大家都还记得老人教小学课本上的《两只铁球同时落地》的课文——
年轻的伽利略经过反复推理和多次实验,坚定地认为亚里士多德的“两个铁球,一个1磅,一个10磅,同时从高处落下,10磅的先落地,是1磅的10倍”是错误的,于是,做了令世人震惊的“比萨斜塔实验”,证明了“两个铁球同时落地”。在我看《解析流动:画说流体力学》的推理计算之后,我才知道这个结论也是错误的:物体坠落的过程并不是自由落体运动,起作用的不是质量,而是尺寸,所以,大的铁球先着地。
《解析流动:画说流体力学》是一本从流体力学中的日常现象出发,通过科学小实验、通俗易懂的论述推导和生动图画,对孩子进行趣味科普。
它的作者是北京航天大学的老师王洪伟,王老师结合带本科和研究生的经验,写过教材《我所理解的流体力学》,制作过视频课程“流体力学基础21讲”,是名副其实的流体力学专家。在谈及写这本书的初衷,王老师这样说,
科普书大都讲得太浅,点到为止,甚至为了简化问题而产生错误;而专业书则基本都是按照学科体系编排,不是从问题出发,如果不阅读大部分章节就很难得到想要的那部分知识。
所以才有了这本书的问世。
“怎样才能把专业知识转化为易懂、正确的科普”,就是王老师在《解析流动:画说流体力学》要解决的问题。
日常生活现象的触发,引发孩子的兴趣
流体力学这个概念很抽象,很多孩子都会望而生畏,从而丧失学习的兴趣。
而《解析流动:画说流体力学》从常见的有趣现象出发,让孩子放下对抽象的心理防卫,进入一种轻松的状态,从而更有兴趣学习。
以“雨滴不是水滴形”为例,
雨滴是什么形状的?孩子们画画时,都会画成尖头大肚子的形象即水滴形,王老师提出了反常的观点“不”,这一下子抓住了孩子的兴趣,让他想去探个究竟“为什么”,也就能吸引孩子一直读下去,找到持这种否定观点存在的原因。
再以“飘动的纸条”为例,
“纸条放嘴边,在上方顺着纸条吹气,纸条就会飘起来”,这听起来就很兴趣,如果让孩子做一做,那么他一定更想知道原因,这又一次激发起孩子探密的兴趣。
另外,为什么“水火箭”可以飞行,为什么捏扁出口,射流速度会增加;“吹不掉的乒乓球现象”;打捞石兽的故事;通风专家土拨鼠……都是如此。
严谨美观的插图,铸造出孩子的热爱
在阅读方面,相对于文字,孩子更喜欢图画,尤其是具有漫画特点的画,更打动孩子。
王老师根据孩子读图的偏好,在《解析流动:画说流体力学》引入了卡通角色2D世界里最聪明的猫小姬参与学习,这只小可爱各种扮酷,比如戴个很有学问的眼镜,或者假装正经,或来个酷炫的动作等等,配上一段很有深度的评论或一声感叹……调皮地一本正经,吸引孩子忍不住看了又看。
为了让专业的知识更符合孩子的视角,王老师尽量用生动的图解来表达,而不是干巴巴的机械图,这样,对相关知识的解释会更加清晰易懂,赢得孩子的青睐。
这种动画人物参与其中,极富生活画面感的图解,把专业的知识讲解得更加透彻,比如在“湍流的形成”中,王老师把湍流由“各流各的”到“出现大大小小的旋涡”的过程,用一幅幅流场的变化画面清晰明快地展现出来,让孩子用自己的观察来学习到专业的知识。
简单易作的小实验,提高孩子的探究兴趣
孩子天生喜欢动手,在动手操作中更能体验到学习的乐趣,所以,没有孩子能抵挡住小实验的诱惑,他们遇到实验会很投入,动在其中乐在其中。
以覆杯实验为例,
他们看到这个实验的过程中,绝不会让它停留在纸面上,他们会做各种实验,在操作中去验证结论,即使实验一次次失败,也磨灭不了他们动手的热情。
在我家,大宝带小宝就来了一场杯子大比拼,把家里的大大小小的杯子摆了一茶几,挨个做实验,来“研究”结论,玻璃杯牺牲了两个,茶几经历了水灾,客厅也未幸免,小宝的衣服也湿漉漉,但他们热情探究的样子和实验的收获,让妈妈感觉“收拾残局”是值得的。
《解析流动:画说流体力学》对日常流动现象的深入介绍中,注入了趣味;在图解基础上,挖掘流体力学基础知识;在家就能做的小实验中,揭开流体力学的原理,在通俗易懂中找到了与科学严谨之间的平衡。
比如,“两个铁球同时落地”,有图解推导,还有与木球等的类比,使孩子很容易理解“为什么与尺寸有关”。
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