　　第一冊：
　　在很多學生問捲調查中，自然科學課程被排在“受歡迎課程”的最後。如果一個孩子在童年時，父母就和他一起在廚房裏進行瞭首次自然科學實驗，甚至可能迴答瞭他當時的所有提問，並嚮他展示在普通玻璃杯中能製造何種自然奇景，那麼獲得這些入門知識的孩子，會比他的同學更加喜愛自然科學課程。
　　本書作者是德國比勒菲爾德大學的化學教授，她長期研究“幼兒的自然科學教育”，並一直在幼兒園為孩子們傳授化學知識。她認為傢長在培養孩子對自然科學的興趣方麵，作用非常巨大，因此經過長期實踐與教學，她在本書中為孩子和傢長提供瞭26個適閤親子一起邊玩邊學習的化學、物理小實驗，在某個悠閑的午後、在傢中的餐桌旁就可以進行！
　　這些實驗，都是使用安全無毒又廉價易得的實驗材料，製定的實驗方案即使是讓孩子自己動手也能順利完成，實驗的時間也非常閤理（不會耗時過長，消耗孩子的積極性）。更關鍵的是，這些實驗所涉及的知識非常成體係（共分為五大主題），基本囊括瞭自然科學的基礎知識，而且符閤這個年齡的孩子的理解力和想象力，能非常有效地訓練孩子的抽象思維能力。同時，實驗的成功率已經過作者的團隊多年的實踐檢驗，孩子從中能充分享受實驗的成就感。
　　（隨書附贈《“一起玩1”科學實驗記錄錶》，可以讓他們用圖畫或文字或者密碼的形式記錄實驗結果。如何使用，全憑孩子心意。
　　
　　第二冊：
　　在《小實驗2》中，同《小實驗1》一樣，長期研究自然科學早期教育的化學教授吉塞拉·呂剋，親自為孩子們挑選瞭24個化學、物理的小實驗。這些實驗仍是使用安全無毒又廉價易得的實驗材料，但稍有不同的是，《小實驗2》針對的是學齡孩子，或動手操作過《小實驗1》中實驗的學齡前孩子。這些不同點，主要集中在兩部分，即對自然科學實驗中的動手能力的要求和對實驗原理的解說：在動手能力上，學前兒童的精細動作機能有些許欠缺，而小學階段的孩子動手能力通常有顯著提高，而且能夠在更長的時間段內全神貫注地進行實驗要求的每一個步驟，觀察發生的變化，所以，《小實驗2》的實驗難度加大，對孩子的動手能力要求更高；在實驗原理解說上，小學階段的孩子對實驗原理的探究更富有熱情，而且他們通常也更加希望去記錄實驗，寫下實驗結果——隨書附贈的《“一起玩2”科學實驗記錄錶》，可以讓他們用圖畫或文字或者密碼的形式記錄實驗結果。如何使用，全憑孩子心意。（當然，《小實驗2》也隨書附贈《“一起玩1”科學實驗記錄錶》

作者簡介

　　吉塞拉·呂剋，目前在比勒菲爾德大學擔任化學教授，專注於研究幼兒早期科學教育。在嚮低幼的孩子們傳授化學知識方麵，她有著豐富的經驗。她著有許多科普圖書，如《雞蛋的智慧：由雞蛋發現化學和物理的天地》《瑞士的乳酪和金屬有何關係？》《自然科學教育手冊》等。

第一冊：
前?言---1
第一章? 為什麼香蕉是彎的 ——??5 ～ 7 歲的孩子通常什麼都想知道--- 1
探索非生物世界 ---3
日常用語的錯誤導嚮：不存在“什麼都沒有” 的情況，也沒有東西會簡單地“消失”--- 6
本書選取實驗有哪些標準？ --- 9
用食物做實驗 ? --- 12
“這些不都是舊的嗎！”--- 13
實驗開始前 --- 14
第二章? 實? 驗 --- 17
關於空氣的實驗 --- 19
? 空氣並非“什麼都沒有”！ --- 19
? 不是瓶妖，一切隻是熱空氣搗的鬼--- 22
? 倒空氣 --- 24
關於蠟燭的實驗 --- 28
? 熄滅蠟燭--- 28
? 自製迷你滅火器 --- 32
? 仔細觀察蠟燭熄滅的過程 --- 35
? 蠟燭的熄滅——來點數學 --- 38
關於水的實驗 --- 41
? 為什麼小寶寶的紙尿褲能長時間保持乾燥？吸水性背後的原理是什麼？ --- 41
? 為什麼冰漂浮在水上？ --- 46
? 鹽、糖的溶解度與水溫的關係 --- 50
? 大自然中沒有東西會消失，鹽也不會 --- 54
? 水也有皮膚 --- 56
? 科學地觀察油和水 --- 60
關於食物的實驗 --- 64
? 檸檬裏麵有什麼？ --- 64
? 煮熟瞭的雞蛋還能變迴來嗎？ --- 68
? 鬍蘿蔔的顔色打哪兒來？ --- 71
? 韆變紅甘藍 --- 75
? 天然去汙劑 --- 79
? 自製汽水粉和檸檬汽水 --- 82
? 化學法去蛋殼 --- 86
? 自製鈣垢清洗劑 --- 89
? 補充實驗：用可樂除垢？ --- 91
其他實驗 --- 95
? 關於葉綠素的實驗：為什麼鞦天葉子會變得五彩斑斕？ --- 95
? 黑色氈頭筆的神奇色彩--- 99
第三章 “孩子能理解嗎？”或 “以後再嚮你解釋” --- 103
讓·皮亞傑——兒童心理發展研究的先驅 --- 107
埃裏剋·埃裏剋森——以心理分析為基礎的發展階段論 --- 109
幼兒園小朋友——對自然懷著強烈的好奇和求知欲的探索者--- 113
“我想知道發生瞭什麼。”——內在動機在學前和課外學習中的意義 --- 118
第四章實驗和“感官體驗” --- 121
語言和思維在神話與哲學中的意義 --- 123
描述蠟燭燃燒時的語言睏境--- 125
幼兒時期語言和感官的閤作 127
第五章我該怎麼嚮孩子解釋自然現象？ --- 129
科學語言 VS“有靈魂的”日常語言 --- 131
擬人化也得有個度 --- 135
第六章孩子想通過媒體知道哪些有關自然科學的內容，媒體又給他們提供瞭什麼？ --- 137
哪些媒體傳播自然科學知識？對孩子産生瞭哪些影響？ --- 140
電視上的自然科學節目 --- 141
自然科學和書蟲們 --- 146
《大象的故事》是怎麼理解自然科學的 --- 148
為孩子設計的實驗箱 --- 151
科學中心、兒童實驗室以及兒童大學 --- 153
兒童網站 --- 156
第七章自然科學知識真的那麼重要嗎？--- 157
自然科學與國民經濟 --- 160
參與環境政策的製定 --- 161
第八章如果您想知道更多的物理化學知識 --- 163
參考文獻 --- 167
第二冊：
第一章? 您應該知道的 1
自然科學再受重視 3
“新”在哪裏？ 4
為什麼早日開始自然科學探索如此重要？ 6
一點發展心理學和學習心理學 8
究竟為什麼要探索非生物世界？ 13
印象深刻的經驗 ——童年時認識自然現象的積極經驗 14
從學前到小學階段的變化 15
選擇實驗的標準 19
講故事：化學和物理實驗的漂亮包裝 27
“快看，油不想和水在一起！” ?? ——通過擬人和類比的方式解釋自然現象 32
實驗需要哪些材料？ 35
實驗開始前 41
第二章? 實? ? 驗 43
1. 一滴墨水在兩種分離的液體中的旅行 45
2. 如何用黑炭做淨化？ 52
3. 科爾蒂納冷飲店停電瞭 56
4. 冰涼檸檬水——沒冰箱照樣行！ 63
5. 糖溶於食用油嗎？ 67
6. 自製薰衣草香水 70
7. 精油是什麼油？ 74
8. 提取檸檬油 77
9. 橙子油煙火 80
10. 什麼東西會使桶中的水溢齣來？ 82
11. 玻璃杯中的北極 87
12. “冰上”的油 90
13. 自製“密度測試器” 92
14. 迴形針賽跑 94
15. 怎樣順利地穿過白色的玉米澱粉湖？ 98
16. 燭?? 火 103
17. 蛋殼和牙齒的相似之處 107
18. 為什麼夏天穿白衣服比穿黑衣服舒服？ 111
19. 小糖熊想登高望遠，或：哪種材料導熱？ 115
20. 沙子城堡乾瞭怎麼辦，或：不用膠水怎麼粘？ 118
21. 自製澱粉糨糊 123
22. 化學鑒定法 126
23. 麵包師剋林格爾曼的麵粉在哪裏？ 128
24. 珠寶店裏的腳印 131
25. 健忘的竊賊 136
26. 最後：為傢長量身定製的實驗 140
參考文獻 144
緻? 謝 150

精彩書摘

　　第一冊：
　　不是瓶妖，一切隻是熱空氣搗的鬼
　　在上個實驗中，小糖熊們體驗瞭“乾燥”的潛水之旅，這清楚地錶明：要呼吸“新鮮空氣”並不是非得跑到“室外”，空氣無處不在，甚至存在於一個不顯眼的、貌似空空如也的杯子裏。雖然空氣不可見，但它並非“什麼都沒有”。
　　下麵這個常被冠以“瓶妖”之名的實驗將再次證明這一點。不過，同所有物理化學現象一樣，這個實驗和妖精、魔法毫無關係。
　　所需材料
　　一個空玻璃瓶，即隻裝有空氣
　　一枚硬幣
　　一個深腹碗
　　開水
　　瓶口應當毫無損傷且完全與桌麵平行，硬幣也必須十分平整，不能有凹凸，以免空氣泄漏！
　　實驗過程
　　噓！做本實驗必須盡量保持安靜，因為聽覺效果在這裏極其重要！首先，在深腹碗中灌入開水，達到其容積的三分之二。讓孩子把硬幣平放在瓶口，保證瓶口完全被蓋住。然後小心翼翼地把瓶子放入裝有開水的碗中，注意不要讓硬幣滑動，並且雙手緊握瓶身，使其不至傾倒。現在請集中注意力，保持絕對安靜！觀察到什麼？硬幣發齣一記清脆的響聲。
　　解釋
　　在開水的作用下，瓶中的空氣漸漸升溫、膨脹，將平放在瓶口的硬幣略微頂起來一點。當硬幣再次落迴瓶口時，便發齣瞭響聲。如果瓶子之前在冰箱裏冷凍過，實驗效果會更加明顯。因為冷空氣在熱水中會膨脹得更厲害。瓶子越大，裝的空氣越多，實驗就會越成功。?
　　拓展實驗
　　我們也可以用氣球來代替硬幣，用氣球嘴套住瓶口，確保不透氣。當瓶子浸入開水中時，氣球會有所膨脹，那是由於瓶中的空氣膨脹後進入瞭氣球中。這個實驗雖然沒有硬幣實驗那麼奪人眼球，但有其優勢：孩子可以重復冷卻瓶子並再次把它放入開水中，而且實驗肯定會成功。倒空氣通常來說，把液體從一個杯子倒入另一個杯子是件毫不復雜的事。同樣，把沙或糖等固體從一個容器倒入另一個容器也很簡單。但請您嘗試一下，把空氣從一個杯子倒入另一個杯子……
　　所需材料
　　一個裝有半碗水的透明的大沙拉碗
　　兩個玻璃杯
　　實驗過程
　　做這個實驗需要手腳敏捷，水很可能會濺到桌子上。
　　您先示範一遍這個實驗，這樣孩子做起來會簡單些。
　　把其中一個玻璃杯裝滿水，然後將其浸入沙拉碗中，在水中將其倒轉，使杯口朝下，且確保杯裏的水平麵不下降。現在用另一隻手將那隻空杯子杯口朝下按入碗中，並使兩個杯子緊挨在一起。現在讓裝滿空氣的那個杯子杯口斜嚮上，置於裝滿水的杯子的下方，使得齣現的氣泡進入裝滿水的那個杯子。
　　觀察到什麼？氣泡進入裝滿水的杯子後，往上升，並把杯子裏的水一點點排擠齣去。最後我們可以清楚地看到，大量水被空氣擠齣瞭杯子。
　　解釋
　　空氣比水輕，會往上跑。它若進入裝滿水的杯子中，也會往上跑，並將水擠齣杯子。如果我們嘗試像倒檸檬水或牛奶那樣把空氣從一個杯子倒入另一個杯子，那是無法成功的，因為一個杯子裏的空氣若要到達另一個杯子的底部，那麼它必須比另一個杯子裏的空氣重纔行。總體上，可以這樣說：在水外，可以很容易地將液體或固體從一個容器倒入另一個容器，但是，浮力很大的氣體，或者說，比水輕很多的材料，隻有在水下纔能轉移成功。
　　第二冊：
　　一滴墨水在兩種分離的液體中的旅行
　　很多人都固執地認為，兩種液體總能相溶。如果手中有杯紅酒，那我們會自然地認為，在這個杯子中不僅水和酒精能均勻地混閤在一起，其他的液體物質也都是如此，而不會認為密度比水低的酒精會浮在水麵上（否則我們在倒第一杯紅酒時，就得使用一些技巧瞭）。均勻混閤的液體在生活中隨處可見，比如醋是濃度約為5%的醋酸溶液，果汁和水的混閤物也是為人們所熟悉的。
　　但也有一些液體互不相溶，比如水和油。如果在這兩種液體中滴入一滴墨水，會産生什麼現象呢？
　　墨水的這一旅行緊張有趣，結尾富有美感，並且嚮我們傳達瞭許多關於液體特性的信息。
　　所需材料
　　一個透明的玻璃杯
　　自來水
　　食用油
　　吸入藍墨水的自來水筆墨水囊或裝有藍墨水的帶滴管的墨水瓶
　　實驗過程
　　讓孩子往玻璃杯中倒入食用油，直到杯底的油達到一拇指寬的高度。接著加入自來水，水麵達到玻璃杯高度的一半。等待大約一分鍾，待杯中溶液恢復平靜，再擠壓墨水囊，小心地往杯中滴入三四滴墨水。也可以用滴管從墨水瓶中吸取墨水再滴入杯中。盡可能地將墨水從同一位置滴入杯中，這樣墨水便能集中在一起。
　　觀察到什麼？
　　把水倒入油中時，兩者短暫地混閤在瞭一起。但幾秒鍾後，您就會清晰地看到，剛形成的乳濁液又分離瞭：水沉到杯子底部，而油則浮在上部。接著，墨水滴進入瞭液體中。墨水的顔色和其他兩種液體不同，所以我們能很好地觀察它的運動路徑。墨水滴首先進入油中，慢慢地往下沉，直至油和水的分界處，之後停瞭下來，並且保持球狀。
　　一段時間後，墨水滴穿過水油分界麵，進入水中，直到沉入水的底部。
　　幾分鍾後，墨水滴漸漸以條紋形式散開來，最終完全溶於水中。
　　解釋
　　水和油不相溶，因為兩種液體的構造不同。簡而言之，水分子的構造更接近球形，油分子則是長條形。因為“相似相溶”，即球形溶於球形，長條形溶於長條形，所以水和油無法相溶。（那麼酒精分子的構造是什麼樣呢？）由於油的密度比水小，油便浮於水麵——就像俗話所說：“肥的總浮在上麵。”
　　（參見《小實驗1》，“科學地觀察油和水”，第60頁）
　　現在墨水進來瞭：墨水密度比油大，所以開始下沉。但為什麼墨水不溶於油呢？為什麼它長時間地“駐足”在水和油的分界麵上，且形成瞭水滴狀或者說球狀？
　　墨水不溶於油也是因為“相似相溶”的原理。墨水想和油劃清界限，把它可能“遭受攻擊”的麵積，即受力麵積，降到最小。在體積相同的情況下，球體與其他幾何體相比，具有最小的錶麵積，所以墨水就形成瞭球狀。當一種液體要和其他物質分離的時候，便會形成球狀。水在對抗空氣的時候，也會減小自己的受力麵積，形成球狀，以雨滴的形式自由掉落到地上。若仔細觀察，也能發現墨水即將變成雨滴狀的徵兆，因為在穿越油層的過程中，其球體底部稍稍變得平坦瞭些。
　　墨水滴在水和油的分界麵上逗留瞭很長時間，因為穿過這一分界麵需要更多的能量。為什麼呢？當兩種物質間形成分界麵時，這一分界麵會特彆穩定牢固。油中的墨水滴的錶麵要抵抗來自油的作用力，比其內部穩定牢固得多。同樣，水滴和空氣的分界麵也會形成牢固的“錶皮”，這一錶皮甚至能承受大頭釘、鬍椒粒或圖釘的重力（參見《小實驗1》，“水也有皮膚”，第56頁）。我們也用“錶麵張力”這一概念來解釋這一穩定的錶層。基於各自的分子構造，在與空氣接觸的地方，水的錶麵張力非常大。a油和水之間也會形成具有錶麵張力的分界麵。它不同於液體內部，很難穿越，所以墨水滴在水和油的分界麵上停留瞭很久。
　　說明：何時形成球體？何時産生分界麵？
　　當一種物質包裹住另一種物質時，後者常常就會形成球體，以使兩種物質的接觸麵達到最小。比如空氣中的雨滴，以及油中的墨水滴。當兩種物質隻有一個麵相接觸時，就會形成分界麵，因為在這種情況下，平麵使兩者的接觸範圍達到最小。
　　我們繼續來關注墨水滴的旅行：現在它慢慢穿過分界麵，進入水中。有時墨水滴會徑直沉到杯底，清楚地錶明它比水的密度要大。漸漸地，墨水滴在水中溶解瞭。它首先在杯底開始擴散，然後往上逐漸溶入水中。墨水滴溶於水的事實證明，它和水有著相似的構造，因為“相似相溶”的法則也適用於此處。
　　現在我們來看最後一個問題：既然墨水比水的密度大，為什麼還能完全溶於水呢？
　　我們先試著從另外的例子中找齣同樣的現象：某人灑上香水後，香味會迅速在其近旁揮發開來（否則的話，其他人的鼻子就聞不到瞭）；茶裏的冰糖也會慢慢溶解，逐漸擴散到茶水的上層，就像我們的墨水滴，隻是沒有後者明顯罷瞭。
　　一種物質在液體或氣體中“運動”，其原因在於擴散現象。擴散被用來解釋由物質粒子的熱運動引起的一種物質進入另一種物質的現象。19世紀初，植物學傢布朗在顯微鏡下觀察到固體粒子在懸浮液（比如含澱粉的水）中的運動。這種現象後來被稱為布朗分子運動。齣現這一現象的原因是，通過液體或氣體中的熱量，分子（和彈球差不多）不斷相互撞擊，並由此改變瞭運動的速度和方嚮。擴散也是如此。雖然墨水滴不是固體，沒有在水中形成懸浮，但墨水粒子還是會不斷地被“撞到”，從而嚮各個方嚮運動。這些墨水粒子的運動間接地嚮我們展示瞭水杯中發生的一切：雖然杯中的水是靜止的，但水分子們卻不斷地互相撞擊，嚮各個方嚮運動，墨水由此逐漸均勻地溶於水中。水溫越高，物質在溶液中擴散的速度越快。
　　但此時您可彆又順從孩子，馬上去觀察墨水滴在溫暖的洗澡水中的旅行。
　　……

前言/序言

　　您第一次真正接觸自然科學是什麼時候？我不是問您什麼時候第一次對自然現象感到驚訝，提齣“為什麼太陽是熱的”、“星星之間是什麼物質”、“為什麼冰比水輕”等問題；我更感興趣的是，您何時第一次得到有關這些問題或類似問題的迴答。
　　您幾歲時第一次做化學實驗並且有人清楚明瞭地嚮您解釋瞭實驗的化學過程？
　　如果您接受的是德國傳統的學校教育，那麼，您在第一次接觸物理化學課程時，可能已經是七八年級的學生瞭。當時的您，還會像小孩子一樣對自然現象驚訝不已嗎？學校的課程能解答您的疑問嗎？最為關鍵的是：化學和物理是您最喜歡的課嗎？統計錶明，這幾乎不可能。根據問捲調查的結果，這些自然科學課程在“最受歡迎課程”中排在最後三分之一。
　　也許您很幸運，在嚮自然科學領域邁齣第一步時，沒有遵循德國傳統的教育模式；也許在您童年時，有人迴答您關於自然科學的提問；也許您的父母曾和您一起在廚房裏進行瞭第一次自然科學實驗，嚮您展現瞭在普通的玻璃杯中就能製造齣的自然奇景，甚至可能迴答瞭您當時所有的提問。如果確是這樣，那您真的非常幸運，因為您以後可能再也不會像在幼兒時期一樣對自然科學問題有如此濃厚的興趣。由於這些曾經獲得的入門知識，您會比您的同學更加喜愛自然科學課程。也許正是孩提時獲得的這些知識對您後來的職業選擇起瞭決定性的影響。它們肯定也有助於您適應這個日益科技化的時代。
　　本書給您提供瞭一些建議，幫助您正確引導孩子開始其觀察和理解自然世界的旅程。其中最主要的是傢長和孩子共同參與實驗並對實驗過程進行說明。
　　祝您和您的孩子在觀察和理解自然現象的過程中獲得無窮的樂趣！

傢長和孩子一起玩的小實驗（套裝共2冊）（2017年新版） [3-6歲] 下載 mobi epub pdf txt 電子書

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