传动的初步概念，培养从需求到实现的全过程解决问题的能力。 本书的特色在于，它摒弃了那些需要昂贵电子元件或专业化学试剂的项目，而是深深扎根于“低成本、高启发性”的理念。每一个项目都配有详细的理论背景解释、所需材料清单、逐步操作指南，以及最重要的——“为什么会这样？”的深入分析。我们的目标是让读者明白，最伟大的科学发现往往始于一个好奇的目光和对身边世界的细致观察。通过亲手操作，孩子们不仅学会了科学知识，更培养了严谨的实验态度、数据分析能力以及永不满足的求知欲。

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这本书的封面设计简直是一场视觉的盛宴，色彩的运用大胆而富有活力，让人一眼就能感受到其中蕴含的无限创意和科学的魔力。那些精心挑选的插图，不仅精准地描绘了书中的每一个实验步骤，更添了几分童趣和艺术感，仿佛在无声地邀请小读者们一同踏入奇妙的科学探索之旅。装帧的质量也相当出色，纸张的触感厚实而光滑，即便是经常翻阅，也丝毫没有松垮或损坏的迹象。这种对细节的关注，充分体现了出版方对内容的尊重和对读者体验的重视。我尤其欣赏排版上的用心，字体大小适中，段落之间的留白恰到好处，即便是初识科学术语的孩子，也能轻松地跟随文字的脉络，沉浸在知识的海洋中。整体而言，这本书从外在的包装到内在的布局，都散发着一种高级感和专业性，绝对称得上是值得珍藏的科普读物。它不仅仅是一本工具书，更像是一件精美的艺术品，能轻易抓住每一个热爱学习和探究的孩子的心。

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这本书在实验设计的深度与可操作性之间找到了一个近乎完美的平衡点。许多科普书籍倾向于介绍那些过于简单、缺乏挑战性的项目，或者反过来，展示那些需要昂贵设备和复杂环境才能完成的实验。然而，这本书似乎深谙目标读者的实际需求和能力范围。它推荐的每一个项目，都清晰地列出了所需的材料——这些材料大多可以在家庭或普通学校环境中轻易获取，极大地降低了实践的门槛。更关键的是，实验的步骤被分解得极其细致，每一步都有明确的指导和配图辅助，确保即便是动手能力稍弱的孩子，也能独立完成。同时，这些实验绝非简单的“照猫画虎”，它们的设计背后都蕴含着深刻的科学原理，鼓励孩子们在操作过程中不断思考“为什么会这样？”。这种强调动手实践与理论理解并重的结构，极大地培养了读者的逻辑思维和解决问题的能力，让他们真正体会到科学研究的魅力所在。

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最后，必须提及本书在激发长期学习兴趣方面的潜力。很多科普书的生命周期很短，孩子读完一遍后就束之高阁。但这本书的设计似乎考虑到了重复利用的价值。它提供的不仅仅是“食谱”，更是一套“思维工具箱”。在介绍了某个基础实验后，书中常常会附带“拓展思路”或“下一步挑战”的章节，鼓励孩子们在掌握了基本框架后，尝试自行修改变量、设计不同的对照组，甚至提出全新的研究问题。这种“授人以渔”的教学理念，使得这本书的价值远远超出了其本身的篇幅。它成功地在孩子心中播下了一颗探索的种子，让他们认识到科学探究是一个永无止境的过程，从而真正将好奇心转化为持久的学习动力，这才是任何一本优秀科普读物所能带给年轻读者的，最宝贵的财富。

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深入阅读后，我发现本书最大的亮点在于其叙事方式的精妙平衡——它成功地在严谨的科学原理与引人入胜的故事情节之间架起了一座坚实的桥梁。作者并没有采取那种枯燥的说教口吻，而是将复杂的概念巧妙地融入到一系列生动的案例和富有想象力的情境描述中。每当引入一个新的科学概念时，总会先通过一个日常生活中可能遇到的“小困惑”来作为切入点，这种处理方式极大地激发了读者的好奇心和代入感。例如，在解释某一物理定律时，书中会描绘一个小探险家在公园里进行“不可能的投掷”的场景，使得抽象的公式瞬间变得立体可感。更值得称赞的是，作者对语言的掌控力非凡，用词既准确又不失亲和力，仿佛是邻家那位博学多识的长辈在耳边细细讲解，完全没有高高在上的感觉。这种将“教”与“乐”完美融合的叙事策略，是这本书区别于市面上众多同类书籍的关键所在，它让科学学习变成了一种主动的、充满乐趣的发现过程，而非被动的知识灌输。

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从教育学的角度来看，这本书的编排充满了对儿童认知发展规律的深刻理解。它似乎遵循着一个循序渐进的学习路径，从基础的观察和测量开始，逐步过渡到变量控制和数据分析等更高级的科学方法论。这种结构的严谨性保证了孩子们在知识体系上不会出现断层，每学到的新技能都能自然地衔接到下一个更具挑战性的任务上。此外，书中对于“失败”和“修正”的探讨也令人印象特别深刻。它并没有将科学实验描绘成一帆风顺的坦途，而是坦诚地指出了实验过程中可能出现的偏差和错误，并引导孩子如何分析这些“失败”的案例，并从中吸取教训、调整方案。这种对科学精神——即容忍不确定性和勇于修正的态度——的培养，比单纯掌握实验技巧本身更为宝贵。它教会孩子，科学的进步往往诞生于反复的尝试与审视之中。

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