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出版者:John Wiley & Sons Inc

作者:VanCleave, Janice

出品人:

页数:160

译者:

出版时间:2003-8

价格:108.00元

装帧:Pap

isbn号码:9780471331025

丛书系列:

图书标签:

• 科学展览项目
• STEM教育
• 科学实验
• 青少年科学
• 动手实践
• 项目设计
• 科学方法
• 科普读物
• 实验指导
• 创新思维

科普奇思：点亮青少年科学探索之路 《科普奇思：点亮青少年科学探索之路》 是一本专为充满好奇心、渴望动手的年轻科学家量身打造的指南。本书摒弃了枯燥的理论说教，将科学探索的魅力直接呈现在读者面前，旨在激发青少年对自然世界的好奇心，并为他们提供一套系统、有趣、实用的科学项目实践框架。 本书的核心理念是“做中学，学中思”。我们深知，真正的科学理解并非源于死记硬背，而是源于亲身实验、观察记录和批判性思考的过程。因此，全书内容紧密围绕动手实践展开，涵盖了生物学、化学、物理学、环境科学以及计算机科学等多个前沿领域，确保每一个项目都兼具教育意义和实践乐趣。 第一部分：基础科学的奇妙旅程 (The Fundamentals of Wonder) 本部分聚焦于科学探究的基本方法论，并引入了初级阶段最容易上手的经典实验。 第一章：科学探究的基石——提出问题与设计实验 从“为什么”开始： 引导读者如何将日常观察转化为可测试的科学假设。我们详细解析了如何定义清晰的变量（独立变量、因变量和控制变量），这是所有严谨科学实验的起点。 安全第一：实验室规范与材料准备： 详尽介绍家庭或学校实验室的安全操作规程，包括化学品处理的基本常识、个人防护装备（PPE）的使用，以及如何安全地使用常见工具，如电烙铁、加热装置等。 数据捕获艺术： 教授基础的数据记录技巧，包括使用图表、日志和电子表格来组织观察结果，并初步介绍误差分析的初步概念。 第二章：物质世界的奥秘——基础化学实验 晶体的生长与结构： 带领读者探索溶解度、过饱和溶液的形成，并指导他们在家中培育出不同形状和颜色的晶体，如明矾或硫酸铜晶体。项目深入探讨了晶格结构对宏观特性的影响。 酸碱度的秘密侦探： 介绍pH值的概念，并指导读者自制天然指示剂（如紫甘蓝提取物），用于测试常见家用物品的酸碱性。项目延伸至探究不同缓冲溶液对pH值稳定的作用。 自制“火山”之外的化学反应： 探索氧化还原反应，例如自制简易电池（土豆电池或柠檬电池的升级版），分析电化学势的差异，并尝试用化学能点亮LED灯。 第三章：运动与能量——入门物理学实践 牛顿定律的直观展示： 利用简单的滑轨、弹簧和重物，直观演示牛顿第一、第二和第三定律。重点放在如何精确测量加速度与力的关系。 光学魔术与光线追踪： 利用透镜、棱镜和激光笔，探索光的反射、折射和全反射现象。读者将亲手搭建一个简易潜望镜或制作一个小型投影仪。 声波的可视化： 介绍频率和振幅的概念，并通过搭建一个简易的“示波器”（如用橡胶膜和盐粒），观察不同音高的声音如何影响物质的振动模式。 第二部分：生命与环境的互动 (Biology and Ecology in Action) 本部分侧重于对生命系统和我们所处环境的深入观察和分析。 第四章：微观世界的生命迹象 制作你的显微镜： 指导读者利用手机摄像头和简易透镜，DIY一个低倍率显微镜，用于观察植物细胞、昆虫翅膀和水体微生物。 酶的奇特催化作用： 通过观察过氧化氢在不同温度和pH值下对马铃薯或肝脏切片的影响，来理解酶的活性及其对环境的敏感性。 植物的生命线： 探究植物的向性（向光性、向水性）机制。实验设计注重控制光源强度和水分分布，并尝试使用色素提取法观察木质部和韧皮部的输水路径。 第五章：环境监测与可持续性科学 水质分析入门： 学习如何采集不同来源的水样，并使用比色法或简易试纸测试溶解氧、硬度和特定离子含量。项目最后将分析数据，判断水样的适宜用途。 土壤的秘密： 教授土壤取样和分析技术，包括测量土壤的质地（沙、淤泥、黏土的比例）和有机质含量。读者将据此为特定植物推荐最适宜的种植方案。 可再生能源的初步探索： 建造一个小型风力涡轮机模型或太阳能蒸馏器，测量其发电效率或产水量，并讨论其在社区应用中的潜力与局限性。 第三部分：面向未来的科技项目 (Projects for Tomorrow) 本部分鼓励读者拥抱新兴技术，探索计算思维和工程设计。 第六章：工程设计与结构力学 结构强度测试： 挑战读者设计并建造能够承受最大重量的桥梁或塔架模型，材料限于纸板、胶水和细木棍。项目强调受力分析和几何形状对稳定性的影响。 简单的机器人学入门： 利用基础的电机、电池和开关，搭建一个能完成简单避障或直线移动的“刷子机器人”（Bristlebot）或振动机器人。重点理解电路和机械运动的结合。 流体力学与空气动力学： 设计并测试不同形状的纸飞机或火箭模型，测量飞行距离、滞空时间和稳定性。深入探讨伯努利原理在升力产生中的作用。 第七章：计算思维与数据可视化 用电子表格进行科学建模： 教授如何使用电子表格软件（如Excel或Google Sheets）来绘制实验数据，并利用趋势线拟合等基础统计工具来预测结果。例如，模拟掷硬币的概率分布。 编程逻辑入门（无代码/低代码）： 介绍基础的逻辑结构（顺序、分支、循环），并通过图形化编程工具（如Scratch或Blockly）来解决一个简单的科学问题，例如模拟行星的简易轨道运动。 信息图表的力量： 引导读者将复杂的科学发现，通过清晰、引人注目的信息图表形式进行展示，这是有效科学交流的关键技能。 本书特色： “材料清单”先行： 每个项目前均附有详细且易于获取的材料清单，方便提前准备。 “假设与验证”模块： 明确区分实验的预期结果和实际观察结果，鼓励批判性反思。 “深入探索”建议： 为有余力的读者提供了进阶阅读方向和更复杂的变量修改建议，确保项目生命周期长久。 《科普奇思》旨在成为青少年科学探索路上最可靠的伙伴，教会他们如何提问、如何测量、如何分析，最终，如何用科学的眼光看待并改造我们生活的世界。它不仅仅是一本实验手册，更是一本培养未来创新者的思维工具书。

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