本书分为十章,主要内容包括:运动的描述、常见的力、机械传动、力和运动、平衡与稳定、液体和气体的压强、传热和保温、热膨胀、机械与做功、能量及其转化。
高度重视科学教育,已成为当今社会发展的一大时代特征。对于把建成世界科技强国确定为21世纪中叶伟大目标的我国来说,大力加强科学教育,更是必然选择。
科学教育本身即是时代的产物。早在19世纪中叶,自然科学较完整的学科体系刚刚建立,科学刚刚度过摇篮时期,英国著名博物学家、教育家赫胥黎就写过一本著作《科学与教育》。与其同时代的哲学家斯宾塞也论述过科学教育的重要价值,他认为科学学习过程能够促进孩子的个人认知水平发展,提升其记忆力、理解力和综合分析能力。
严格来说,科学教育如何定义,并无统一说法。我认为科学教育的本质并不等同于社会上常说的学科教育、科技教育、科普教育,不等同于科学与教育,也不是以培养科学家为目的的教育。究其内涵,科学教育一般包括四个递进的层面:科学的技能、知识、方法论及价值观。但是,这四个层面并非同等重要,方法论是科学教育的核心要素,科学的价值观是科学教育期望达到的最高层面,而知识和技能在科学教育中主要起到传播载体的功用,并非主要目的。科学教育的主要目的是提高未来公民的科学素养,而不仅仅是让他们成为某种技能人才或科学家。这类似于基础教育阶段的语文、体育课程,其目的是提升孩子的人文素养、体能素养,而不是期望学生未来都成为作家、专业运动员。对科学教育特质的认知和理解,在很大程度上决定着科学教育的方法和质量。
科学教育是国家未来科技竞争力的根基。当今时代,经历了五次科技革命之后,科学技术对人类的影响无处不在、空前深刻,科学的发展对教育的影响也越来越大。以色列历史学家赫拉利在《人类简史》里写道:在人类的历史上,我们从来没有经历过今天这样的窘境——我们不清楚如今应该教给孩子什么知识,能帮助他们在二三十年后应对那时候的生活和工作。我们唯一可以做的事情,就是教会他们如何学习,如何创造新的知识。
郭传杰,研究员,博士生导师,国际欧亚科学院院士,国家教育咨询委员;曾任中国科学院党组副书记、中国科学技术大学党委书记、中国管理科学学会理事长。主要研究领域为高分子化学、计算化学、科技战略、科技与教育管理。主编有“中国青少年科学实验出版工程”等科普作品。
周德进,中国科学院科学传播局局长、地质学博士;曾任中国科学院团委书记、中国科学院力学研究所党委书记兼副所长、中国科学院院士工作局局长。
郑青岳,浙江省玉环市教育教学研究中心原物理教研员,正高级教师,全国劳动模范,全国优秀教师,省首届功勋教师、特级教师,享受国务院政府特殊津贴,教育部“国培计划”专家库人选。发表教学论文310多篇;出版个人专著13部,主编丛书4套21本,参编高中《物理》、初中《科学》教科书及其他参考书25本,参与主编马来西亚华文独中初中《科学》教科书(负责物理全部内容的编写);完成省级课题11项,11项成果获得省级一等奖。
第1章 运动的描述
把物体看作点
频闪摄影
萨尔维阿蒂的大船
运动轨迹因参照物而变
车上的旅客为什么感到大地在旋转
第2章 常见的力
落体运动
引力对光的作用
形变与弹力
摩擦力的成因
汽车车轮的摩擦
空气阻力
轴承的演化
第3章 机械传动
平动、转动和振动
齿轮传动
带传动
连杆传动
液压传动
第4章 力和运动
人类对力和运动关系的认识历程
汽车安全带和安全气囊
回转惯性
跳伞运动
反冲运动和航天器发动机
山脉的沉浮
设计奇观:福尔柯克轮
海中断崖
轮船上的“吃水线”
动物对浮沉条件的利用
第5章 平衡与稳度
重心与平衡
三类平衡
有支持面的物体的平衡
物体的稳度
第6章 液体和气体的压强
液体压强的成因
生活中的连通器
……
第7章 传热和保温
第8章 热膨胀
第9章 机械与做功
第10章 能量及其转化