科学探究活动手册:科学和技术 (平装) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:长春出版社

作者:美国物理协会等编、朴玉等译

出品人:

页数:120 页

译者:朴玉

出版时间:2003年10月

价格:28.5

装帧:平装

isbn号码:9787806645512

丛书系列:

图书标签:

• 科学探究
• 科学教育
• 技术教育
• STEM教育
• 实验教学
• 动手实践
• 青少年科学
• 科普读物
• 平装书
• 教材辅助

探索未知，点燃好奇：面向未来的科学与技术学习指南 激发创新思维，培养实践能力 本书并非聚焦于特定学科的教科书，而是以一种全新的视角，旨在为所有对科学和技术充满热忱的学习者提供一套系统化、启发性的探究框架。它是一本致力于拓宽视野、深化理解、鼓励动手实践的活动手册，其核心目标在于培养读者运用科学方法解决现实问题的能力，并激发其对未来科技的无限想象。 本书内容广泛，涵盖了从基础科学原理到前沿技术应用的多个维度，力求在广度与深度之间找到完美的平衡点。它摒弃了传统教材中生硬的知识点堆砌，转而采用“问题驱动—探究设计—实验操作—反思总结”的完整学习闭环，确保每位读者都能亲身参与到知识的建构过程中。 第一部分：科学思维的基石——探究方法的内化 本部分着重于构建扎实的科学探究基础。我们深知，科学的精髓不在于记住多少公式或定律，而在于提出好问题和设计有效实验的能力。 1. 识别与界定问题： 我们将引导读者学会如何从日常观察中捕捉科学疑点，如何将一个模糊的现象转化为一个清晰、可检验的科学问题。手册中提供了大量案例分析，展示了从“为什么天空是蓝色的”到“如何优化太阳能电池板的效率”等不同层级问题的转化过程。 2. 假设的构建与检验： 学习如何基于现有知识和逻辑推理，提出具有建设性的、可证伪的假设。书中详细阐述了“零假设”与“备择假设”的概念，并通过互动练习，帮助读者区分什么是科学假设，什么仅仅是猜测。 3. 变量的控制与测量： 这是实验设计的核心。手册用大量的图示和步骤分解，讲解了独立变量、依赖变量和控制变量之间的复杂关系。我们特别强调了精确测量的艺术，不仅涉及数字仪器的使用，更包括如何评估测量误差和不确定性，这是严谨科学态度的体现。 4. 数据收集与分析的艺术： 面对收集到的原始数据，如何有效地组织和呈现？本书提供了多种数据可视化工具和统计学入门知识，例如误差棒的绘制、相关性与因果性的辨析，确保读者能够从数据中提取出有意义的科学结论。 第二部分：跨学科的交汇点——技术与工程的实践 本部分将理论知识与工程实践紧密结合，展示科学原理是如何被转化为解决实际问题的技术方案的。这不是一本纯粹的工程设计手册，而是鼓励读者像工程师一样思考，在资源有限的条件下进行优化设计。 1. 基础机械与结构设计： 探索杠杆、滑轮、齿轮等基本机械原理，并指导读者利用简单的材料（如纸板、木条、橡皮筋）搭建能够承载特定重量或完成特定运动的模型。重点在于理解效率、稳定性与材料科学的相互制约。 2. 电子与电路基础： 通过搭建小型面包板电路，读者将直观理解电流、电压和电阻的概念。我们将介绍基础的逻辑门操作，并引导学习如何使用微控制器（如Arduino或类似平台）来编写简单的控制程序，实现对物理世界的干预和反馈。 3. 材料的科学： 深入探讨常见材料（金属、聚合物、复合材料）的微观结构如何决定其宏观性能（强度、导电性、耐热性）。手册中包含一系列对比实验，鼓励读者通过简单的破坏性测试来“感受”材料的特性。 4. 能源系统的初探： 从热力学到可再生能源，本部分引导读者探究能量的转化与守恒。活动设计着重于小型热能转换设备（如斯特林发动机模型）的制作与效率评估，以及对不同能源收集技术（风能、水能、太阳能）优缺点的对比分析。 第三部分：计算思维与数字工具的赋能 在当代科学与技术领域，计算能力已成为不可或缺的工具。本部分旨在普及计算思维，并展示如何利用软件工具增强科学探究的深度和广度。 1. 算法思维的建立： 学习如何将复杂问题分解为一系列可执行的步骤。通过非编程的逻辑谜题和流程图设计，培养结构化、系统化的解决问题的能力。 2. 模拟与建模的力量： 介绍如何使用基础的电子表格软件（如Excel或类似工具）来构建物理或化学过程的简单模型。例如，模拟抛物线运动或化学反应的浓度变化。重点在于理解模型假设的局限性。 3. 数据处理与可视化进阶： 更加深入地使用编程语言（例如Python的入门级库）进行数据清洗、统计分析和高级图形绘制。引导读者创建交互式的图表，使复杂的科学发现更易于理解和传播。 4. 信息检索与批判性评估： 在信息爆炸的时代，科学素养也包括辨别可靠信息的能力。本部分教授高效的学术数据库检索技巧，以及如何对网络上流传的“科学发现”进行严谨的同行评审式批判。 第四部分：科学、技术与社会的交织 科学与技术的发展并非在真空之中进行。本部分引导读者思考技术进步带来的伦理、社会和环境影响。 1. 伦理困境的辩论： 引入诸如基因编辑、人工智能的偏见、数据隐私保护等前沿议题。通过角色扮演和结构化辩论，培养读者从多角度权衡技术利弊的能力。 2. 可持续性工程： 探讨如何将“绿色化学”和“循环经济”的理念融入到技术设计中。活动可能涉及对日常废弃物进行资源化处理的微型项目，或评估某一新技术的全生命周期环境足迹。 3. 科学传播的实践： 学习如何将复杂的科学发现，用清晰、引人入胜的方式传达给非专业人士。本部分包含海报设计、口头报告准备以及撰写面向公众的科学短文的训练。 --- 本书的特色与价值定位： 高度的灵活性： 本手册并非僵硬的课程表，而是资源库。教师和学习者可以根据自身条件和兴趣点，自由选择和组合不同的探究模块。 以项目为导向： 大部分内容以中小型“挑战项目”的形式呈现，要求学习者在有限时间内完成一个可展示的成果，强调成果的实际意义而非理论的完整性。 强调迭代与失败： 书中明确鼓励“有建设性的失败”。每一次实验的失误都被视为一次学习的机会，是通往成功解决方案的必要路径。 本书承诺为读者提供一个充满挑战性、高度互动且极具启发性的学习旅程，帮助他们不仅理解“是什么”，更能掌握“为什么”和“如何做”，从而真正成为下一代科技创新的参与者和领导者。

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作为一个教育工作者，我非常看重教材的创新性和前瞻性。这本书在内容选取上展现出了极强的时代感。它涵盖的“技术”部分，远超出了传统意义上的手工制作，融入了编程思维和基础的数字素养的影子，这对于培养面向未来的公民至关重要。例如，书中关于逻辑判断的活动设计，虽然没有直接要求写代码，但其背后的思维模式与计算思维高度契合。此外，手册中非常注重跨学科的融合，比如在设计一个可持续能源的小模型时，往往会涉及到一些基础的地理知识和环境科学的概念。这种打破学科壁垒的综合性设计，真正体现了现代教育所倡导的整体性学习观。它提供的不仅仅是知识点，更是一种整合性的思维框架，这对于提高学生的综合素质大有裨益，远超出了普通操作手册的范畴。

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这本书的排版和视觉语言给我留下了深刻的印象，简直是教科书级别的制作水准，但又充满了亲和力。它的字体大小和行间距都考虑到了不同年龄段孩子的阅读习惯，保证了长时间阅读的舒适度。我最喜欢的是，它将“科学”这个听起来有点严肃的学科，通过生动活泼的版面设计变得触手可及。每一个实验项目都被清晰地分解成模块化的单元，配有精美的流程图和效果展示图，这极大地降低了理解难度。我注意到，手册中对技术应用的介绍也十分到位，它不局限于纯理论，而是将科学原理与现代科技产品相联系，比如介绍传感器的工作原理时，会提及它在智能家居中的应用。这种连接现实世界的做法，无疑能极大地激发孩子学习科学技术的内在动力，让他们明白科学不是书本里的抽象概念，而是改变我们生活的重要力量。

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拿到这本手册时，我最直观的感受是它的实用性和系统性。很多科学活动书往往只有零散的小实验，但这本书显然花了很多心思去构建一个连贯的学习路径。它似乎是按照科学技术领域的核心概念来组织的，从基础的物理原理到简单的工程设计，层层递进，逻辑性非常强。我试着和我的孩子一起完成了其中一个关于声波传播的活动，步骤细致到连需要哪些常见材料都一一列举，准备工作非常方便。最重要的是，它不仅仅告诉你“怎么做”，还会引导孩子去思考“为什么会这样”。在实验过程中，书中穿插的一些小贴士和深入思考的问题，有效地将简单的动手操作提升到了科学探究的层面。这对我来说非常宝贵，因为它教会了孩子如何像一个小科学家一样去观察、记录和分析。这种注重过程而非结果的教育理念，是现代科学教育越来越推崇的，而这本书完美地实践了这一点。

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我对这本手册的“反馈机制”设计赞不绝口。很多活动设计了一个开放式的结尾，鼓励孩子尝试改变变量，看看结果会有什么不同。这才是真正的科学精神——允许失败，并从失败中学习。书中提供了空间让孩子们记录自己的观察日志、绘制草图、写下假设和结论，这些都被设计得井井有条，既能帮助孩子整理思路，也方便家长和老师进行阶段性的评估。这种注重过程记录和反思的设计，极大地提升了活动的教育价值。它不只是玩玩而已，而是真正引导孩子建立起一套科学研究的基本范式。而且，手册中对于安全提示的强调也做得非常到位，每一个可能涉及工具或材料的步骤前，都有明确的警示图标和说明，体现了对使用者负责任的态度。总而言之，这是一本集趣味性、系统性、前瞻性和实用性于一体的优秀学习资源。

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这本书的封面设计真的很吸引人，充满了活力和探索欲，让人一看就觉得这是一本充满趣味性的学习材料。我之前在找一本能够激发孩子对科学兴趣的书籍，这本《科学探究活动手册：科学和技术》恰好满足了我的需求。它不仅仅是知识的堆砌，更像是提供了一套完整的“工具箱”，让孩子们可以亲手去操作、去发现。手册里的活动设计得非常巧妙，紧密结合了日常生活中的现象，比如如何制作一个简单的电路，或者观察植物的生长过程，这些都是孩子们在学校里可能接触到但又缺乏深入实践的环节。每一步的指导都非常清晰，即便是对科学不太熟悉的新手家长也能轻松上手。我特别欣赏它鼓励孩子自己动手思考和解决问题的过程，而不是简单地告知答案。这种探究式的学习方法，对于培养孩子的批判性思维和解决问题的能力至关重要。书里的插图也做得非常精美，色彩鲜明，逻辑清晰，大大增强了阅读的愉悦感。我敢肯定，这会是孩子们在周末或假期里最好的科学伙伴。

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