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跟大師學創造力2:牛頓的物理學探索+21個趣味實驗

Isaac Newton and Physics for Kids: His Life and Ideas with 21 Activities

  • 定價:380
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  • 優惠期限:2017年12月26日止
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內容簡介

【跟大師學創造力1-5】 系列
學習寫作與表達能力 ,「讀寫科學史」最佳範本

  以科學家/藝術家的故事追根溯源,和隨手可作的簡單活動,體驗大師的創作歷程,更能幫助讀者「深度學習」,增加閱讀能力及跨領域整合思考能力,獲得全美科學教師聯盟推薦,更受到國內推廣科普的媒體及老師喜愛。

  鄭國威(泛科學總編輯及共同創辦人)總導讀
  張東君(科普作家)專文導讀
  姚荏富 (LIS線上教學平台科學史作家)驚艷推薦

  向近代物理學之父牛頓學創造力——
  物體為什麼一定會往下掉?行星為什麼會在固定軌道上運行?

  我不知道世界怎麼看我,但在我眼前的,是一片真理的浩瀚汪洋,完全還沒有探索過。

  ★ 向牛頓學創造力的10個好方法
  1.對事物保有獨特的看法。
  2.保持好奇,具備高度的專注力。
  3.擁有一本屬於自己的空白雜記本,並經常使用它。
  4.遇到問題時,習慣從每個角度思考,才能下結論。
  5.看世界的方式,永遠可以和別人不一樣。
  6.在學校生活中,交到真正的朋友。
  7.找到適合自己的導師。
  8.提出一連串的大哉問,不斷延伸有興趣的主題清單。
  9.獨處,思考和懷疑。
  10.永遠保持觀察事物的習慣。

  牛頓是個性怪異的奇才,在短短的幾年間,他在物理學、天文學和數學領域都有領先時代的新發現,他發明反射式望遠鏡,解釋行星和彗星的運動,發現光具備多重色彩的本質,並開創數學知識的嶄新領域──微積分。

  牛頓的三大運動定律影響了物理學的各個領域:研究光的光學;研究熱、能量和氣體的熱力學;還有電力學和磁力學。牛頓以隻手改變科學進展的進程,拉開啟蒙時期的序幕。牛頓不是現代科學家,而是「一腳踩在中世紀、另一腳踏在通往現代科學之路」的先鋒者。

  本書以豐富的筆觸,描繪這位精采又複雜的人物,讓我們看到一個英國小村莊的牧羊農之子,如何成為歷史上最有影響力的物理學家。

  本書附有21個實驗活動,對照國小及國中自然、理化等基礎課程內容,運用常見的材料,容易操作。包含:製作水車、製作稜鏡、三大運動定律練習、機率計算、水鐘與燭鐘……等。並收錄科學家大事紀年表、重要名詞解釋、著作索引、參考網站等,方便查找。

本書特色

  ★5年級以上適讀──物理、化學、數學、天文,STEM補充教材首選!
  ★收錄超過200張原文插圖或照片,兼顧人文、科學及藝術教育培養。
  ★21個實驗活動,對照國小及國中自然、理化等基礎課程內容,運用常見的材料,容易操作。包含:製作水車、製作稜鏡、三大運動定律練習、機率計算、水鐘與燭鐘……等。
  ★收錄科學家大事紀年表、重要名詞解釋、著作索引、參考網站等。

  跟大師學創造力1-5 系列 陸續出版
  5年級以上適讀。芝加哥評論出版社(Chicago Review Press)最受歡迎的學習系列,以科學家/藝術家的故事,穿插有趣的實驗活動,結合人文與實作活動的跨領域學習!

  1 伽利略的大發現+25個酷科學實驗
  2 牛頓的物理學探索+21個趣味實驗
  3 達爾文與演化論+21個自然實驗
  4 達文西的藝術創舉+21個趣味活動
  5 貝多芬與他的音樂+21個創意實驗

名人推薦

  鄭國威 (泛科學總編輯及共同創辦人)
  張東君 (金鼎獎及吳大猷科普著作獎翻譯類得主、科普作家)
  姚荏富 (LIS線上教學平台科學史作家)
  全美科學教師聯盟

  全美科學教師聯盟
  《學校圖書館期刊》(School Library Journal)
  《書單》(Booklist)
  潛水鳥書店(BookLoons)
  一致推薦

  何理翰帶領讀者認識這位科學巨人的卓越成就,以及對社交的疏離。本書結合清楚易懂的文字敘述和引人入勝的編排格式,集地圖、圖表、歷史照片和物理學活動於一冊。──《書單》(Booklist)

  本書是為孩子而寫,也是教師和家長絕佳的參考資源。──《銜接》Connect)

  粉飾雕琢、政治正確的名人故事,通常讓學童倒胃口。然而,何理翰卻為中年級讀者提供一個耳目一新、詳盡而全面的觀點,一窺這位有史以來最偉大科學家的面貌。──潛水鳥書店(BookLoons)

  本書故事的時間軸從1642年牛頓雙親的婚姻展開,至1727年牛頓過逝時結束,講述牛頓的一生,以及他所生活的時代。本書述及牛頓在伍爾茲索普的童年、在劍橋的求學歲月(他在此時期寫出三大運動定律),以及擔任皇家鑄幣廠廠長和皇家學會會長的時期。藉由活動單元說明數學和物理學觀念,也揭露更多歷史細節,適用於物理課的補充教材,也是學校和公立圖書館實用的選書。──摘自《學校圖書館期刊》(School Library Journal)
 

作者介紹

作者簡介    

凱麗‧何理翰(Kerrie Logan Hollihan)


  她為青少年和孩童而寫作,她覺得年輕人應該接受從事實理解歷史的挑戰。「我在研究、寫作之時,除了描述現象,也思索如何解釋現象背後的原因。」著作曾獲得多項殊榮,如《史密森雜誌》(Smithsonian Magazine)、全國科學教師協會(National Science Teachers Association)、芝加哥公共圖書館和少年圖書指南(Junior Library Guild)等媒體或機構的肯定與讚譽。她喜歡透過學校參訪或在網站上與年輕讀者互動,也樂於走進社區中心或讀書會,接觸好奇心旺盛的成人讀者。

譯者簡介

周宜芳


  自由譯者與編輯。喜愛分身於書房與廚房,領略創造的樂趣。賜教信箱:yifang.chou@icloud.com。
 

目錄

重要事件紀年表
序言:絕頂聰明又特立獨行的牛頓
 
第一章

不凡的少年
製作你專屬的「雜記本」
製作水車
自己做寫字用的墨水
 
第二章
在劍橋求學的歲月
月的盈缺
觀察鐘擺運動
 
第三章
特立獨行的牛崸
水鐘好?還是燭鐘好?
眼睛會騙人
你的緯度有多高?
 
第四章
牛頓的大哉問
製作防疫面具
 
第五章
牛頓靈「光」乍現
自製稜鏡
牛頓環
用光驗證反平方定律
 
第六章
牛頓的祕密歲月
破解煉金詩密碼
水晶花園
 
第七章

科學世界最重要的一本書
牛頓第一定律
牛頓第二定律
牛頓第三定律
 
第八章
尋求變化
拋物面的力量
勝算有多少?
用繩球進行力的遊戲
 
第九章

倫敦歲月
棺材板蘋果派
肖像畫裡的線索
 
第十章
獅吼聲漸歇
 

跟大師學創造力系列 總導讀
◎鄭國威(泛科學總編輯及共同創辦人)


  身為一介投身科學知識傳播與教育領域的文科生,我一直在找尋兩個問題的答案。第一個問題是,要怎樣讓比較適合文科的孩子不要放棄對理科的好奇心與興趣?第二個問題是,要怎樣讓適合理科的孩子未來能夠不要掉入「專業的詛咒」。

  選擇理科或文科,通常不是學生自己由衷的選擇,而是為了避免嘮叨跟麻煩,由環境因素與外人角力出的一條最小阻力路徑。孩子對知識與世界的嚮往原本就跨界,哪管大人硬分出來的文科或理科?更何況,過往覺得有效率、犧牲程度可接受的集體教育方針,早被這個加速時代反噬。當人工智慧加上大數據,正在代理人類的記憶與決策,而手機以及各種物聯網裝置,正在成為我們肢體的延伸,「深度學習」怎麼會只是機器的事,我們人類更需要「深度的學習力」來應對更快速變化的未來。

  根據國際學生能力評量計劃(PISA,Programme for International Student Assessment),台灣學生雖然數理學科知識排名前列,但卻缺乏敘理、論證、思辯能力,閱讀素養普遍不足。這樣的偏食發展,導致文科理科隔閡更遠,大大影響了跨領域合作能力。

  文科理科繼續隔離的危害,全世界都看見了,課綱也才需要一改再改。但這樣就能解決開頭問的兩個問題嗎?我發現的確有解法,而且非常簡單,那就是「讀寫科學史」,先讓孩子進入故事脈落,體驗科學知識與關鍵人物開展時到底在想什麼,接著鼓勵孩子用自己的話來回答「如果是你,你會怎麼做?」「如果情況變了,你認為當時的XXX會怎麼做?」等問題,來學習寫作與表達能力。

  閱讀是 Input,寫作是 Output,孩子是否真的厲害,還得看他寫了什麼。炙手可熱的STEAM教育,如今也已經演變成了「STREAM」——其中的R指的就是閱讀與寫作能力(Reading & wRiting)。讓偏向文科的孩子多讀科學人物及科學史,追根溯源,才能真正體會其趣味,讓偏向理科的孩子多讀科學人物及科學史,更能加強閱讀與文字能力,不至於未來徒有專業而不曉溝通。

  市面上科學家的故事版本眾多,各有優點。仔細閱讀過這系列,發現作者早就想到我尋覓許久才找到的解法。不僅故事與人物鋪陳有血有肉,資料詳實卻不壓迫,也精心設計了隨手就可以體驗書中人物生活與創造歷程的實驗活動,非常貼心。這套書並不只給孩子,我相信也適合每個還有好奇心的大人。

序言
  
  牛頓看到事物的規則。他看到日常生活、日出到日落以及春夏秋冬的節奏。他從太陽、月亮和星星在天空的穩定運行看到了規則。儘管他觸摸不到「遠在天邊」的任何東西,他仍思索著天體的運行是否依循「近在眼前」的一切所遵照的同一套定律。
  
  牛頓會製作小風車、水鐘、日晷和風箏,並從中看到風力、水力和日照如何使其作用。這個小男孩透過雙眼和手指的觸覺,感知到宇宙天地同為一體。牛頓開始推想,宇宙萬物運作的背後,必然有某個共通的道理。
  
  當牛頓還是個小男孩時,太陽、月球和星星都繞著地球轉的說法正要開始被推翻。在學校上課的日子以及週日上教堂,牛頓或許都曾聽說一種說法,上帝把地球以及地球上的人類安置在宇宙中心。然而,在離伍爾斯索普很遠的地方,有少數幾個人大膽質疑地心說這種核心信念。
  
  等到牛頓上大學時,地心說已經站不住腳。但是,一如所有的大學生,牛頓還是要研讀古典學,尤其是古希臘文。希臘思想家很少質疑地心說。最重要的希臘哲學家亞里斯多德相信,宇宙像個一層套著一層的透明球,月球、太陽和星星在專屬層圈裡各安其位。根據亞里斯多德的學說,在月球層之外,一切是恆常不變的。此外,牛頓的教授也同意亞里斯多德的看法。
  
  亞里斯多德不認為宇宙是一個整體,相反地,他認為宇宙可以分為兩個部分——「天上」和「人間」。「天上」是完美的,「人間」是混亂的。地球和蒼穹絕對不可能運行如一體。
  
  然而當牛頓逐漸長大成人後,他敢於質疑亞里斯多德的世界觀。他鑽研希臘、伊斯蘭和中世紀思想家的著作;他思索哥白尼、克卜勒和伽利略等文藝復興時期天文學家所描述的天體模型。他問道,物體,如樹上的蘋果,為什麼一定會往下掉?
  
  後來,牛頓從這個想法出發,建構出一個確切的模型,成為能夠通盤解釋這些現象的第一人。
  
  牛頓是「自然哲學家」,也就是我們通稱的科學家或物理學家。牛頓研究的是世界的體系,他的物理學成為科學革命皇冠上的寶石。西元約一五○○年至一七○○年是個變動的年代,人們學習藉由觀察、實驗和建立形式化方法以驗證各種事物的本質。
  
  牛頓發現了一套簡單俐落的法則連結「天上」與「人間」。他根據這項發現,寫出史上最有影響力的書之一:《自然哲學的數學原理》,簡稱《原理》。
  
  沒錯,牛頓不但是個好奇的人,也是個讓別人覺得好奇的怪人。推崇敬佩他的人很多,不過討厭鄙夷他的人也很多。許多人就是不喜歡他。
  
  確實,英格蘭最聰明的自然哲學家是個特異的怪人。牛頓具備高度的專注力,可以埋頭工作一連好幾個月,幾乎廢寢忘食。不過短短幾年,他在物理學、天文學、光學和數學都有驚人的發現,但卻不曾告訴過任何人。
  
  牛頓的內在世界仍然令人費解,只有他自己真正知道有什麼在他的腦袋宇宙中運行。牛頓生性孤僻、傲慢而善妒,記仇可以記一輩子(有事實為證)。到了晚年,他沒有什麼朋友。有時他會怨恨母親、敵視繼父,甚至想著該如何毀掉他們的房子。
  
  心性如此激烈尖刻的牛頓,做任何事應該都會搞砸,然而他的思想卻領先同時代的所有人。他問道:「我要如何解釋天與地的運作都是根據同一套簡明的計畫?」
  
  牛頓提出重要的大哉問,而他也找到了解答。 
 

詳細資料

  • ISBN:9789869550802
  • 叢書系列:STEM
  • 規格:平裝 / 168頁 / 24 x 19 cm / 普通級 / 雙色印刷 / 初版
  • 出版地:台灣
  • 適讀年齡:9歲~15歲
 

內容連載

製作你專屬的「雜記本」
 
牛頓一生保存了大量的筆記本,記錄了他對各種主題的研究歷程。從自然哲學到數學,從煉金術到上帝的本質,幾乎沒有他不曾接觸過的主題。牛頓有一冊知名的筆記本,其實是他繼父的遺物。由於牛頓從來不曾住進史密斯家,他似乎是在史密斯去世後才繼承了那本幾乎完全空白的筆記本。一六○○年代,這本筆記本是非常珍貴的物品,因為當時的紙張極為昂貴,人們根本捨不得丟棄。於是年輕的牛頓接手了筆記本,做為自己的實驗紀錄本。他特別把這本筆記稱為他的「雜記本」。你可以製作自己專屬的「雜記本」,用它記錄你實行本書活動時的觀察結果。
 
所需材料:
* 鉛筆
* 兩張厚紙板或薄磅卡紙,約22公分x 28公分
* 一把剪刀
* 尺
* 打孔器
* 二十張高品質紙張,如履歷專用紙
* 約90公分長的窄版緞帶或細繩
 
製作「雜記本」的封面,在兩張厚紙板上距離左緣約三公分處,用鉛筆輕輕畫一條線,尺對齊線,用剪刀順著尺「畫」線。在每張紙上順著線摺起來再打開,做出摺痕。這樣一來,封面就能俐落地翻開。
 
在兩張封面紙的內側,將尺對齊左緣,每二點五公分標示要打洞的位置,共十個。請注意,記號的間距要均等,與封面紙緣的距離也要一樣。
 
把兩張封面紙疊在一起,沿著左緣打孔。二十張高級紙也重複同樣的程序,做成你的「雜記本」內頁。依序把封面、內頁和封底疊攏整齊。
 
現在要來裝訂你的「雜記本」,把緞帶或細繩對摺後放平,對摺處與「雜記本」底部對齊。拿起緞帶或細繩的兩頭,由下而上依序編繩穿孔。編繩穿孔方向為由前而後。
 
最後,緞帶或細繩的兩頭會在筆記本上端,先打個死結,再打個漂亮的蝴蝶結。按照你的喜好裝飾你的「雜記本」……在你進行本書後續各項活動時,希望你用得開心!
 
製作水車
牛頓還是個小男孩時,曾觀察磨坊如何運用河流的水力,把麥子磨成麵粉。而後他自己製作小型水車,研究它們究竟是如何運作的。
 
你也可以像牛頓一樣製造水車,測試它能舉起多少重量。(不過,你不必像牛頓一樣抓一隻老鼠來做實驗!)
 
所需材料:
*塑膠杯
*麥克筆
*尺
*剪刀
*萬用膠帶
*硬質塑膠吸管
*空的捲線軸
*兩公升的汽水保特瓶
*粗縫線或牙線
*迴紋針或小型彈簧夾
*墊圈或有孔砝碼

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