“觸摸”科學(xué),體驗(yàn)發(fā)現(xiàn)

前言

正如奧爾特加·加塞特在他的《大學(xué)的使命》（Mission ofThe Llniverslt3，）一書(shū)中所指出的：“人類(lèi)從事和熱衷于教育是基于一個(gè)簡(jiǎn)單明了、毫無(wú)浪漫色彩的原因：人類(lèi)為了能夠滿懷信心、自由自在和卓有成效地生活必須知道很多事情，但兒童和青年的學(xué)習(xí)能力都非常有限，這就是原因所在。假如童年期和青年期的時(shí)間分別都持續(xù)100年，或者兒童和青少年都具有無(wú)限的智慧和注意力，那么就不會(huì)有教學(xué)活動(dòng)的存在。然而，童年和青年的時(shí)光非常短暫，兒童和青年的學(xué)習(xí)能力也非常有限，因此，需要教育的存在?！薄霸谠紩r(shí)期，幾乎沒(méi)有什么教育存在。那時(shí)候知識(shí)內(nèi)容嚴(yán)重不足，任何人都不必特別費(fèi)力就能學(xué)會(huì)和掌握，幾乎沒(méi)有教育的必要。當(dāng)需要獲得的知識(shí)與學(xué)習(xí)能力不成比例時(shí)，教育就出現(xiàn)了?！敝袊?guó)教育在先秦時(shí)期由于十分豐富的諸子百家思想，形成了我國(guó)古代文化教育的繁榮期?！岸鴼W洲，教育在接近18世紀(jì)中期時(shí)蓬勃興起，持續(xù)發(fā)展到現(xiàn)在并影響了全球，理由很簡(jiǎn)單：正是那個(gè)時(shí)期近代文化首次走向繁榮，短時(shí)間內(nèi)人類(lèi)的知識(shí)寶庫(kù)得以擴(kuò)展。人類(lèi)此時(shí)迫切需要學(xué)習(xí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越其學(xué)習(xí)能力的大量知識(shí)，教育學(xué)也因此得以迅速發(fā)展?！薄叭狈W(xué)習(xí)能力是教育的基本原理。由于學(xué)習(xí)者不會(huì)學(xué)習(xí)，就必須要為教學(xué)做好恰如其分的準(zhǔn)備?！蔽锢韺W(xué)是一門(mén)實(shí)驗(yàn)科學(xué)，是理論和實(shí)驗(yàn)高度結(jié)合的精確科學(xué)。它研究物質(zhì)、能量和它們之間的相互作用。物理學(xué)探索著自然，驅(qū)動(dòng)著技術(shù)發(fā)展，是自然科學(xué)、人類(lèi)文明、技術(shù)進(jìn)步的基礎(chǔ)。因而對(duì)于物理學(xué)的學(xué)習(xí)是培養(yǎng)理工科大學(xué)生基本實(shí)驗(yàn)技能和科學(xué)素質(zhì)、形成主動(dòng)探索精神的重要手段。理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)是教育實(shí)踐的兩個(gè)重要方面。依據(jù)我國(guó)現(xiàn)階段經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)人才培養(yǎng)的需要，為了實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)具備綜合的科學(xué)素質(zhì)和創(chuàng)新精神的高級(jí)人才的目標(biāo)，我們?cè)谖锢砝碚摵蛯?shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，通過(guò)以下三個(gè)階段來(lái)達(dá)成“培養(yǎng)適應(yīng)21世紀(jì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的高素質(zhì)人才”的目標(biāo)，并依此搭建了三個(gè)功能目標(biāo)清晰的教學(xué)平臺(tái)。根據(jù)教學(xué)階段功能，這三個(gè)教學(xué)平臺(tái)被稱(chēng)為“好奇心喚醒教學(xué)平臺(tái)”、“科學(xué)素質(zhì)養(yǎng)成教學(xué)平臺(tái)”和“創(chuàng)新精神激發(fā)教學(xué)平臺(tái)”。好奇心喚醒教學(xué)平臺(tái)的功能是：?jiǎn)拘褜W(xué)生對(duì)物理學(xué)的好奇心和興趣，催生獲取知識(shí)的原動(dòng)力，深化理解物理思想，為后續(xù)物理理論課程打下良好的基礎(chǔ)；科學(xué)素質(zhì)養(yǎng)成教學(xué)平臺(tái)的功能是：在大學(xué)物理理論課程方面，通過(guò)給出清晰圖像的方法，建立物理概念，解析物理學(xué)的深邃思想，讓學(xué)生深入領(lǐng)會(huì)物理學(xué)精神；在實(shí)驗(yàn)方面，通過(guò)培養(yǎng)學(xué)生掌握物理實(shí)驗(yàn)基本知識(shí)、基本方法和基本技能，提高分析和解決問(wèn)題的能力；作為科學(xué)素質(zhì)的養(yǎng)成環(huán)節(jié)，采取開(kāi)放式的教學(xué)模式，為學(xué)生提供一個(gè)自由、自主、自覺(jué)學(xué)習(xí)的環(huán)境。

內(nèi)容概要

　　《“觸摸”科學(xué)，體驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：物理原理展示》將150項(xiàng)物理原理演示實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容與相關(guān)高級(jí)科普讀物有機(jī)結(jié)合，著重解讀實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、物理原理背后的歷史故事、緣由發(fā)展和在日常生活或國(guó)防科技領(lǐng)域中的實(shí)際應(yīng)用。由一個(gè)個(gè)生動(dòng)的范例和啟發(fā)性的講解將讀者的好奇心喚醒，真正對(duì)該實(shí)驗(yàn)內(nèi)容產(chǎn)生興趣，積極主動(dòng)地關(guān)注實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象背后的物理學(xué)原理?！丁坝|摸”科學(xué)，體驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：物理原理展示》內(nèi)容生動(dòng)、詳實(shí)，可作為理工科各個(gè)專(zhuān)業(yè)的物理原理演示實(shí)驗(yàn)教材和文科物理實(shí)驗(yàn)教材，也可以作為本科生的能力拓展和科技創(chuàng)新與探索精神激發(fā)的培訓(xùn)教材。此外，《“觸摸”科學(xué)，體驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：物理原理展示》也為相關(guān)專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員作為跨學(xué)科的學(xué)術(shù)視野拓展提供了入門(mén)級(jí)的參考讀物。

書(shū)籍目錄

第1章　力學(xué)、熱學(xué)和波動(dòng)學(xué)實(shí)驗(yàn)1．賽車(chē)選手轉(zhuǎn)彎時(shí)身體偏向哪一邊？2．不倒翁為什么不會(huì)倒？3．“怪坡”的奧秘是什么？4．地球自轉(zhuǎn)帶來(lái)了什么？5．怎樣才能踢出“香蕉球”？6．臺(tái)球中蘊(yùn)含了什么物理原理？7．跳水運(yùn)動(dòng)員在起跳時(shí)為何收縮身體？8．回旋鏢為什么能飛回來(lái)？9．哪個(gè)小朋友先到終點(diǎn)？10．為什么過(guò)山車(chē)中的乘客不會(huì)掉下來(lái)？11．“聲音”也能殺人？12．聲波干涉會(huì)怎樣？13．1＋1＝2，振動(dòng)＋振動(dòng)=？14．為什么曲別針可以浮在水面上？15．液體流動(dòng)時(shí)為什么會(huì)產(chǎn)生漩渦？16．為什么拉不開(kāi)“馬德堡半球”？17．一只蝴蝶能夠引起一場(chǎng)龍卷風(fēng)嗎？18．你對(duì)“高斯分布”了解多少？19．永動(dòng)機(jī)存在嗎？20．為什么我們可以追蹤導(dǎo)彈？21.交警是如何測(cè)量車(chē)速的？第2章　電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)22．如何讓“靜電”在應(yīng)用中揚(yáng)長(zhǎng)避短？23．電子為什么能夠殊途同歸？24．為什么你會(huì)“怒發(fā)沖冠”？25．電磁的威力有多大？26．電表指針的擺動(dòng)為什么能迅速穩(wěn)定下來(lái)？27．電介質(zhì)對(duì)電容有什么影響？28．怎樣獲得電磁波？29．溫度對(duì)磁鐵做了什么？30．報(bào)警器是如何發(fā)聲的？31．怎樣獲得勻強(qiáng)磁場(chǎng)？32．怎樣識(shí)別磁極方向？33．你想知道“魔光球”的秘密嗎？第3章　光學(xué)實(shí)驗(yàn)34．怎樣看到真實(shí)的自己？35．天窄為什么是藍(lán)色的？36．為什么會(huì)出現(xiàn)“海市蜃樓”？37．肥皂泡為什么五彩斑斕？38．立體效果如何呈現(xiàn)？39．光遇到障礙物會(huì)怎樣？40．“眼見(jiàn)為實(shí)”，一定對(duì)嗎？41．我們看到的電影圖像為什么是連續(xù)的？42．拍攝水中的金魚(yú)時(shí)要注意什么？43．什么是旋光現(xiàn)象？44．為什么女王總是看著我？45．銅鏡真的能透光嗎？46．如何將信息加載到光束中？47．變色龍如何變色？48．激光——你還可以“炫”到什么程度？第4章　近代物理實(shí)驗(yàn)49．“金屬花”也會(huì)發(fā)生“光合作用”？50．神奇的太陽(yáng)能，你領(lǐng)略過(guò)嗎？51．宇宙射線什么樣？52．原子與電子的關(guān)系究竟如何？53．光也會(huì)走“彎路”？54．通信世界——還有什么奇跡？55．“陀螺”和“飛機(jī)”有什么關(guān)系？56．“以太”存在嗎？57．光纖如何“感知”世界？58．透過(guò)“薄紗”看到了什么？59．光也能抓東西？60．如何“看出”液體的成分？

章節(jié)摘錄

插圖：第2章電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)22．如何讓“靜電”在應(yīng)用中揚(yáng)長(zhǎng)避短？背景知識(shí)1.什么是靜電物質(zhì)都是由分子構(gòu)成，分子是由原子構(gòu)成，原子由帶負(fù)電荷的電子和帶正電荷的質(zhì)子構(gòu)成。當(dāng)兩個(gè)不同的物體相互接觸時(shí)就會(huì)使得一個(gè)物體失去一些電荷，如電子轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體使其帶正電，而另一個(gè)得到一些剩余電子的物體帶負(fù)電。若在分離的過(guò)程中電荷難以中和，電荷就會(huì)積累使物體帶上靜電。所以物體與其它物體接觸后分離就會(huì)帶上靜電。通常從一個(gè)物體上剝離一張塑料薄膜時(shí)就是一種典型的“接觸分離”起電，在日常生活中脫衣服產(chǎn)生的靜電也是“接觸分離”起電。而通常說(shuō)的“摩擦起電”實(shí)質(zhì)上也是一種“接觸分離”起電。摩擦起電的過(guò)程就是由接觸又分離造成正、負(fù)電荷不平衡的過(guò)程。另一種常見(jiàn)的起電是感應(yīng)起電。當(dāng)帶電物體接近不帶電物體時(shí)會(huì)在不帶電的導(dǎo)體的兩端分別感應(yīng)出負(fù)電和正電。

編輯推薦

《“觸摸”科學(xué),體驗(yàn)發(fā)現(xiàn):物理原理展示》是由國(guó)防工業(yè)出版社出版的?！坝|摸”科學(xué)體驗(yàn)發(fā)現(xiàn)；解析深邃思想領(lǐng)會(huì)物理精神；操縱物理儀器，獲取實(shí)驗(yàn)方法。

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