前沿科技近在眼前!这套书让孩⼦看得懂、喜爱看、有收获!

来源: 把科学带回家

发布日期: 2023-03-25 06:30:25

本文介绍了一套名为《强国少年⾼新科技知识丛书》的书籍,该书旨在通过生动易懂的语言和丰富的插图,帮助孩子们理解和喜爱前沿科技,激发他们的科学兴趣和探索欲。书中涵盖了太空电梯、量子计算机、基因编辑等众多高科技主题,通过比喻和实际应用案例,使复杂的科学原理变得易于理解。此外,书中还融入了科幻电影和科学历史,为孩子们的想象力插上翅膀,培养他们的工程、创新、辩证和前瞻性思维。

前沿科技近在眼前!这套书让孩⼦看得懂、喜爱看、有收获!

开年来,热映的科幻电影《流浪地球2》⾥呈现科技世界,相信⼀定满⾜了你的想象⼒!纵贯天地的太空电梯、喷出巨⼤光柱的⾏星发动机、⽆所不知的量⼦计算机、让⼈类实现“永⽣”的“数字⽣命计划”……不仅呈现了⼀幕幕宏⼤震撼的视觉奇观,层出不穷的未来科技也让观众直呼过瘾。⽽现实⽣活中的科技发展也⾜够惊艳:ChatGPT、AI绘图......是不是感觉成年⼈都不懂,更被爱提问的孩⼦问得哑⼝⽆⾔了?这届家⻓真难!

从科幻回归现实,其实电影中许多看似遥远的前沿科技在当前已经有迹可循,甚⾄可能在我们的有⽣之年实现,更可能是孩⼦们未来将要体验的⽇常。翻开这套《强国少年⾼新科技知识丛书》,你会发现《流浪地球2》⾥的众多⿊科技,早就已经在路上了。科学家已经对太空电梯的建造已经提出了完整构想,⽽新材料碳纳⽶管有望解决缆绳材料强度不⾜的关键问题。聚变能将以极少量的燃料为星际旅⾏的发动机提供源源不断的动⼒。

量⼦计算机的运算速度⽐当前最快的超级计算机还要快100万亿倍,量⼦⼈⼯智能、量⼦⿊客,这些听起来光怪陆离的应⽤离我们也并不遥远。⼈类为了延⻓寿命开发了诸多⼿段,“意识上传”可能在21世纪末实现!

科技改变世界的速度越来越快,如果孩⼦对当今颠覆性的技术创新⼀⽆所知,对科技发展的⽅向缺乏敏感,就很难跟上这个世界的变化,未来势必要吃亏。

“强国少年”这套书的作者团队来⾃拥有超百年历史的美国世界图书公司(World Book),其在百科图书、家庭教育和学校教育领域处于领先地位,美国前总统克林顿和世界前⾸富⽐尔·盖茨在童年时期都是该公司图书的忠实读者,专业性毋庸置疑。作者团队在创作时,通过符合⼉童认知⽔平的简洁语⾔和丰富有趣的插图,让⾼深莫测的前沿科技变得⽣动易懂,在快乐阅读中激发孩⼦的探索欲,培养他们的科学思维。

前沿科技这样讲,让孩⼦看得懂、喜爱看、有收获!

甄选全球新奇科技进展,激发孩⼦对科学的兴趣与学习动⼒。书中的选材除了在⼤⽅向上考虑世界科技趋势与我国的国家科技规划,也充分考虑到在⼩学这个培养科学兴趣的最好年龄段,究竟⽤哪些话题来引起孩⼦的共鸣。例如:脑机接⼝技术可以让我们在虚拟世界成为功夫⾼⼿,“⼼灵感应”也并⾮完全不可能实现,这种科幻般的⽣活怎不令⼈⼼⽣向往?

基因编辑不仅能⽤于提⾼农作物的产量,甚⾄可以复活早已灭绝的恐⻰和猛犸象!对喷⽓式背包的开发使⼈类圆了空中⻜⼈之梦,开发钢铁侠穿着的战⾐也不⽆可能。当孩⼦发现科技如此炫酷、如此好玩以后,好奇⼼将得到充分调动,这样他们才会有持久的动⼒去了解科技背后更多的知识,不断为寻找答案⽽付出努⼒。前沿科普就像⼀粒⽕种,会在孩⼦的⼼中⽣根发芽,提供主动学习的原动⼒。

创设⽣活化科学情境,拉近与硬核科技的距离。

或许你会认为这些新科技离我们的⽣活太过遥远,孩⼦⽆法设身处地去理解,作者团队也考虑到了这⼀点,因此在每⼀分册的引⾔部分,以及分册内⼤部分前沿主题的开篇,作者都⽤更接近⽣活的场景来引⼊。⽐如:孩⼦可能不知道为什么⼀定要开发可重复使⽤的⽕箭。因此主题⼀开头,作者就让我们想象这样的场⾯——当⼈们乘坐⻜机到达⽬的地时,每个⼈都带着所有的⾏李跳伞离开⻜机,⻜机则通过远程控制坠⼊⼤海,那将是多⼤的浪费啊!

⽽今天⼤多数的太空⻜⾏却都是以这种⽅式进⾏的。读到这⾥,孩⼦⾃然就懂得了可重复使⽤的⽕箭能为⼈们节约多⼤的成本。

循序渐进的编排逻辑,孩⼦⽆须费⼒便能构建完整认知。这套书的每个分册都包含5~7个主题,每个主题内部都⼤致包含:情境引⼊、原理简介、历史发展、当前应⽤、⼯程挑战、未来前景⼏个模块,并根据每个主题特点进⾏循循善诱的编排,阅读每个主题都好像上了⼀节⽣动的科普课。

以对“卡脖⼦技术”芯⽚的介绍为例。通过从原理、历史、应⽤、挑战、前景多个维度的了解,孩⼦可以轻松对每⼀项新科技搭建⽴体认知,未来解决“卡脖⼦”难题的科学家或许就在受这套书启蒙的读者⾥。

善⽤⽐喻,浅显⽣动地揭示本质原理。在科普书⾥,恰当的⽐喻能将那些抽象、晦涩的知识转换成我们⽣活中熟悉的东⻄,达到平易近⼈、深⼊浅出的效果。

尤其对还没有储备⼤量科学知识的孩⼦⽽⾔,⽐喻的讲解⽅式简单形象,可以让他们瞬间明⽩科技的核⼼原理。例如,在科学家发现染⾊体末端的保护结构“端粒”跟衰⽼相关,那么究竟什么是端粒呢?在这⾥,作者把这种微⼩不可⻅的⽣物结构⽐作孩⼦每天都会接触的“鞋带末端的塑料”,表明它可以起到防⽌鞋带(染⾊体)磨损的作⽤。这样传达知识的⽅式能够让⼩读者印象深刻。

700幅科技感插图揭秘⿊科技,鲜活展现科学世界万象⻛采。

这套书包含约700幅美观精致、更贴近真实环境的实景照⽚、原理示意图、艺术渲染图,既让孩⼦更加直观地理解科技原理、领略前沿科学的魅⼒,相⽐漫画⽽⾔,也更有利于孩⼦构建对世界的真实认知。

在微观层⾯:科学家使⽤像“分⼦剪⼑”⼀样的基因编辑技术在DNA分⼦的特定位置进⾏“剪切和粘贴”,改变或替换细胞的基因;纳⽶机器⼈可以在细胞⽔平进⾏健康检查和疾病治疗,例如杀死癌变细胞、修复受损神经等;量⼦⼒学中的两个粒⼦即使离得再远,也会纠缠在⼀起……在现实层⾯:超构透镜将各种颜⾊(不同波⻓)的光线聚焦到同⼀点上,可以消除传统相机镜⽚带来的⾊散现象,也使得隐形⻜机、隐形舰船实现全波段隐形成为可能;未来天空中会⻜满货运和客运⽆⼈机……在宏观视⻆:规划中⾼耸⼊云的超⾼摩天⼤楼正在不断刷新⾼度,世界上最⼤的太阳能公园就位于中国的格尔⽊沙漠,⼈类对在太阳系其他⾏星上建⽴定居点的梦想也终将实现……

融⼊科幻电影、科学历史,为想象⼒插上翅膀。很少有孩⼦对科幻不感兴趣,在《流浪地球2》这样的科幻作品中,很多新颖的点⼦都建⽴在对科学的预⻅性之上,在释放⼈们想象⼒的同时,科幻也潜移默化地影响着科技的发展⽅向。

你可能并不知道,美国⼯程师⻢丁·库珀(Martin Cooper)正是受科幻电视剧《星际迷航》翻盖“通信器”启发,才发明了第⼀部⼿机;1970年代科幻剧《⽆敌⾦刚》中给予航天员史蒂夫·奥斯汀⾮凡⼒量的仿⽣腿已经接近现实……科幻电影《⿊客帝国》中的⼈物,能够使⽤脑机接⼝设备快速下载武术技能;在科幻漫画系列《攻壳机动队》中,⼈类被植⼊了电⼦脑;在电影《复仇者联盟3:⽆限战争》中,托尼·斯塔克(Tony Stark)为蜘蛛侠打造了⼀套类似钢铁侠的装甲套装;在《哈利波特》系列丛书中,⼥巫和巫师有能⼒“幻影移形”,然后再“幻影显形”;《终结者》《2001:太空遨游》《回到未来》《阿凡达》……这些科幻作品中的酷科技离现实还有多远?

书中都给出了解答。⼩读者的思维也将随着科幻发散,畅想未来的⽆限可能。

将教育科学课标与⾼精尖科技融合,打通课内外学习需求。这套书也能融⼊了很多义务教育阶段课标要求掌握的基础知识,例如认识物质结构、物态变化、常⻅材料、光的⾊散、⼈体健康、遗传变异、能量转化等等,是对课内学习的有效预习、复习和补充。光的⾊散和电磁波是未来中学物理必学和必考的内容。

⼈体细胞具有多种多样的形态和功能;绝缘体会抵抗电流的流动,导体会让很多电流通过,半导体导电的能⼒介于两者之间;温度越低,粒⼦的运动就越慢,绝对零度是宇宙中的最低温度……了解这些知识也会为未来的学科学习打下基础。每册书末尾都带有术语表,对可能会造成孩⼦阅读障碍的概念进⾏通俗解读,也是对正⽂内容的有效复习。

培养思维能⼒,锤炼⼯程、创新、辩证、前瞻性思维。

孩⼦在成⻓的过程中,最终需要从涨知识、⻓⻅识过渡到提升思维能⼒。丛书虽然阐明了众多硬核科技背后的原理,但并不拘泥于细枝末节,⽽是特别注意从实际应⽤的⻆度出发,引导读者针对如何解决问题开展思考,进⾏思维训练。

丛书讲述了很多科学家⾯对实际问题如何提出解决⽅案的例⼦,例如:⻜⾏汽⻋的机翼存放问题、超⾼摩天⼤楼电梯井占据空间过⼤的问题等等,伴随发现问题、提出⽅案、反思改进的过程,孩⼦既能体会到⼯程实践的独特魅⼒,利⽤⼯程思维应对、解决实际问题的能⼒也能得到锻炼。创新性思维帮助我们打破过时陈规,从新⻆度去思考并得出创造性结论,这⼀点在⽯墨烯的研究中最能体现。

安德烈·盖姆(Andre Geim)和康斯坦丁·诺沃肖罗夫(Konstantin Novoselov)通过⽤透明胶带撕⽯墨得到了此前难以制取的单层碳原⼦⽚(⽯墨烯),撕出了诺⻉尔奖。但故事并未就此结束,另⼀组研究⼈员发现了更⾼效的⽅法:在搅拌器中将⽯墨粉、洗碗剂和⽔混合,机器运转后⽔中便会出现了⼤量⽯墨烯薄⽚。

⽯墨烯的开发永⽆⽌境,材料科学家把⽚状的⽯墨烯卷成了管状,得到了拥有极端强度的碳纳⽶管,其抗拉强度是钢的100倍,密度却只有钢的1/6。⼯程师们因此有望能够创造出巨⼤、坚固且⼜薄如轻纱的结构。⽤辩证思维全⾯考察事物的优缺点,能够帮助我们在加深对事物理解的基础上更好地解决问题。

例如在建筑领域,混凝⼟虽然坚固耐⽤,但却难以处理、不环保、能量消耗⾼,⽊材能量消耗少还能起到固定⼆氧化碳的作⽤,但容易在城市中引发⽕灾。建筑师在设计绿⾊建筑的过程中,扬⻓避短,开发了⽤交叉层压⽊材构成的重型⽊结构,它既具备⽊材的原本优势,还具备混凝⼟坚固耐⽤的特性,对⽕灾也有抵抗作⽤,实现了设计的突破。前瞻性思维可以帮助我们从容应对复杂多变的未来。

例如,对于⾼速发展的机器⼈和⼈⼯智能技术,科学家和社会学家预料到它们可能对⼈类构成的身体危害和对⼯作岗位的冲击,从⽽开展了关于其伦理、治理与可持续发展的系列研究。

这套书共480⻚,丰富有料,并由世界三⼤印⼚之⼀的当纳利承印,采⽤了140克⾼档厚实铜版纸,⾼度还原真实科技的细腻⾊彩。科幻电影中的太阳危机或许永远不会爆发,但当今社会对⾼科技⼈才的需求却着实在⾼速增⻓!

这套书虽然主要是是写给7~14岁的孩⼦的,但其中都是全球科学领域⾼精尖的成果,许多家⻓也未必了解,⾮常适合家⻓和孩⼦⼀起阅读学习。扫描⼆维码⽴刻购买。凡本公众号转载、引⽤的⽂章、图⽚、⾳频、视频⽂件等资料的版权归版权所有⼈所有,因此产⽣相关后果,由版权所有⼈、原始发布者和内容提供者承担,如有侵权请联系删除。原创⽂章版权归微信公众号“把科学带回家”所有,转载请联系:bd@wanwuweb.com。

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