STEM学习入门：科学 SCIENCE pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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原文作者： Sam Hutchinson

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• 青少年科学
• 启蒙
• 基础知识

美国前任总统奥巴马大力推行STEM教育 为知识型经济培育创新人材
　　创新实践 由STEM学习做起
　　探索科学知识 培养实践求真的精神

　　STEM中的四个英文字母分别代表科学（Science）、科技（Technology）、工程（Engineering）和数学（Maths）。这四门学科的学习范畴紧密相连，互相影响发展。数学和科学是工程师用于解决问题、创造机械的工具。而科学上的发现也能启发工程师，尝试以从前不可能的方式解决难题。

　　《STEM学习入门》系列一共四册，包括：《科学》、《科技》、《工程》及《数学》，通过有趣的表达形式和简洁的文字，培养孩子学习STEM学科的兴趣，激发孩子的创意思维，同时鼓励孩子探索科学知识，学会主动实践求真。

　　科学教育可以培养孩子的好奇心，让他们学会主动探索环境，发掘问题并思考解决方法。本书教导孩子认识多个科学主题，包括：水的形态、新旧能源、电力和电路、光和影子、声音波长和磁力等等，能培养孩子的科学探索精神。

本书特色

　　按STEM四个学科分为四册，提高孩子对每一个学科的兴趣。
　　通过有趣的表达形式和简洁的文字，培养孩子学习STEM学科的兴趣，激发孩子的创意思维。
　　每个主题配以一个简单的小活动或小问题，以加强孩子对该知识的掌握。

　　＊适读年龄：6岁或以上

好的，这是一本关于天体物理学的图书简介，与您提到的“STEM学习入门：科学 SCIENCE”无关： --- 《星尘的低语：现代天体物理学导论》 第一部分：宇宙的画布——从观测到理论的基石 在人类文明的早期，我们仰望星空，试图理解那些闪烁光点背后的意义。从古希腊哲学家对行星运动的几何描述，到伽利略首次将望远镜指向深空，天文学经历了漫长的演进。本书旨在系统地梳理现代天体物理学的核心概念，带领读者跨越历史的鸿沟，进入一个由引力、电磁辐射和量子力学共同构建的宏大图景。 本书的开篇将从电磁波谱入手，这是我们了解宇宙万物的“眼睛”。我们将详细探讨不同波段（从无线电波到伽马射线）如何揭示宇宙中不同尺度的物理过程。恒星的诞生与死亡释放出强大的辐射，黑洞的吸积盘发出刺眼的X射线，而宇宙微波背景辐射则携带了宇宙初生时的信息。对这些辐射的精确测量和分析，构成了现代天体物理学的观测基础。 随后，我们将深入探讨恒星的生命周期。恒星不仅仅是夜空中恒定的光点，它们是宇宙中的“核工厂”。我们将解析恒星的形成过程，从巨大的分子云坍缩到原恒星阶段；随后进入主序星的漫长岁月，通过描述氢核聚变反应的细节，解释恒星如何维持稳定并发出光芒。本书将特别关注恒星演化的终点——白矮星、中子星以及黑洞的形成机制。通过对这些极端天体的研究，我们得以检验广义相对论在强引力场下的有效性。 第二部分：星系的结构与演化——从孤立恒星到宇宙网 离开了单颗恒星的范畴，我们将进入星系的天堂。我们的银河系只是浩瀚宇宙中的一个普通成员，但其结构和动态为理解星系形成提供了关键线索。本书将详细阐述星系的分类系统（如哈勃序列），并深入探讨星系的主要组成部分：恒星、星际介质（气体和尘埃）以及神秘的暗物质。 暗物质是现代天体物理学最大的谜团之一。本书将回顾支持暗物质存在的关键证据，如星系旋转曲线、引力透镜效应和星系团的动力学。我们将探讨目前主流的暗物质候选粒子模型，并审视实验物理学界为探测这些“幽灵物质”所做的努力。 在星系演化方面，我们将追溯宇宙中星系如何从早期的小型结构逐渐合并、碰撞，最终形成我们今天观测到的巨大螺旋星系和椭圆星系。星系并合不仅仅是物理上的碰撞，它还深刻地影响着星系内部的气体分布、恒星形成率以及超大质量黑洞的活动性。 第三部分：极端宇宙——黑洞、引力波与高能天体物理 本部分将聚焦于宇宙中能量最高、结构最奇特的现象。超大质量黑洞（SMBH）普遍存在于大型星系的中心，它们通过吸积周围物质，可能成为活动星系核（AGN）或类星体，释放出令人难以置信的能量，甚至能够影响宿主星系的演化。我们将解析吸积盘的物理机制，以及相对论性喷流的形成过程。 引力波的探测开启了天体物理学的新纪元。本书将介绍爱因斯坦在广义相对论中对引力波的预言，以及LIGO、Virgo等干涉仪的原理。重点分析首次探测到的双中子星并合事件（GW170817），该事件首次实现了对引力波和电磁波的“多信使天文学”联合观测，极大地增进了我们对重元素（如金和铂）起源的理解。 第四部分：宇宙学——空间、时间与起源 天体物理学的最终前沿是宇宙学——研究整个宇宙的起源、结构和命运。我们将系统阐述大爆炸模型（Lambda-CDM模型）的四大支柱：宇宙膨胀（哈勃定律）、原初核合成、宇宙微波背景辐射（CMB）以及大尺度结构的形成。 CMB的性质，尤其是其微小的温度涨落，是检验早期宇宙物理学的关键窗口。我们将探讨暴胀理论（Inflationary Theory）如何解释CMB的均匀性和平坦性问题。最后，我们将讨论驱动当前宇宙加速膨胀的“暗能量”的性质，以及未来宇宙的可能命运——是热寂、大撕裂还是大挤压。 结语：未竟的探索 《星尘的低语》不仅仅是对已知知识的总结，更是一次对未知领域的邀约。本书将引导读者思考当前天体物理学面临的前沿问题：暗物质的本质、暗能量的驱动力、第一批恒星的形成，以及我们是否是宇宙中唯一的生命。通过这趟旅程，读者将能以一种全新的视角理解我们在宇宙中的位置，以及人类探索精神的伟大意义。 ---

作者简介

森・赫捷臣（Sam Hutchinson）

　　主要作品为儿童图书，作品包括《太空探索萤光染色和贴纸书（萤光活动书）》、《第一个法语单词（第一单词板书）》和《动物的保护色（搜索和查找）》

绘者简介

维姬‧巴克（Vicky Barker）

　　英国全职自由插画家、设计师及艺术总监，毕业于利物浦约翰摩尔斯大学美术系。维姬‧巴克多为幼儿图书设计插画，题材涉猎贴纸书及游戏书，风格简洁，色彩鲜艳。

什么是科学？
 
科学不止是指那些冒着泡泡的液体与试管。科学是指人们尝试探究我们身边的环境，发掘知识来了解世界的过程。人们从中发掘的过程中学习，累积知识，并在未来生活上应用这些知识。这些知识经过实验论证，根据严格规则进行的实验，好让实验结果准确可信。没有坚实的证据证明，任何人的想法都只是一种想法或假设，而并不是科学的事实。
 
什么是STEM？
 
STEM是代表科学（Science）、科技（Technology）、工程（Engineering）和数学（Mathematics） 这四门学科的英文首字母的缩写。这四门学科的学习范畴紧密相连，互相影响发展。数学和科学是工程师用于解决问题、创造机械的工具。而科学上的发现也能启发工程师，从前不可能的方式解决难题。
 
崭新的能源
 
除了利用蒸汽，人们还会利用风力和水力推动涡轮机来产生电力，例如使用风力发电机（Wind Turbines）和水力发电水坝（hydro dam, hydro源自古希腊语，意思是「水」）。风能和水能被称为「绿色能源」，因为这种能源不会破坏环境，而且可以一次又一次重复使用，用之不竭。然而，有些人并不喜欢风力发电厂（Wind Farm）和水坝，因为它们会令郊外的景观大幅改变。
 
太阳能
 
太阳能也是一种很受欢迎的发电方式，主要是因为它不会产生污染或破坏景观。太阳能发电板（solar panel, solar来自拉丁语，意思是「太阳」）是以太阳的热能产生热力和电力。然而，你需要十分空旷的地方和非常充沛的阳光，以及长时间的日照，才能让太阳能发电板产生足够的能源。
 
请你试试回答以下的选择题，测试一下你对太阳能的认识吧。
 
1.太阳能佔全球能源供应的一大部分。
A. 正确
B. 错误
 
2.以下哪一种探索用的交通工具通常会使用太阳能作为能源？
A. 潜艇
B. 太空船
C. 直升机
D. 电单车
 
3. 使用太阳能其中一个最大的好处是：
A. 发电的过程不会造成太多污染。
B. 太阳能发电板看起来很有型。
C. 可以向朋友炫耀。
 
4.以下哪个地方设有数个大型太阳能发电厂？
A.英国威尔斯
B.俄罗斯西伯利亚
C.美国加州
 
5.太阳能来自于太阳的光线和能量，因为太阳是：
A.一颗恆星
B.一颗行星
C.一个星系

评分☆☆☆☆☆

這本《STEM學習入門：科學 SCIENCE》對我這個曾經對物理感到極度恐懼的「文組人」來說，簡直是救星！我一直以為物理就是無窮無盡的公式和抽象的概念，每次看到都頭昏眼花。但是，這本書從「運動」這個最基礎的現象開始，用一種非常生活化、甚至有點幽默的方式，打破了我對物理的刻板印象。它不是直接丟給你V=S/T，而是讓你思考「為什麼球滾下去會越來越快？」，然後再引導你去了解慣性、摩擦力這些概念。書裡面的「物理小劇場」環節，用簡單的圖示演繹物理現象，就像在看一段微電影，非常容易理解。像是關於「能量」的部分，它從我們吃東西獲取能量，到各種形式的能量轉換（比如太陽能、風力能），都解釋得非常生動。我還記得我試著用書裡的原理，做了一個小小的風力發電機模型，雖然很陽春，但真的能讓小葉片轉動，那種將課本知識轉化為實際行動的感覺，真的太棒了！這本書讓我發現，物理其實可以很有趣，而且跟我們的生活息息相關。

评分☆☆☆☆☆

我不得不讚嘆《STEM學習入門：科學 SCIENCE》這本書在「生物」這個單元上的處理方式，真的非常細膩且引人入勝。過去我對生物的印象，大多停留在課本上那些密密麻麻的動植物名稱和結構圖。但這本書從「生命是什麼？」這個宏大的問題出發，循序漸進地探討細胞、遺傳、演化等概念，用非常貼近生活的方式來闡述。舉例來說，在講到「細胞」時，它不是直接讓你背誦細胞膜、細胞核的功能，而是讓你想像細胞就像是一個小小的城市，有自己的「城牆」（細胞膜）、中央「政府」（細胞核），還有各種「工廠」（細胞器），這樣一來，原本枯燥的結構就變得栩栩如生。書裡還介紹了許多有趣的生物現象，比如植物如何感受光照、動物的遷徙奧秘，甚至還探討了微生物對我們生活的影響。我印象最深刻的是關於「DNA」的部分，它用非常直觀的比喻，解釋了DNA就是生命的藍圖，決定了我們為什麼會有不同的特徵，這讓我對自己和家人的獨特之處有了更深的理解。總之，這本書讓我感覺，生物學不只是死記硬背，更是一種對生命本身奧秘的探索，充滿了驚奇和樂趣。

评分☆☆☆☆☆

哇，這本《STEM學習入門：科學 SCIENCE》我實在是太驚豔了！身為一個平常對科學有點卻步的上班族，想當年唸書的時候，數學和理化總是最讓我頭痛的科目。看到這本書的封面，一開始還以為又是那種冷冰冰、充滿公式和術語的教科書，但翻開後，我的想法完全被顛覆了！它用了非常生動活潑的圖文，像是漫畫一樣，把抽象的科學概念都講得超清楚。舉例來說，關於「力學」的部分，它不是直接丟給你牛頓定律，而是透過生活中我們每天都會遇到的情境，比如推箱子、丟球，甚至是在遊樂園玩雲霄飛車的感覺，去引導你思考為什麼會這樣。書裡面的小實驗也都很容易在家里操作，像是我自己動手做了個小小的火山爆發模型，那種親眼看到化學反應的樂趣，真的不是看書能比擬的。而且，它還很貼心地在每個章節後面放了「生活中的科學」小專欄，讓我發現原來科學無所不在，我每天喝的飲料、騎的腳踏車、使用的手機，背後都蘊藏著好多有趣的科學原理。這本書真的讓我對科學燃起了前所未有的好奇心，感覺就像打開了一扇新世界的大門，以後走在路上，都會忍不住觀察周遭的一切，想著「這背後又是什麼科學原理呢？」太棒了！

评分☆☆☆☆☆

不得不說，《STEM學習入門：科學 SCIENCE》這本書，根本就是為我這種「科學小白」量身打造的！我記得我以前讀科學相關的東西，常常看到一半就想睡覺，因為那些文字實在太艱澀難懂了。但這本真的不一樣，它就像一位非常有耐心的老師，用非常口語化的方式，一步一步引導你理解。尤其我對「電學」的部分印象特別深刻，我一直以為電就是插插頭就有電，但這本書從最基本的「電子」開始講起，解釋電為什麼會流動，還有電阻、電壓、電流之間的關係，竟然用「水管」的比喻就說得明朗。它還介紹了好多簡單的電路實驗，我還真的拿家裡的電池、小燈泡和電線，自己組裝了一個小小的電路，當小燈泡亮起來的那一刻，我真的有種小小的成就感！書裡面的插畫風格也很簡潔、專業，但不會讓人感到有距離感，反而很吸引人。而且，它還會穿插一些科學史上的小故事，講到愛因斯坦、牛頓這些偉大科學家的發現過程，讓我覺得科學家也不是遙不可及的「神」，他們也是一步一步摸索、犯錯，最後才有了偉大的突破。這本書讓我感覺，科學其實離我們很近，而且充滿了探索的樂趣。

评分☆☆☆☆☆

我個人覺得，《STEM學習入門：科學 SCIENCE》這本書最大的優點，絕對是它那種「玩中學」的設計理念。我是一個比較喜歡動手實踐的人，看著厚厚一本的書，腦袋裡可能只有一點點印象，但如果能實際操作，那種理解的深度就完全不同了。這本書裡面的每一個單元，幾乎都附帶了可以在家裡進行的小實驗，而且材料都很常見，像是小蘇打、醋、氣球、吸管等等，不需要去買什麼特殊的器材，這一點真的對家長和小朋友都非常友善。我記得我跟我的姪子一起試做了書裡那個「隱形墨水」的實驗，用檸檬汁寫字，再隔著蠟燭的火焰加熱，字就顯現出來了，姪子看得目瞪口呆，我自己也覺得超神奇！書裡面關於「化學」的部分，並沒有講太複雜的反應方程式，而是從生活中會遇到的酸鹼、氧化還原講起，像是食物的發酵、金屬的生鏽，都解釋得很有條理。而且，書的排版也很舒服，文字不會擠在一起，搭配清晰的圖解，讓人閱讀起來一點壓力都沒有，很適合當作親子共讀的讀物。