本書分為十章,主要內容包括:運動的描述、常見的力、機械傳動、力和運動、平衡與穩(wěn)定、液體和氣體的壓強、傳熱和保溫、熱膨脹、機械與做功、能量及其轉化。
高度重視科學教育,已成為當今社會發(fā)展的一大時代特征。對于把建成世界科技強國確定為21世紀中葉偉大目標的我國來說,大力加強科學教育,更是必然選擇。
科學教育本身即是時代的產物。早在19世紀中葉,自然科學較完整的學科體系剛剛建立,科學剛剛度過搖籃時期,英國著名博物學家、教育家赫胥黎就寫過一本著作《科學與教育》。與其同時代的哲學家斯賓塞也論述過科學教育的重要價值,他認為科學學習過程能夠促進孩子的個人認知水平發(fā)展,提升其記憶力、理解力和綜合分析能力。
嚴格來說,科學教育如何定義,并無統(tǒng)一說法。我認為科學教育的本質并不等同于社會上常說的學科教育、科技教育、科普教育,不等同于科學與教育,也不是以培養(yǎng)科學家為目的的教育。究其內涵,科學教育一般包括四個遞進的層面:科學的技能、知識、方法論及價值觀。但是,這四個層面并非同等重要,方法論是科學教育的核心要素,科學的價值觀是科學教育期望達到的最高層面,而知識和技能在科學教育中主要起到傳播載體的功用,并非主要目的?茖W教育的主要目的是提高未來公民的科學素養(yǎng),而不僅僅是讓他們成為某種技能人才或科學家。這類似于基礎教育階段的語文、體育課程,其目的是提升孩子的人文素養(yǎng)、體能素養(yǎng),而不是期望學生未來都成為作家、專業(yè)運動員。對科學教育特質的認知和理解,在很大程度上決定著科學教育的方法和質量。
科學教育是國家未來科技競爭力的根基。當今時代,經歷了五次科技革命之后,科學技術對人類的影響無處不在、空前深刻,科學的發(fā)展對教育的影響也越來越大。以色列歷史學家赫拉利在《人類簡史》里寫道:在人類的歷史上,我們從來沒有經歷過今天這樣的窘境——我們不清楚如今應該教給孩子什么知識,能幫助他們在二三十年后應對那時候的生活和工作。我們唯一可以做的事情,就是教會他們如何學習,如何創(chuàng)造新的知識。
郭傳杰,研究員,博士生導師,國際歐亞科學院院士,國家教育咨詢委員;曾任中國科學院黨組副書記、中國科學技術大學黨委書記、中國管理科學學會理事長。主要研究領域為高分子化學、計算化學、科技戰(zhàn)略、科技與教育管理。主編有“中國青少年科學實驗出版工程”等科普作品。
周德進,中國科學院科學傳播局局長、地質學博士;曾任中國科學院團委書記、中國科學院力學研究所黨委書記兼副所長、中國科學院院士工作局局長。
鄭青岳,浙江省玉環(huán)市教育教學研究中心原物理教研員,正高級教師,全國勞動模范,全國優(yōu)秀教師,省首屆功勛教師、特級教師,享受國務院政府特殊津貼,教育部“國培計劃”專家?guī)烊诉x。發(fā)表教學論文310多篇;出版?zhèn)人專著13部,主編叢書4套21本,參編高中《物理》、初中《科學》教科書及其他參考書25本,參與主編馬來西亞華文獨中初中《科學》教科書(負責物理全部內容的編寫);完成省級課題11項,11項成果獲得省級一等獎。
第1章 運動的描述
把物體看作點
頻閃攝影
薩爾維阿蒂的大船
運動軌跡因參照物而變
車上的旅客為什么感到大地在旋轉
第2章 常見的力
落體運動
引力對光的作用
形變與彈力
摩擦力的成因
汽車車輪的摩擦
空氣阻力
軸承的演化
第3章 機械傳動
平動、轉動和振動
齒輪傳動
帶傳動
連桿傳動
液壓傳動
第4章 力和運動
人類對力和運動關系的認識歷程
汽車安全帶和安全氣囊
回轉慣性
跳傘運動
反沖運動和航天器發(fā)動機
山脈的沉浮
設計奇觀:福爾柯克輪
海中斷崖
輪船上的“吃水線”
動物對浮沉條件的利用
第5章 平衡與穩(wěn)度
重心與平衡
三類平衡
有支持面的物體的平衡
物體的穩(wěn)度
第6章 液體和氣體的壓強
液體壓強的成因
生活中的連通器
……
第7章 傳熱和保溫
第8章 熱膨脹
第9章 機械與做功
第10章 能量及其轉化