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出版者:

作者:广东省教育厅教研室 编

出品人:

页数:46

译者:

出版时间:2010-7

价格:3.80元

装帧:

isbn号码:9787540645748

丛书系列:

图书标签:

• 八年级
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《科学前沿探索：面向未来的基础科学素养提升》 本书简介 在信息爆炸的时代，面对日新月异的科技发展，培养扎实的数理化基础和科学探究精神，是每一位初中阶段学生面向未来竞争的关键能力。《科学前沿探索：面向未来的基础科学素养提升》是一本专为初中阶段学生（特别是八年级及以上，或对科学有浓厚兴趣的学生）精心设计的高阶拓展性学习读物。它旨在超越现行基础教材的深度与广度，引导学生从更宏观、更具前瞻性的视角审视现代科学的基石与发展方向。 本书并非任何特定学期或季节性学习计划的配套资料，它是一本侧重于科学思想、跨学科融合及前沿知识普及的独立探索手册。全书内容严格围绕现代科学研究的焦点展开，力求激发学生的内在好奇心，培养他们独立思考和解决复杂问题的能力。 第一部分：数学思维的几何延伸与代数深化 本部分聚焦于数学的抽象美感与实用工具性，旨在深化学生对数与形的理解，为学习更高深的数学知识打下坚实的思维基础。 第一章：非欧几何的初次邂逅 传统几何学建立在欧几里得的公理体系之上。本章将带领读者走出平面几何的“舒适区”，初步探讨在弯曲空间中几何规则的变化。我们会从生活中的例子（如地球表面航线）引入“测地线”的概念，介绍黎曼几何的朴素思想——“局部看起来是平的”。这部分将涉及球面三角学的基本概念，但重点在于培养学生对“公理体系并非绝对真理”的批判性思维，为理解爱因斯坦的相对论奠定直观基础。我们不会进行复杂的公式推导，而是侧重于几何直觉的拓展。 第二章：数论的神秘花园 数论被誉为“数学女王的皇冠”，它充满了令人惊叹的规律与未解之谜。本章将深入讲解： 1. 模运算与同余关系：如何用更简洁的方式描述数字之间的关系，并将其应用于密码学原理的初步探讨（如RSA加密的简化思想）。 2. 素数的分布奥秘：介绍素数定理的直观含义，探讨数域的边界——素数为何如此重要，以及数学家们寻找其规律的努力。 3. 丢番图方程的魅力：介绍一些简单的不定方程（如勾股数生成），激发学生对整数解探索的兴趣。 第二章旨在展示数学不仅是解题技巧，更是一种探索宇宙秩序的语言。 第二部分：物理世界的微观与宏观脉动 本部分侧重于衔接中学物理知识与现代物理学的两大支柱：量子力学和宇宙学。 第三章：从经典到量子的跨越 我们不再停留于牛顿力学的框架内。本章将介绍现代物理学的“基石性”概念： 1. 光的本质之争：从光的粒子性与波动性（光电效应的引入）探讨波粒二象性的概念，理解为什么经典物理学在微观尺度失效。 2. 原子的新图景：不再将原子视为“行星模型”，而是引入概率云的概念，解释电子的“不确定性”所在，但会避免薛定谔方程的复杂表达，重点阐释不确定性原理的哲学意义。 3. 量子纠缠的奇特现象：以通俗易懂的方式介绍“鬼魅般的超距作用”，激发学生对信息传递与时空本质的思考。 第四章：宇宙的尺度与命运 本章将目光投向宇宙的宏大尺度，介绍天体物理学的最新进展： 1. 星系的演化与暗物质/暗能量的谜团：讲解星系形成的基本过程，并解释科学家是如何“推断”出暗物质和暗能量存在的，强调观测证据的重要性。 2. 黑洞的边界：深入讲解事件视界的物理意义，介绍史瓦西半径的概念，并探讨信息悖论的初步思考。 3. 宇宙膨胀的证据：回顾哈勃定律，并解释宇宙微波背景辐射（CMB）如何成为大爆炸理论最有力的证据。 第三部分：化学的元素周期律与生命起源的交汇 本部分旨在拓宽学生对化学反应的认知，将其与材料科学及生物学前沿相结合。 第五章：元素周期表的深层结构与新元素探索 超越了中学化学对元素性质的描述，本章深入探讨元素形成的本质： 1. 电子排布与元素周期性：更深入地理解s、p、d、f轨道对元素化学性质的决定性影响，以及“幻象元素”的性质预测。 2. 超重元素的合成与挑战：介绍核反应堆和加速器在人工合成新元素中的作用，探讨“稳定岛”的理论构想及其对核物理的意义。 第六章：化学在生命与材料中的前沿应用 本章将化学原理应用于解决现代社会问题： 1. 催化剂的革命：介绍高效催化剂在能源转化（如绿色氢能源的制取）中的作用，强调“降低活化能”的工程学意义。 2. 高分子材料的结构与功能：探讨合成材料（如特种塑料、纤维）的微观结构如何决定其宏观性能，引导学生思考材料设计与性能的对应关系。 总结：科学精神与未来展望 全书最后一部分将回归科学哲学层面，强调科学探究的迭代性、可证伪性以及对伦理的考量。它鼓励学生将所学的数学、物理、化学知识视为工具箱中的利器，去迎接未来在工程、信息技术、生物技术等领域提出的挑战。本书的内容深度和知识体系具有显著的拓展性、前瞻性和跨学科整合性，是学生在完成基础课程学习后，进行自我提升和科学兴趣深化的理想读物。它不提供填鸭式的知识点，而是提供理解科学前沿所需的思维框架和知识脉络。

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