描述
开 本: 16开纸 张: 胶版纸包 装: 平装-胶订是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787553965413
科学老师 早教专家专为孩子设计。
让孩子像真正的科学家一样思考和探索,让孩子享受自己动手的乐趣。
培养孩子的科学思维,启发孩子的好奇心,让科学帮助孩子更好地理解世界。
作为一名教育专家和科学课教师,作者既深深懂得孩子,又知道怎样把科学的精神传递给孩子。我们不仅应该关注作者为小科学家准备的科学大餐本身,更应该关注这个大餐背后的“营养理念”,这是父母和很多教育者*容易忽视的地方,而这恰恰是与孩子的人生关系*密切、让孩子终生受益的关键所在。
科学并不是按照别人的实验一步一步效仿,科学课是要提出自己的问题,并自己想办法来找到答案——这两件事情都是小孩子所擅长的。
孩子是天生的科学家。小孩子生性好奇,观察细致,并且还坚持要解决问题。他们满脑子都是问题,而且求知欲很强。这正是成功的科学家的品质。
科学并不需要很复杂。小孩子对自己周围那些简单的材料很感兴趣,所以,不需要大费周章寻找特殊材料或者进行特别复杂的实验来吸引他们。像种子、水、小苏打这些日常的东西都很吸引孩子,都是特别适合孩子做实验的东西。本书推荐的100多个简单便捷并充满乐趣的小实验,几乎都不需要什么设备,使用的材料在家中或者杂货店很容易就能找到。
实验不需要完美地完成才算是有价值。即使失败的实验也是有意义的;孩子可以从错误中吸取教训,在以后的实验中学会规避这些错误。科学很少是要一成不变地取得某个结果,也很少是完美无缺的。
针对孩子的科学教育要注重开发孩子与生俱来的科学才能。以开放的方式,提供时间和空间让孩子去探索,将促进他们技巧的发展;为他们提供机会设计简单的实验,将让他们切身体会当科学家的感受。
书中的科学活动旨在培养孩子发现问题、解决问题的能力,这些能力将让他们受益终生,即使他们未来可能不会从事与科学、技术、工程或数学相关的行业。设计一个实验来寻求问题的解决方案,这种能力适用于所有职业,市场营销和企业管理也包括其中,而不只是科学实验。
八大主题、100多个自己动手的科学实验。
材料易得/步骤简单/安全易操作/趣味盎然。
实验八大主题:植物与种子/食物和糖果/水和冰/小苏打和醋/霉菌、细菌和真菌/环境科学/工程/生物。
如果用果汁浇灌植物,会发生什么事情?
冰的形状是否会影响其融化速度?
在家里的什么地方可以找到细菌?
鼻涕虫的黏液与胶棒哪一个黏性更强?
污染物如何影响植物生长?
……
这些千奇百怪的问题,都需要亲自动手试一试!
本书将指导孩子自己动手设计科学实验,并找到答案!孩子会提出自己的问题,在失败的实验中发现价值,*重要的是,在科学活动中获得乐趣!本书提供了100多个需要动手的实验活动,使用日常物品即可操作,让孩子在快乐的玩耍中,不知不觉掌握关于科学、技术、工程和数学方面的重要知识与技能。
每个创意实验都包含了适合孩子年龄段的科学解释,展示它们在现实中的应用,让孩子进一步领会书中的概念。在家庭计划中加入科学活动,会极大地促进孩子的学习。每周一个实验,会让你的孩子自信满满,对科学充满热情,也会让孩子的学校生活更加精彩,教会他们如何自己设计并实践自己的科学项目。
给孩子机会,以兴趣为导向,培养好奇心,帮助他们在科学实践过程中建立自信。他们都是热切而投入的学习者,为自己的每一个发现感到骄傲,为自己能够解决发现的问题而自豪,而这些将帮助他们更好地认识和理解这个世界。
序 言
如何用好这本书
提出问题
基本的实验设计
科学与艺术
科学材料
章 植物与种子
简介
挑战:设计一个植物迷宫
实验:种子种多深长得好?
探索:从食材中收集种子并进行培育
挑战:设计一片能够阻止水分蒸发的叶子
实验:温度高或者低的时候,种子发芽是否会快一些?
实验:在有颜色的水中泡发种子,植物的颜色会改变吗?
探索:将幼苗与其种子配对
实验:芹菜会将哪些成分输送到自己的叶子里?
探索:解剖植物和花朵
挑战:使植物生长的方向由向上变为向下
实验:浇多少水适合植物长高?
探索:制作你自己的根部观察箱
实验:如果用果汁或者其他液体浇灌,植物还会生长吗?
实验:在没有阳光的地方植物还能生长吗?
实验:植物能顶破石膏吗?
实验:如果你用不掉色的记号笔给植物的叶子上色,植物还会生长吗?
第二章 水与冰
简介
挑战:提高冰的融化速度
实验:冰的形状是否会影响其融化速度?
挑战:防止冰块融化
实验:哪种纸花展开得快?
挑战:制作一种能维持更久的泡泡液
实验:哪种纸可以快制作出彩虹?
探索:分别在湿纸巾和干纸巾上涂颜料,观察色彩如何扩散
探索:在一枚硬币上放尽可能多的水滴
实验:你能改变水结冰所需的时间吗?
第三章 霉菌、细菌和真菌
简介
探索:找到细菌
实验:防腐剂能改变面包发霉的速度吗?
实验:往琼脂材料中添加色素是否会改变细菌生长?
实验:哪些食物发霉的速度快?
实验:你的免水洗手液效果如何?
挑战:使鸡汤避免霉变或者细菌侵扰
实验:湿度能够改变食物发霉的速度吗?
实验:你的手洗得怎么样?
实验:温度能改变食物发霉的速度吗?
探索:让酵母发酵
实验:酵母消耗什么速度快?
探索:配制你自己的琼脂秘方
实验:使大部分酵母发酵的水温是多少?
第四章 工 程
简介
探索:设计一个斜坡,让汽车跑得更远
挑战:设计一个筐子,让掉进去的鸡蛋不破碎
挑战:用锡纸造一艘小船,看它的承重是多少
探索:改装弹射器,看它远能把物体弹到多远
挑战:设计一个吹泡器
挑战:设计一座能承担重量的桥
探索:改装气球火箭,使其飞得更远
挑战:使用吸管和胶带设计一座高塔
挑战:利用你的回收材料箱制作弹子跑道
探索:设计一架吸管飞机,改装组件以改变其飞行
实验:重量如何改变小汽车跑出的距离?
实验:什么形状的容器能够产生的泡泡塔?
挑战:设计一个气球动力小汽车
第五章 食物和糖果
简介
实验:哪种液体能够快分离出M&M巧克力豆外面的包衣?
挑战:防止苹果切片变成褐色
探索:让橡皮虫糖(熊糖)变大、变皱
挑战:通过加入不同材料让鸡蛋浮起来
探索:将“裸”蛋放进不同的液体中
挑战:制作玩耍面团
探索:制作镁盐晶体
实验:你能混合两种结晶材料并获得晶体吗?
挑战:探索明矾结晶的途径
实验:改变温度能够改变食物色素扩散的速度吗?
探索:分别用水彩、水和盐进行涂色
探索:标记笔的颜料是怎么制作的
实验:哪种牛奶可以搅动的时间长?
挑战:在溶解之前搭建一座方糖高塔
探索:油与有色水
挑战:制作能够膨胀的面团
探索:小苏打、发酵粉、玉米淀粉、面粉、盐和糖
挑战:神秘物质鉴定
挑战:制作紫甘蓝汁彩虹
第六章 小苏打与醋
简介
探索:小苏打反应盘
实验:哪种洗涤剂能够制造的气泡塔?
挑战:找到将袋子撑破所需小苏打的少剂量
挑战:用杯中的小苏打制造多的气泡
实验:要使反应更剧烈,应该将小苏打加到醋里,还是将醋加到小苏打里?
探索:制作嘶嘶响的小苏打颜料画
挑战:找出与小苏打完全反应所需要的醋的量
挑战:设计一座活火山
实验:冷冻小苏打和干燥小苏打的反应是否不同?
挑战:用小苏打和醋让气球膨胀却不爆炸!
探索:冷冻是如何改变小苏打和醋的反应的?
第七章 环境科学
简介
实验:污染物如何影响植物生长?
挑战:污水净化
实验:什么物质在土壤中先腐烂?
挑战:减少侵蚀
探索:构建一个“流域”
实验:盐会影响植物生长吗?
探索:沾满油的羽毛
探索:观察红蚯蚓
第八章 生 物
简介
实验:蛞蝓(或蜗牛)的黏液和胶棒一样能粘东西吗?
探索:饲养蝴蝶
挑战:设计一个微型水族馆
探索:温度变化与昆虫
实验:你的昆虫喜欢吃什么?
探索:饲养螳螂
实验:你的昆虫喜光还是喜暗?
实验:你的昆虫喜欢潮湿还是干燥的环境?
实验:你的昆虫是否会对强烈气味做出反应?
附录一 在哪里可以找到本书所需的材料?
附录二 可用资源
我五岁的女儿正在卧室里面玩,她把一块木板当作一个斜坡,让两辆火柴盒汽车从上面飞驰而下。这块木板的中间有一条很光滑的凹槽,让这个小斜坡更加完美。“妈妈!”她大声喊道,“快看!一辆小汽车每次都从斜坡上摔下来,但另外一辆却每次都能顺利滑下来。”她坐下来,开始琢磨这个斜坡和两辆玩具车。过了一会儿,她笑着把手中的小汽车翻了过来。“我知道了!这辆车的轮子太大了,跟斜坡中间的槽子合不上,所以它总是摔下来。”
“哦,很有趣的理论,”我说道,“你能想办法用更多的车来验证一下你的理论吗?”她点点头,跳了起来,去翻腾她的玩具去了。很快,她得胜似地找到了两辆车,一辆是宽轮子的怪兽卡车,一辆是细轮子的野马汽车。她让这些玩具车顺着斜坡往下跑,很快就喊道:“我知道了!怪兽卡车的轮子太大了,跟坡道不合,所以也掉了下来!”又过了一小会儿,一个塑料的速龙玩具沿着凹槽顺势而下。她兴奋得再三尝试,的确如此,它两脚间距离不大,尾巴也不粗,正好可以放在槽子里。
我女儿拿着斜坡又研究了一会儿,然后喜滋滋地问我:“妈妈!我们能拿这块木板做个跷跷板吗?我可以比一比我的玩具的重量。”我点点头,然后看着她两眼放光,在屋里四处张望,寻找自己需要的材料。几分钟后,她把那块小木板放在了一个小塑料盒子上,一个平衡木就这样搭了起来。她把各种各样的玩具放到那个摇摇晃晃的木板上比重量。
通过关注孩子做的事,回答他们的问题……帮助他们探索他们感兴趣的事情……我们能限度地帮助孩子学习。
——约翰·霍尔特(John Holt)(格式请参考书)
作为一名科学课教师,我很希望看到传统的科学课随着孩子的需求而有所改进。科学并不是按照别人的实验一步一步效仿,或者仅仅观摩别人的展示,也不是去罗列实验事实或者背诵科学术语;科学课是要提出你自己的问题,并自己想办法来找到答案——这两件事情都是小孩子所擅长的。本书中的科学活动,使用的都是从杂货店或者自己的家里找到的一些简单材料,但它们仍然能够鼓励孩子以开放的思维、快乐的方式展开有力的科学探索。
蒂法尼·阿德(Tiffany Ard)供图(图请参考书)
孩子是天生的科学家
婴幼儿通过形成问题和实验来找到答案,以此来了解他们所处的世界。你有没有注意到,婴幼儿会把食物从高的椅子上扔下来,一次又一次,来观察发生的一切。孩子是天生的科学家。
小孩子生性好奇,观察细致,并且还坚持要解决问题。他们满脑子都是问题,而且求知欲很强。这不仅是成功的科学家的品质,也是科学、技术、工程和数学相关的从业人员想要有所成就的品质。大人要为孩子创造实验的机会,帮助他们天生的技巧不断发展,直到开花结果。
科学并不需要很复杂
小孩子对自己周围那些简单的材料很感兴趣,所以,你不需要大费周章寻找特殊材料或者进行特别复杂的实验来吸引他们。像种子、水、小苏打这些日常的东西都很吸引孩子,都是特别适合孩子做实验的东西。本书推荐的100多个简单便捷并充满乐趣的小实验,几乎都不需要什么设备,使用的材料在家中或者杂货店很容易就能找到。
对于喜好探寻的头脑来说,整个世界就是一个实验室。
——马丁·费希尔(Martin Fischer)(格式请参考书)
职业科学家的实验操作严格,步骤明确。小孩子不用这样亦步亦趋。家里面不可能配备专业实验室,你也不可能严格控制好每个参数。鼓励孩子尽可能追求准确,但是要记住,简单的方法就好。没有谁会期待一个五岁的孩子能跟成年人一样做复杂或者精准的实验。
实验不需要完美地完成才算是有价值
有时候实验会失败,有时候实验会引出更多的问题,这就是科学。即使失败的实验也是有意义的;孩子可以从错误中吸取教训,在以后的实验中学会规避这些错误。科学很少是要一成不变地取得某个结果,也很少是完美无缺的。正因为如此,本书中的很多活动都故意没有给出明确结果,而是留下诸多开放性的可能。这些挑战特别能促进孩子进行各种尝试,在不断的实验和错误中学习进步。
很多成年人,包括某些教育工作者,都低估了孩子在儿童期理解科学核心理念和实践的能力,从而未能及时给他们提供机会和实践来培养他们的科学技巧(美国国家研究委员会2007年报告,p.vii)。
——《国家科学教师协会对早期儿童科学教育的立场声明》,2014(格式请参考书)
注重开发孩子与生俱来的科学才能
针对孩子的科学教育应该注重培养他们的科学天性——天生的观察、提问和实验能力。以开放的方式,提供时间和空间让孩子去探索,将促进他们技巧的发展;为他们提供机会设计简单的实验,将让他们切身体会当科学家的感受。在现实生活中,解决问题的方法有很多。与提供既定测量方案和指南的方式不同,本书为孩子们提供机会,让他们利用自己解决问题的技巧,找到自己的方案。通过应对主导实验的挑战,孩子们能够获得自我评价工作的经验,并从错误中学习很多东西。
孩子从本书中获得的本领将帮助他们走向成功
在过去的20年里,美国的学校开始引入以孩子为主导的科学实践。与以往进入实验室按照既定步骤一步一步开展实验不同,现在的实验课上,孩子们要自己提出问题,并进行验证。从完成本书提供的实验中获得的技巧,可以帮助孩子在学校取得成功。此外,提出问题、设计实验的经历将为孩子奠定坚实的科学基础在未来应对自己的科学研究项目。
书中的科学活动旨在培养孩子发现问题、解决问题的能力,这些能力将让他们受益终生,即使他们未来可能不会从事与科学、技术、工程或数学相关的行业。设计一个实验来寻求问题的解决方案,这种能力适用于所有职业,市场营销和企业管理也包括其中,而不只是科学实验。
雅希雅这本《好奇孩子的科学书》可不只是一本打发无聊雨天的书。这本书指导家长激发孩子的好奇心,培养孩子各种解决问题的技能,启迪孩子的科学思维。通过真实的体验,雅希雅让人们看到,即使是很小的孩子也能自己设计实验,记录实验进程,并与他人分享自己的发现。书中提供了大量简单有趣,同时又富有意义的科学小实验,不过,这本书更大的价值还在于帮助父母激发孩子内在的探索和发现精神,而这会让孩子受益终身。
——鲍勃·普夫卢格费尔德(Bob Pflugfelder),科学鲍勃网站(ScienceBob.com)创始人,“吉米·凯莫直播秀”及“凯丽和迈克的直播秀”嘉宾,《尼克和泰斯拉》(Nick and Tesla)儿童系列小说作者
这是一本令人爱不释手的书,它利用孩子的好奇天性,展开基本科学原理的探索——从提出问题到进行假设到动手实验,*后到得到结果和进行总结。孩子们喜欢这样做,父母们也能从中有所收获。
——亨利·罗伊迪杰三世博士(Dr. Henry L. Roediger III),华盛顿大学(圣路易斯)杰姆斯·S.麦克唐奈基金杰出教授,《让科学的学习成为一种习惯》(Make It Stick: The Science of Successful Learning)的作者
雅希雅·西特伦是科学教育领域的后起之秀。作为两个孩子的母亲,以及教育专家,她深刻地意识到,孩子天性中充满好奇心,充满各种疑问,一旦有机会,他们就会自发地探索这个世界。《好奇孩子的科学书》*成功的地方就在于,肯定孩子天性中的这种好奇心,以及对实验的热爱,而这正是其他类似科学书籍的欠缺之处。基于对孩子这一天性的了解,书中鼓励孩子不要拘泥于重复已经被反复验证过的实验,而是自己提出问题,然后像一个真正的科学家一样去思考。从提出自己的假设到验证理论,《好奇孩子的科学书》能够激发孩子和家长的科学潜能。这真是太棒了!
——瑞秋·多尔利(Rachelle Doorley),汀克实验室网站(TinkerLab.com)的艺术教师,《汀克实验室:小发明家的操作指南》(Tinkerlab: A Hands-On Guide for Little Inventors)的作者
我坚信,孩子们的问题有打开发现大门的能量。在这本充满探索精神的书中,雅希雅·西特伦让这份能量得到充分释放,让孩子乐在其中。
——汤姆·罗宾森(Tom Robinson),国家注册教师,畅销书《全能少儿科学实验书》(The Everything Kids’ Science Experiments Book)的作者
提出问题
并不是只要孩子提出一个问题,相应的实验就会随之而来。本书中所涉及的实验活动就是希望你和孩子知道哪些问题可以通过实验来进行探究。每个实验都有一个中级和高级阶段。在传统的实验中,问题、方法和结果都是提前设定好的,在中级阶段,我会给出一些适度的指导,告诉你如何设计你的实验,从而帮助你慢慢从传统的实验风格中转换过来。在高级阶段,我会鼓励孩子们就一个现象提出自己的问题,并且设计自己的实验。
为了帮助孩子提出问题并开展实验,你可以问他,“如果……,不知道会发生什么”,或者问他一个有比较性的问题,如,“我不知道……是否比……更好/快/大”。在每个实验后,你会看到一个如何向孩子提问的提示。大多数实验活动都有这部分内容,记录了我的小科学家助手是如何决定要进行一项实验的,也给出了他们的问题。在高级阶段,本书会激励孩子提出自己的后续问题或设计一个实验来回答我的小助手的问题。本书的终目的是让孩子在实验中获得自信并开始自己的探索。
在每次实验结束的时候向孩子提出一些问题,这可以极大地鼓励他们进行分析,用他们所看到的一切来解释自己的实验。当孩子看实验结果的时候,可以提出这样的问题:
·发生了什么事情?
·为什么会这样?(你能用实验中所收集的数据来支持你的看法吗?)
·你还有什么困惑?(格式参考书)
孩子给出的解释可能正确,也可能不正确。更重要的是,他们在提高自己的推理能力,并且学会用自己的实验数据来给出解释。
章
植物与种子
(图、格式请参考书,下不一一说明)
简介
在本章中,你将要探索种子如何发芽,植物如何生长。在实验中要用到植物,你可以自己种植,也可以到花园商店或家居店买一棵,不需要太贵。你甚至可以从院子里面找一颗野草作为实验的植物!我们推荐各种豆子如黄豆、豌豆,因为这些豆子不怕孩子们用手反复拿捏,也不怕水、温度和光照的波动变化,此外,一年四季都可以在杂货店寻到这些豆子的种子。在杂货店里,大米和豆类通常被放置在同一区域,许多干豆被密封在塑料袋里(我喜欢花豆),袋子上一般贴有标签,上边写着是绿豌豆还是黄豌豆。有些品牌的豆种是经过处理的,尽管还可以发芽生产,但是不会开花结果,如果你需要用到开花结果的阶段,那么我建议你去花园商店买豆种。
培育你的专属植物
我们喜欢的植物种植方法叫作“发芽袋子”,它的功能就像是个迷你天然温室,一年四季都不受限制。要制作“发芽袋子”,需要准备一片纸巾或几个棉球,把这些材料蘸湿后挤出里面的水,再放到袋子里。纸巾或者棉球能够保持潮湿,但也不会水分过多。在袋子里放好湿的棉球或纸巾后,再放几粒种子进去,封好袋口。把这个袋子放到暖和的地方,也可以把它粘到窗户上,这样就可以观察种子的萌发、生长。发芽之后,这个新生植物要尽快被栽到装了土的杯子里面去。任何容器都可以作为花盆,甚至是旧牛奶盒(干净的)剪去上部就可以。不过不管使用什么容器,都要确保在底部留几个孔,以保证多余的水分可以渗出去。大人可以使用钉子和锤子或者剪刀,轻松地在“花盆”底部打几个眼儿。
简要说明
在生物界,植物很特别,因为它们可以自己生产食物!不需要狩猎、烹饪或者去杂货店购物,它们在自己的叶子里,就可以制造自己的食物。在食物生产过程中,植物会用到几样原料:阳光、空气、水和土壤。植物非常善于获取这些原料,它们的枝叶向着太阳的方向生长,根茎向着水源的方向延伸。
复杂解释
植物可以通过光合作用生产自己的食物(叫作淀粉的一种糖)。植物从土壤中吸收水和营养元素,从空气中吸收二氧化碳,从阳光中吸收能量,然后在叶子中把这些转化成它们生长所需要的食物。
光合作用除了合成植物生长所需要的食物之外,还会产生氧气。人类和其他动物呼出二氧化碳,吸进氧气。植物可以将我们呼出的二氧化碳转化成我们需要吸入的氧气!用这种方式,植物为人类提供着巨大的支持。
本章实验所需要的材料
□拉链袋 □盆栽土
□胶带 □芹菜
□硬纸板箱 □纸板箱碎片
□树脂玻璃 □熟石膏
□纸巾或者棉球 □记号笔(写标签用)
□种子(推荐使用黄豆或豌豆) □食用色素或者液体颜料
□花盆、大杯子或者可以回收利用的大容器
挑战:设计一个植物迷宫
植物通过生长去获取它们需要的东西,例如阳光,你的植物能穿越你设计的迷宫找到阳光吗?
任务:将植物置于盒子的底端,在盒子的设置一个透光孔,在盒子内部用胶带粘上几片纸板或者硬纸,形成一个迷宫。
材料
□带有透光孔的纸盒
□靠阳面的窗户
□刚发芽的豆苗(几英寸高就可以)
□纸板或者硬纸
□胶带
提示
·要确保阳光只能从盒子的透光孔照进来。其他空隙都要遮盖住。
·要确保把做好的迷宫放在阳光充足的地方。
·可以在盒子上做个可移动的门或者盖,这样就可以方便观察植物的生长进程。
·不要忘了定时给植物浇水。
拓展
你能做一个非常复杂的迷宫,使植物在够到阳光之前就死了吗?
迷宫盒子的大小变化(比如:小的或者高的)会否影响植物够到阳光?
迷宫里面转弯的数量变化会影响植物够到阳光的时间吗?
不同类型的植物(比如:豌豆或者黄豆)穿越迷宫时的表现是否会不同?
如果迷宫有不止一个透光孔,里面的植物又会怎样?
实验:种子种多深长得好?
种子种的深度是不是很重要?会不会有时种得太深了?如果把种子放在土壤的表面,它还会发芽生长吗?让我们看看种多深才对植物的生长有利。
自己猜测一下:你认为多深的深度适合种子生长?
注意事项
记住,你要做出的改变就是种种子的深度,其他条件(比如浇水的频率、晒太阳的多少)都要保持不变。
·你需要用多少种子?什么种子?
·种子需要种多深?
·实验要进行多久?
·确保按时浇水,并让它们多晒太阳。
数据
·你怎么测量植物的生长?
·多长时间你会检查一次?
·从实验中你学到了什么?发生了什么事情?为什么会出现这样的事情?
现实应用
去商店的园艺区(或者花园商店)看一下,选几包种子。看看包装背后的“种植深度”。你发现了什么?有没有看到跟自己实验结果类似的深度?你还打算做其他尝试吗?
4岁的克洛伊和7岁的卢克用吸管在一个“根部观察箱”里戳了几个不同深度的洞,然后在每个洞里面都放了一颗花豆种子。他们的洞有浅有深,也有中等深度的,浅的一个就在根部观察箱的表面,几个比较深的则快要达到根部观察箱的底端。尽管所有的种子都发芽了,但是浅洞里的种子(距离大概有两三厘米)长得快。
高级阶段:你还有关于植物和种植深度的其他问题吗?那就设计一个实验,寻找答案吧。
探索:从食材中收集种子并进行培育。
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