描述
开 本: 32开纸 张: 轻型纸包 装: 平装-胶订是否套装: 是国际标准书号ISBN: 25159287
德国自然科学早期教育研究成果
获德国化学工业基金会文学奖
*册：
在很多学生问卷调查中，自然科学课程被排在“受欢迎课程”的*后。如果一个孩子在童年时，父母就和他一起在厨房里进行了首次自然科学实验，甚至可能回答了他当时的所有提问，并向他展示在普通玻璃杯中能制造何种自然奇景，那么获得这些入门知识的孩子，会比他的同学更加喜爱自然科学课程。
本书作者是德国比勒菲尔德大学的化学教授，她长期研究“幼儿的自然科学教育”，并一直在幼儿园为孩子们传授化学知识。她认为家长在培养孩子对自然科学的兴趣方面，作用非常巨大，因此经过长期实践与教学，她在本书中为孩子和家长提供了26个适合亲子一起边玩边学习的化学、物理小实验，在某个悠闲的午后、在家中的餐桌旁就可以进行！
这些实验，都是使用安全无毒又廉价易得的实验材料，制定的实验方案即使是让孩子自己动手也能顺利完成，实验的时间也非常合理（不会耗时过长，消耗孩子的积极性）。更关键的是，这些实验所涉及的知识非常成体系（共分为五大主题），基本囊括了自然科学的基础知识，而且符合这个年龄的孩子的理解力和想象力，能非常有效地训练孩子的抽象思维能力。同时，实验的成功率已经过作者的团队多年的实践检验，孩子从中能充分享受实验的成就感。
（随书附赠《“一起玩1”科学实验记录表》，可以让他们用图画或文字或者密码的形式记录实验结果。如何使用，全凭孩子心意。
第二册：
在《小实验2》中，同《小实验1》一样，长期研究自然科学早期教育的化学教授吉塞拉·吕克，亲自为孩子们挑选了24个化学、物理的小实验。这些实验仍是使用安全无毒又廉价易得的实验材料，但稍有不同的是，《小实验2》针对的是学龄孩子，或动手操作过《小实验1》中实验的学龄前孩子。这些不同点，主要集中在两部分，即对自然科学实验中的动手能力的要求和对实验原理的解说：在动手能力上，学前儿童的精细动作机能有些许欠缺，而小学阶段的孩子动手能力通常有显著提高，而且能够在更长的时间段内全神贯注地进行实验要求的每一个步骤，观察发生的变化，所以，《小实验2》的实验难度加大，对孩子的动手能力要求更高；在实验原理解说上，小学阶段的孩子对实验原理的探究更富有热情，而且他们通常也更加希望去记录实验，写下实验结果——随书附赠的《“一起玩2”科学实验记录表》，可以让他们用图画或文字或者密码的形式记录实验结果。如何使用，全凭孩子心意。（当然，《小实验2》也随书附赠《“一起玩1”科学实验记录表》）
第一册：
前 言—1
第一章 为什么香蕉是弯的 —— 5 ～ 7 岁的孩子通常什么都想知道— 1
探索非生物世界 —3
日常用语的错误导向：不存在“什么都没有” 的情况，也没有东西会简单地“消失”— 6
本书选取实验有哪些标准？ — 9
用食物做实验 ? — 12
“这些不都是旧的吗！”— 13
实验开始前 — 14
第二章 实 验 — 17
关于空气的实验 — 19
• 空气并非“什么都没有”！ — 19
• 不是瓶妖，一切只是热空气捣的鬼— 22
• 倒空气 — 24
关于蜡烛的实验 — 28
• 熄灭蜡烛— 28
• 自制迷你灭火器 — 32
• 仔细观察蜡烛熄灭的过程 — 35
• 蜡烛的熄灭——来点数学 — 38
关于水的实验 — 41
• 为什么小宝宝的纸尿裤能长时间保持干燥？ 吸水性背后的原理是什么？ — 41
• 为什么冰漂浮在水上？ — 46
• 盐、糖的溶解度与水温的关系 — 50
• 大自然中没有东西会消失，盐也不会 — 54
• 水也有皮肤 — 56
• 科学地观察油和水 — 60
关于食物的实验 — 64
• 柠檬里面有什么？ — 64
• 煮熟了的鸡蛋还能变回来吗？ — 68
• 胡萝卜的颜色打哪儿来？ — 71
• 千变红甘蓝 — 75
• 天然去污剂 — 79
• 自制汽水粉和柠檬汽水 — 82
• 化学法去蛋壳 — 86
• 自制钙垢清洗剂 — 89
• 补充实验：用可乐除垢？ — 91
其他实验 — 95
• 关于叶绿素的实验：为什么秋天叶子会 变得五彩斑斓？ — 95
• 黑色毡头笔的神奇色彩— 99
第三章 “孩子能理解吗？”或 “以后再向你解释” — 103
让·皮亚杰——儿童心理发展研究的先驱 — 107
埃里克·埃里克森——以心理分析为基础的 发展阶段论 — 109
幼儿园小朋友——对自然怀着强烈的好奇和 求知欲的探索者— 113
“我想知道发生了什么。”——内在动机在学前 和课外学习中的意义 — 118
第四章 实验和“感官体验” — 121
语言和思维在神话与哲学中的意义 — 123
描述蜡烛燃烧时的语言困境— 125
幼儿时期语言和感官的合作 127
第五章 我该怎么向孩子解释自然现象？ — 129
科学语言 VS“有灵魂的”日常语言 — 131
拟人化也得有个度 — 135
第六章 孩子想通过媒体知道哪些有关自然科学的内容，媒体又给他们提供了什么？ — 137
哪些媒体传播自然科学知识？对孩子产生了 哪些影响？ — 140
电视上的自然科学节目 — 141
自然科学和书虫们 — 146
《大象的故事》是怎么理解自然科学的 — 148
为孩子设计的实验箱 — 151
科学中心、儿童实验室以及儿童大学 — 153
儿童网站 — 156
第七章 自然科学知识真的那么重要吗？— 157
自然科学与国民经济 — 160
参与环境政策的制定 — 161
第八章 如果您想知道更多的物理化学知识 — 163
参考文献 — 167
第二册：
第一章 您应该知道的 1
自然科学再受重视 3
“新”在哪里？ 4
为什么早日开始自然科学探索如此重要？ 6
一点发展心理学和学习心理学 8
究竟为什么要探索非生物世界？ 13
印象深刻的经验 ——童年时认识自然现象的积极经验 14
从学前到小学阶段的变化 15
选择实验的标准 19
讲故事：化学和物理实验的漂亮包装 27
“快看，油不想和水在一起！” ——通过拟人和类比的方式解释自然现象 32
实验需要哪些材料？ 35
实验开始前 41
第二章 实 验 43
1. 一滴墨水在两种分离的液体中的旅行 45
2. 如何用黑炭做净化？ 52
3. 科尔蒂纳冷饮店停电了 56
4. 冰凉柠檬水——没冰箱照样行！ 63
5. 糖溶于食用油吗？ 67
6. 自制薰衣草香水 70
7. 精油是什么油？ 74
8. 提取柠檬油 77
9. 橙子油烟火 80
10. 什么东西会使桶中的水溢出来？ 82
11. 玻璃杯中的北极 87
12. “冰上”的油 90
13. 自制“密度测试器” 92
14. 回形针赛跑 94
15. 怎样顺利地穿过白色的玉米淀粉湖？ 98
16. 烛 火 103
17. 蛋壳和牙齿的相似之处 107
18. 为什么夏天穿白衣服比穿黑衣服舒服？ 111
19. 小糖熊想登高望远，或：哪种材料导热？ 115
20. 沙子城堡干了怎么办，或：不用胶水怎么粘？ 118
21. 自制淀粉糨糊 123
22. 化学鉴定法 126
23. 面包师克林格尔曼的面粉在哪里？ 128
24. 珠宝店里的脚印 131
25. 健忘的窃贼 136
26. 最后：为家长量身定制的实验 140
参考文献 144
致 谢 150
新版序
自本书首次出版以来，德国自然科学教育领域发生了许多积极的变化：在各州的教育计划中，除生物主题外，化学和物理内容也受到了重视；众多大学和工业企业的实验室纷纷为孩子们提供实验日；儿童大学开始关注化学和物理现象；而各类“科学中心”也如同雨后春笋般建立起来。最重要的是，人们意识到了早日引导孩子认识非生物自然世界的重要性。政治家、媒体和工业企业都认识到，让孩子早些开始接触自然科学知识，他们以后的生活会更轻松些。
尤为值得一提的是，无数活跃在幼儿园和小学的教育工作者正在将上述可贵的想法付诸实践。但有些地方因为对这一陌生的理念还不太确定，所以尚未出现这种现象。此时，作为家长的您可以在家中和孩子一起进行第一次对自然科学世界的探索，或在孩子的学校中传播儿童自然科学教育理念，对推动这一事业发挥您的影响。
前 言
您第一次真正接触自然科学是什么时候？我不是问您什 么时候第一次对自然现象感到惊讶，提出“为什么太阳是热 的”、“星星之间是什么物质”、“为什么冰比水轻”等问题；我更感兴趣的是，您何时第一次得到有关这些问题或类似问题的回答。
您几岁时第一次做化学实验并且有人清楚明了地向您解释了实验的化学过程？
如果您接受的是德国传统的学校教育，那么，您在第一次接触物理化学课程时，可能已经是七八年级的学生了。当时的您，还会像小孩子一样对自然现象惊讶不已吗？学校的课程能解答您的疑问吗？最为关键的是：化学和物理是您最喜欢的课吗？统计表明，这几乎不可能。根据问卷调查的结果，这些自然科学课程在“最受欢迎课程”中排在最后三分之一。
也许您很幸运，在向自然科学领域迈出第一步时，没有遵 循德国传统的教育模式；也许在您童年时，有人回答您关于自然科学的提问；也许您的父母曾和您一起在厨房里进行了第一 次自然科学实验，向您展现了在普通的玻璃杯中就能制造出 的自然奇景，甚至可能回答了您当时所有的提问。如果确是这 样，那您真的非常幸运，因为您以后可能再也不会像在幼儿时 期一样对自然科学问题有如此浓厚的兴趣。由于这些曾经获得 的入门知识，您会比您的同学更加喜爱自然科学课程。也许正 是孩提时获得的这些知识对您后来的职业选择起了决定性的影 响。它们肯定也有助于您适应这个日益科技化的时代。
本书给您提供了一些建议，帮助您正确引导孩子开始其观察和理解自然世界的旅程。其中最主要的是家长和孩子共同参与实验并对实验过程进行说明。
祝您和您的孩子在观察和理解自然现象的过程中获得无穷 的乐趣！
第一册：
不是瓶妖，一切只是热空气捣的鬼
在上个实验中，小糖熊们体验了“干燥”的潜水之旅，这清楚地表明：要呼吸“新鲜空气”并不是非得跑到“室外”， 空气无处不在，甚至存在于一个不显眼的、貌似空空如也的杯子里。虽然空气不可见，但它并非“什么都没有”。
下面这个常被冠以“瓶妖”之名的实验将再次证明这一点。不过，同所有物理化学现象一样，这个实验和妖精、魔法毫无关系。
所需材料
一个空玻璃瓶，即只装有空气
一枚硬币
一个深腹碗
开水
瓶口应当毫无损伤且完全与桌面平行，硬币也必须十分平整，不能有凹凸，以免空气泄漏！
实验过程
嘘！做本实验必须尽量保持安静，因为听觉效果在这里极其重要！ 首先，在深腹碗中灌入开水， 达到其容积的三分之二。让孩子把硬币平放在瓶口，保证瓶口完全被盖住。然后小心翼翼地把瓶子放入装有开水的碗中，注意不要让硬币滑动，并且双手紧握瓶身，使其不至倾倒。现在请集中注意力，保持绝对安静！ 观察到什么？ 硬币发出一记清脆的响声。
解释
在开水的作用下，瓶中的空气渐渐升温、膨胀，将平放在瓶口的硬币略微顶起来一点。当硬币再次落回瓶口时，便发出了响声。 如果瓶子之前在冰箱里冷冻过，实验效果会更加明显。因 为冷空气在热水中会膨胀得更厉害。瓶子越大，装的空气越多，实验就会越成功。
拓展实验
我们也可以用气球来代替硬币，用气球嘴套住瓶口，确保 不透气。当瓶子浸入开水中时，气球会有所膨胀，那是由于瓶中的空气膨胀后进入了气球中。这个实验虽然没有硬币实验那 么夺人眼球，但有其优势：孩子可以重复冷却瓶子并再次把它放入开水中，而且实验肯定会成功。 倒空气通常来说，把液体从一个杯子倒入另一个杯子是件毫不复杂的事。同样，把沙或糖等固体从一个容器倒入另一个容器也很简单。但请您尝试一下，把空气从一个杯子倒入另一个 杯子……
所需材料
一个装有半碗水的透明的大沙拉碗
两个玻璃杯
实验过程
做这个实验需要手脚敏捷，水很可能会溅到桌子上。
您先示范一遍这个实验，这样孩子做起来会简单些。
把其中一个玻璃杯装满水，然后将其浸入沙拉碗中，在水中将其倒转，使杯口朝下，且确保杯里的水平面不下降。现在用另一只手将那只空杯子杯口朝下按入碗中，并使两个杯子紧挨在一起。现在让装满空气的那个杯子杯口斜向上，置于装满水的杯子的下方，使得出现的气泡进入装满水的那个杯子。
观察到什么？ 气泡进入装满水的杯子后，往上升，并把杯子里的水一点 点排挤出去。最后我们可以清楚地看到，大量水被空气挤出了杯子。
解释
空气比水轻，会往上跑。它若进入装满水的杯子中，也会往上跑，并将水挤出杯子。如果我们尝试像倒柠檬水或牛奶那样把空气从一个杯子倒入另一个杯子，那是无法成功的，因为一个杯子里的空气若要到达另一个杯子的底部，那么它必须比另一个杯子里的空气重才行。 总体上，可以这样说：在水外，可以很容易地将液体或固体从一个容器倒入另一个容器，但是，浮力很大的气体，或者说，比水轻很多的材料，只有在水下才能转移成功。
第二册：
一滴墨水在两种分离的液体中的旅行
很多人都固执地认为，两种液体总能相溶。如果手中有杯红酒，那我们会自然地认为，在这个杯子中不仅水和酒精能均匀地混合在一起，其他的液体物质也都是如此，而不会认为密度比水低的酒精会浮在水面上（否则我们在倒第一杯红酒时，就得使用一些技巧了）。均匀混合的液体在生活中随处可见，比如醋是浓度约为 5% 的醋酸溶液，果汁和水的混合物也是为人们所熟悉的。
但也有一些液体互不相溶，比如水和油。如果在这两种液体中滴入一滴墨水，会产生什么现象呢？
墨水的这一旅行紧张有趣，结尾富有美感，并且向我们传达了许多关于液体特性的信息。
所需材料
一个透明的玻璃杯
自来水
食用油
吸入蓝墨水的自来水笔墨水囊或装有蓝墨水的带滴管的墨水瓶
实验过程
让孩子往玻璃杯中倒入食用油，直到杯底的油达到一拇指宽的高度。接着加入自来水，水面达到玻璃杯高度的一半。等待大约一分钟，待杯中溶液恢复平静，再挤压墨水囊，小心地往杯中滴入三四滴墨水。也可以用滴管从墨水瓶中吸取墨水再滴入杯中。尽可能地将墨水从同一位置滴入杯中，这样墨水便能集中在一起。
观察到什么？
把水倒入油中时，两者短暂地混合在了一起。但几秒钟后，您就会清晰地看到，刚形成的乳浊液又分离了：水沉到杯子底部，而油则浮在上部。接着，墨水滴进入了液体中。墨水的颜色和其他两种液体不同，所以我们能很好地观察它的运动路径。墨水滴首先进入油中，慢慢地往下沉，直至油和水的分界处，之后停了下来，并且保持球状。
一段时间后，墨水滴穿过水油分界面，进入水中，直到沉入水的底部。
几分钟后，墨水滴渐渐以条纹形式散开来，最终完全溶于水中。
解释
水和油不相溶，因为两种液体的构造不同。简而言之，水分子的构造更接近球形，油分子则是长条形。因为“相似相溶”，即球形溶于球形，长条形溶于长条形，所以水和油无法相溶。（那么酒精分子的构造是什么样呢？）由于油的密度比水小，油便浮于水面——就像俗话所说：“肥的总浮在上面。”
（参见《小实验 1》，“科学地观察油和水”，第 60 页）
现在墨水进来了：墨水密度比油大，所以开始下沉。但为什么墨水不溶于油呢？为什么它长时间地“驻足”在水和油的分界面上，且形成了水滴状或者说球状？
墨水不溶于油也是因为“相似相溶”的原理。墨水想和油划清界限，把它可能“遭受攻击”的面积，即受力面积，降到最小。在体积相同的情况下，球体与其他几何体相比，具有最小的表面积，所以墨水就形成了球状。当一种液体要和其他物质分离的时候，便会形成球状。水在对抗空气的时候，也会减小自己的受力面积，形成球状，以雨滴的形式自由掉落到地上。若仔细观察，也能发现墨水即将变成雨滴状的征兆，因为在穿越油层的过程中，其球体底部稍稍变得平坦了些。
墨水滴在水和油的分界面上逗留了很长时间，因为穿过这一分界面需要更多的能量。为什么呢？当两种物质间形成分界面时，这一分界面会特别稳定牢固。油中的墨水滴的表面要抵抗来自油的作用力，比其内部稳定牢固得多。同样，水滴和空气的分界面也会形成牢固的“表皮”，这一表皮甚至能承受大头钉、胡椒粒或图钉的重力（参见《小实验 1》，“水也有皮肤”，第 56 页）。我们也用“表面张力”这一概念来解释这一稳定的表层。基于各自的分子构造，在与空气接触的地方，水的表面张力非常大。a 油和水之间也会形成具有表面张力的分界面。它不同于液体内部，很难穿越，所以墨水滴在水和油的分界面上停留了很久。
说明：何时形成球体？何时产生分界面？
当一种物质包裹住另一种物质时，后者常常就会形成球体，以使两种物质的接触面达到最小。比如空气中的雨滴，以及油中的墨水滴。当两种物质只有一个面相接触时，就会形成分界面，因为在这种情况下，平面使两者的接触范围达到最小。
我们继续来关注墨水滴的旅行：现在它慢慢穿过分界面，进入水中。有时墨水滴会径直沉到杯底，清楚地表明它比水的密度要大。渐渐地，墨水滴在水中溶解了。它首先在杯底开始扩散，然后往上逐渐溶入水中。墨水滴溶于水的事实证明，它和水有着相似的构造，因为“相似相溶”的法则也适用于此处。
现在我们来看最后一个问题：既然墨水比水的密度大，为什么还能完全溶于水呢？
我们先试着从另外的例子中找出同样的现象：某人洒上香水后，香味会迅速在其近旁挥发开来（否则的话，其他人的鼻子就闻不到了）；茶里的冰糖也会慢慢溶解，逐渐扩散到茶水的上层，就像我们的墨水滴，只是没有后者明显罢了。
一种物质在液体或气体中“运动”，其原因在于扩散现象。扩散被用来解释由物质粒子的热运动引起的一种物质进入另一种物质的现象。19 世纪初，植物学家布朗在显微镜下观察到固体粒子在悬浮液（比如含淀粉的水）中的运动。这种现象后来被称为布朗分子运动。出现这一现象的原因是，通过液体或气体中的热量，分子（和弹球差不多）不断相互撞击，并由此改变了运动的速度和方向。扩散也是如此。虽然墨水滴不是固体，没有在水中形成悬浮，但墨水粒子还是会不断地被“撞到”，从而向各个方向运动。这些墨水粒子的运动间接地向我们展示了水杯中发生的一切：虽然杯中的水是静止的，但水分子们却不断地互相撞击，向各个方向运动，墨水由此逐渐均匀地溶于水中。水温越高，物质在溶液中扩散的速度越快。
但此时您可别又顺从孩子，马上去观察墨水滴在温暖的洗澡水中的旅行。
评论
还没有评论。