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放學後的理科教室:33個在家就能做的小實驗,玩出理科力!

理系力が身につく週末実験 身近な不思議を読み解く科学

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優惠組合

 

內容簡介

實驗→思考;思考→實驗,這樣的循環超有趣!

把肥皂放進微波爐裡微波會變成怎樣?
要怎麼把松果放進小瓶口的瓶子裡?
可以把光徹底分離呈各種顏色嗎?

  在這個「不曉得未來會發生什麼事」的年代,每個人都需要有「能處理未知事物的理科力」!

  準備‧收拾起來都很簡單!
  在生活中隨手可做的趣味實驗!
  從科學的角度觀察你我周圍的神奇現象!

  每天都會看到的食物、在平價商店就能買到的日用品、道路兩旁常見的植物、彩虹與夕陽等的自然現象……。

  其實在這些事物之中,有許多連大人都意外不知道的「神奇」之處。

  本書中,除了提示大家該如何去了解這些事物背後的原理,也透過能在「家中」「短時間」做出的科學實驗進行解說。

  讓大家可以一邊快樂玩實驗,一邊有條理的思考,培養「理科力」!

  Q:能不能直接用手感應溫度?
  A:人類對溫度的感覺相當模糊,十分容易出錯,因為人會「適應」,所以如果需要精準。用儀器測量才是最好的。

  Q:黑色的簽字筆其實並不是黑色?
  A:簽字筆的油墨其實是由各種顏色的油墨組合而成的,所以即使都是黑色簽字筆,但顏色會因為種類或是廠牌的不同而有所差異。

  Q:有方法可以看到茶葉裡的咖啡因?
  A:在滿足一定的條件的狀態下烘焙茶葉,可以讓茶葉中的咖啡因昇華成氣體,接著冷卻後就可以看到凝華後的固狀咖啡因。

  Q:有辦法不用嘴巴喝就能分辨鹽水與糖水?
  A:只要將雙方都拿去加熱,一段時間後就能顯示出差別。

  Q:為什麼松果會自己開闔?
  A:松果的鱗片有上下兩層,下層在環境乾燥時會收縮,上層則不會隨著溼度變形,所以乾燥的時候松果便會張開,潮濕時則會收縮。

  Q:為什麼蘋果切開後過一段時間會變色呢?
  A: 蘋果的細胞內有一種叫做「多酚」的物質,接觸到氧氣後會轉變成「醌」,是褐色的物質。多酚本身不會自己和氧氣反應,不過蘋果內有一種叫做「多酚氧化酶」的酵素,可以催化多酚與氧氣反應,只要切開蘋果破壞膜,「多酚」和「多酚氧化酶」兩者就會混在一起,導致蘋果氧化。

  生活中有趣的理科現象俯拾即是,跟著本書,一起探索身旁的奧祕,一起進行有趣的實驗吧!

名人推薦

  多位實驗專門的FB經營者及節目主持人(依首字筆畫排序)

  Amy媽媽(FB「小兄弟的玩樂實驗室」版主)
  王伯源(金鐘獎兒少節目、try科學節目主持人)
  滾媽(滾妹•這一家 親子手作版主)
  盧俊良(宜蘭縣岳明國小自然老師、FB「阿魯米玩科學」版主)

  誠心推薦♥
 

作者介紹

作者簡介

尾嶋好美(Ojima Yoshimi)


  筑波大學GFEST統籌。出生於東京都。北海道大學農學部畜產科學學士、碩士。筑波大學生命環境科學研究科博士課程修畢退學。博士(Ph. D)。任職於筑波大學,十多年來致力於科學教育計畫的企劃、經營,以國小到高中的學生們為主要對象。目前亦以「透過科學實驗培養邏輯思考的能力與自主性」為主軸,推動親子同樂的科學實驗教室。著作包括《「可以吃的」科學實驗精選》、《「蠟燭的科學」教會我們的事》(皆為Science-i新書出版)等。

監修者簡介

宮本一弘(Miyamoto Kazuhiro)


  開成國中、開成高中的化學教師。出生於東京都。東京都立大學畢業,東京工業大學研究所畢業,理學碩士。除了教師工作之外,每年會舉辦70次以小學生、學齡前兒童為對象的體驗型科學實驗教室。另外也參與了多種化學活動的企劃、經營,以及化學普及活動。NHK教育頻道「高中講座 化學基礎」的講師。共著作品包括《由插圖瞭解有趣的化學世界1生活周遭的實驗》(東洋館出版社)等。

譯者簡介

陳朕疆


  自由譯者。清大生命科學學士、政大財務管理碩士、京都大學農學部交換一年。現為專職譯者,譯有多本科普、健康、商管書籍,歡迎批評指教。

  信箱:czj.kyoto@gmail.com

 
 

目錄

前言
實驗注意事項
實驗時應有的意識、應記錄的事項

序章
為什麼要將生活中的事物與科學實驗結果「數值化」?

哪個比較冷?別被感覺騙了

第1章
分離
~混在一起難以分辨的混合物~

黑色的簽字筆真的是黑色的嗎?
將光分離成各種顏色
溶在牛乳中的成分
茶內的咖啡因有形狀嗎?

第2章
比較
~比較後才知道的事~

分辨出原本無法分辨的東西
醋蛋會吸收什麼物質呢?
以前為什麼沒有鳳梨果凍?
該怎麼防止水果變色呢?
製作麵包的幕後功臣

第3章
觀察變化
~即使外觀改變,內在仍相同~

如何將松果放入瓶內?
棉花糖與氣壓之間的神奇關係
在3分鐘內將果汁變成冰沙
逐漸膨脹的肥皂
看不見的吸水顆粒

第4章
反應
~混合後會產生變化的東西~

用化學原理來吹氣球
在不用手的情況下使氣球破裂
做豆腐時會產生什麼反應?
為什麼製作美乃滋時容易失敗?
漱口藥瞬間變成無色!
可以用手抓起的水
變化的焰色

第5章
模型化
~親眼看見時便能理解~

不用摺就能飛的紙飛機
旋轉的種子教會我們的事
製作出一片晚霞
土壤液化如何發生?

第6章
可視化
~看到原本看不見的東西~

看到小番茄的甜度
靜置的香蕉中發生了什麼事?
蕈菇如何繁殖?
沖茶時會冒泡的原因
被吸進去的水
與蠟燭相連的火焰
浮在空中的肥皂泡

結語
參考文獻
 

前言

  隨著智慧型手機的普及,我們隨時隨地都可以獲得來自全世界的資訊。科幻作家亞瑟.查理斯.克拉克(1917~2008年)曾寫道:「科技發展到一定程度時,就和魔法沒什麼兩樣了」。現在也有許多魔法般的科技陸續誕生,譬如可以遠端操作的手術機器人、僅讓特定的人聽到的音響系統等等。

  隨著科技的發展,未來的職業與工作方式也會產生很大的變化。在日本快速成長期時,除了研發人員、藝術家、創業家等少數職業以外,大部分的人都將「精確無誤地完成固定工作」「依照理論解決問題」奉為圭臬。但在這個「不曉得未來會發生什麼事」的年代,每個人都需要「處理未知事物的能力」。

  若要培養處理未知事物的能力,需先培養「發現、解決問題的能力」「邏輯性思考的能力」「不斷嘗試的能力」。本書將這些能力統稱為「理科力」。

  我認為,培養理科力的最佳方法,就是做科學實驗。透過科學實驗,可以讓孩子們自發性地思考「該怎麼做才能找到答案」「為什麼會得到這樣的結果」,建立起「這麼做就可以找到答案」「原因大概是如何如何」的假說後,進行實驗。如果實驗結果不符假說,再思考「為什麼會這樣?」並用不同方法再次實驗,不斷嘗試以找出答案。實驗過程不只要有客觀性,也要有再現性。再現性指的是「其他人來做同一個實驗時,也會有一樣的結果」。

  這樣的實驗通常會在學校或研究室內進行,不過本書中的實驗在一般家庭內也可以做。本書將介紹33個實驗,並分成以下七大主題。

  ●數值化    
  ●分離        
  ●比較        
  ●觀察變化
  ●反應
  ●模型化
  ●可視化

  這樣的分類能夠幫助讀者理解實驗時該觀察哪些對象,以及該如何進行實驗。而且,在每篇章節的內容中,會從科學的角度說明「為什麼會得到這樣的結果」,給予讀者提示,幫助讀者建立邏輯性的思路。

  另外,本書嚴選出來的實驗皆可在短時間內完成,同時能實際感受到生活周遭物品的神奇之處。有些實驗需靜置一段時日觀察變化,不過大部分都可以在一個週末內完成,所以請讀者們一定要嘗試看看。除了這33個實驗,本書還在「應用篇」中列出了幾個額外的實驗,如果可以讓讀者們覺得「這些實驗也蠻有趣的耶」,並成為理解科學實驗的參考資料,那就太棒了。

  本書的實驗不會失敗,但因為每個家庭的環境不大一樣,所以做實驗時可能會產生與本書內容不同的結果。這時候,請想像自己是在觀賞一場魔術秀。當魔術秀出現意料之外的結果,總是會讓人「想知道為什麼會這樣!」讓人「想知道魔術原理!」不是嗎?提起對科學的興趣後,進行更多嘗試,便能逐漸提升自己的理科力。

  我自己在做那些已知原理、已做過很多次的實驗時,也會興奮地看著眼前的變化。如果這本書能讓各位覺得,「感覺真有意思,就來試試看吧!」身為作者的我也會備感榮幸。

尾嶋好美

 
 

詳細資料

  • ISBN:9789865408701
  • 叢書系列:科學視界
  • 規格:平裝 / 192頁 / 14.8 x 21 x 1.25 cm / 普通級 / 全彩印刷 / 初版
  • 出版地:台灣
 

書籍延伸內容

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內容連載

為什麼要將生活中的事物與科學實驗結果「數值化」?
 
我們的日常生活中,一直都在做實驗。以料理為例,我們會先預測「要做什麼樣的料理」,然後動手準備材料、開始料理。完成料理後再分析結果是「好吃」還是「難吃」。所以,「實驗」並不是什麼特別的東西。
 
實驗就像是在開發新的料理食譜一樣。若將一份好的食譜拿給其他人,他們可以依照這個食譜做出相同的料理、相同的味道。只有「使用什麼材料?使用多少量」「依照什麼步驟做」會影響到做出來的料理;「在何時?何地?由誰來做?」則不會影響到料理結果。這種「重現性」對食譜或實驗來說,都是一大重點。食譜和實驗過程,都必須寫得讓每一個人都能看得懂,並能做出相同的結果。
 
為了讓實驗有「重現性」,就必須「數值化」。舉例來說,假設我們想藉由實驗,了解不同溫度下的洗髮精泡泡有什麼不同。如果實驗過程只寫「將洗髮精放入冷水或熱水中,充分搖晃,比較兩者泡泡的差異」,其他人應該不大容易重現出這樣的實驗。如果將其數值化,改寫成「取兩個500 mL的寶特瓶做為容器,一個裝入200 mL的60℃熱水,另一個裝入200 mL的10℃冷水,接著於兩個容器中分別加入1 mL的○○牌洗髮精,分別上下搖動30次」,其他人會比較容易重現這個實驗。
 
像這樣記錄各種數值時,除了容易計算的個數、次數,用到其他單位時也要準確量測才行。因為我們的「感覺」其實不怎麼靠得住。
 
舉例來說,薄荷醇是薄荷的成分之一。若將含有薄荷醇的噴霧噴在皮膚表面時,會有「冰涼」的感覺。發燒時貼在額頭上的貼布、含有薄荷醇的入浴劑就是利用這個機制,讓人感覺到清爽。
 
但事實上,薄荷醇並沒辦法降低體溫。我們平時會透過皮膚或口腔內的感覺神經來感覺體溫。感覺神經與多個溫度感覺受器相連,不同的受器會在不同的溫度下產生反應。某些對低溫有反應的受器,也會對薄荷醇產生反應,所以薄荷醇的刺激才會讓我們覺得「冰涼」。
 
另一方面,某些對高溫有反應的受器,也會對辣椒的成分——辣椒素產生反應。所以辣椒素的刺激會讓我們覺得「熱」。

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