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歡迎來到科學的奇妙世界！出于對科普工作的熱愛以及導演的邀請，我經(jīng)常會參加中央電視臺的《異想天開》《走進科學》《我愛發(fā)明》《加油！向未來》等科普節(jié)目的策劃和拍攝。在這個過程中，導演除了與我討論節(jié)目方案、咨詢科學原理外，還經(jīng)常希望我設(shè)計制作一些道具，好在拍攝時，更好地講解其中的科學原理，所以這些年前前后后，我做了許許多多的道具，也設(shè)計了很多有趣的玩法。后來，我將這些道具的玩法、原理整理了一下，又加進去許多生活中的神奇現(xiàn)象和它們背后的科學道理，一起編纂成了一本對生活中的科學現(xiàn)象進行解密的書，也就是這本《異想天開的力學游戲》。科學游戲中可以學到哪些科學本領(lǐng)在書中，沒有深奧的理論和刻板的知識講解，有的只是一個個生活中常見的小問題。在解決這些問題的過程中，你自身的科學認知和研究能力也會潛移默化地提高起來。例如，在幫助倒霉蛋高處逃生游戲中，你會學到如何幫柔弱的雞蛋從十幾米的高空平穩(wěn)落地，進而了解能量轉(zhuǎn)換、碰撞、受力分析、結(jié)構(gòu)強度等科學原理，這樣你就能理解科學家在面臨類似的但是難度更高的挑戰(zhàn)時，為什么要那么做了。在無風自動的神奇風車游戲中，你會了解風的形成，這會讓你明白世界上其實并沒有靈異事件的存在，有些讓小朋友害怕的現(xiàn)象只是因為我們對世界的了解還不夠深。如果你能學會掌握這些所謂靈異現(xiàn)象背后的原理，就可以解決很多現(xiàn)實中的難題。蛋仔大力士養(yǎng)成記游戲則會告訴你團結(jié)的力量有多大，并讓你初步了解壓力和壓強、平衡、穩(wěn)定性、沖擊載荷等方面的知識，這些聽起來很生僻的詞其實在生活中有著大用處，會讓你在看到挖掘機、塔吊等大家伙時，不再只是一味驚嘆它們有多大，而是可以向父母和朋友們介紹它們在機械設(shè)計方面的巧妙之處。除此之外，巧綁繩索搭建一個穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)和銅棒棒捉迷藏幫助小牙簽們 坐船回家……都會用趣味橫生的小故事、讓你撓頭的小難題以及相配套的知識講堂，帶你慢慢進入一個更宏大的科學世界，和你一起在知識的海灘上，不斷尋找漂亮的貝殼。這種玩游戲一樣的學習方式，不僅會讓你不再對科學知識探索有畏難心理，還會為你以后學習物理、化學、生物學、地理等學科打下良好的基礎(chǔ)。例如，在和銅棒棒捉迷藏游戲中，涉及的知識有物體的重心、平衡、穩(wěn)定性等概念，這些可都是以后物理課中要學習的重點；而在巧綁繩索搭建一個穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)游戲中，你可以提前了解如何為物體做受力分析，并親身感受到三角形的穩(wěn)定性究竟有多強大。用科學思維去分析和解決問題相較于讓小朋友掌握更多科學知識，我更希望能培養(yǎng)你們的科學思維方式，能讓你們從書中學會如何用科學的視角去看待問題和解決問題。許多書中的內(nèi)容，在今天看是游戲，但在從前卻是人們切切實實解決生產(chǎn)、建設(shè)問題的寶貴經(jīng)驗。舉個例子，早在兩千年前，中國古人就開始了對于力的觀察，并記載在《墨經(jīng)》中：力，形之所以奮也。（譯文：力，是促使物體由靜而動、動而愈速的原因。）這一定義與1900多年后的伽利略和牛頓的科學論斷極為接近，但遺憾的是，后人并沒有就此延伸形成一個完整的科學體系。后來，西方出現(xiàn)了系統(tǒng)的觀察實驗和嚴密的數(shù)學演繹相結(jié)合的研究方法，并被引入物理學中，以牛頓力學體系為代表的近代物理學才真正誕生。而近代化學、生物學等學科體系的誕生，也與這套科學的研究方法密切相關(guān)。因此，學習科學只是動手實踐還不夠，還需要具備科學思維，學會像科學家一樣思考。像科學家一樣去思考方法比知識更重要，而通過實驗 游戲化的方法去學習，能很好地培養(yǎng)大家的思維邏輯能力和創(chuàng)新性思維，進而更習慣用科學的方法去解決問題。比如在酸奶瓶里還剩多少酸奶游戲中，通過觀察不同重量物體對橡皮筋拉伸程度的影響，我們可以歸納出橡皮筋、彈簧等物體在彈性限度內(nèi)，其伸長量與所受力存在一種線性關(guān)系，而通過利用這種線性關(guān)系，我們就能對很多東西進行稱重。只要你在這些綜合性探究實踐活動中，不斷經(jīng)歷觀察歸納驗證推廣的完整過程，相信你一定會掌握科學思維，學會像科學家一樣思考和解決問題。這樣，你在遇到未知的問題時，就不會再束手無策，而是會學著使用科學的視角來認識和分析問題，并逐漸學會應(yīng)用復雜的科學思想、概念去解決現(xiàn)實生活中的問題�？偠�言之，在我看來，科學是一種思考方式，一種用眼、手、工具去觀察世界、獲取知識的手段或技術(shù)，而結(jié)論只是我們追求知識的過程中的階段性產(chǎn)物。所以，當你遇到問題時，就要大膽地尋找不同的解決方法，去不斷地做實驗，在持續(xù)的探究中一定會找到問題的答案，希望本書能給你的探究之旅提供一些幫助，讓永遠保持好奇、永遠質(zhì)疑一切的科學精神，也能在你心中生根發(fā)芽。