刚过去的国庆节，我总算想通一件事情

Part.1

前段时间我写了一篇文章——《官宣！教育部最新定义中小学竞赛，37个方向值得未来努力》，那篇文章列举了教育部认证的37项竞赛，其中绝大部分都是科学类。

这就是部分名单：

自从双减之后，孩子平日的学业负担减少了，他们也有更多的时间接触一些素质类项目的学习，其中尤其以科学类的素质教育最重要，而国家未来30年的主方向，也正是科技创新。因此从小提高孩子科学素养，无论是对孩子未来学习还是工作，都会受益无穷。

上次那篇文章发出去后，里面有一条留言感兴趣的读者特别多。

我一直在想谈谈科学素养这个话题，可是碍于这个主题太大，涉及的领域也太多。

正好国庆节审阅一套书，叫做《STEM儿童科学百科》，很多我想说的都能在这套书里找到答案！

因此，我今天会结合这套书谈谈：科学素养该如何启蒙和培养？

Part.2

按照教育部对中小学竞赛的定义，科学素养大概分为四类。

分别是：

第一类是机器人、人工智能和计算机。

包括中国青少年机器人竞赛、全国青少年人工智能创新挑战赛、全国青少年创意编程与智能设计大赛等等都属于这个范畴。

第二类是物理、化学、自然、生命等基础科学。

包括全国地理科普知识大赛、全国中学生生物奥赛等等都属于这个范畴。

第三类是发明创新。

包括青少年物联网创新创客大赛、明天小小科学家大赛、宋庆龄少年儿童发明奖等等都属于这个范畴。

第四类是天文、航天航空。

包括全国中学生天文知识大赛、全国青少年无人机大赛等等都属于这个范畴。

对于这些领域的科学素养培养，有两个要素：

• 第一点是理解原理

• 第二点是观察应用

就比如说以前带娃玩跷跷板，我就曾经给孩子讲背后的物理知识——杠杆，它本身包括三类。

第一类杠杆：支点位于动力点和阻力点之间。

第二类杠杆：阻力点位于支点和动力点之间。

第三类杠杆：动力点位于阻力点和支点之间。

上面讲的就是杠杆的知识原理。

可是光有原理还不够，还需要教会孩子了解应用。这样他们就能学会观察和分析，杠杆原理能运用在什么场合？或者某个设备里应用了什么物理原理？

就比如说看到挖掘机，这就是各种杠杆的综合型应用。

最近大家特别关心的发电也同样可以从原理和应用的角度跟孩子说。发电机是基础，它有自己的工作原理。

发电方式中的水利发电，需要用到水轮机。水流又是动力的来源。

这时候再跟孩子讲水电站的选址等现实问题，就好理解的多了。因为它对水流有要求。

这就是在理解原理的一基础上去观察应用。

Part.3

首先看第一类，机器人、人工智能和计算机。

《STEM儿童科学百科》有两本书与之对应，分别是机械篇和科技篇。

这部分涉及的知识点领域很多，主要包括三个方面。

1、关于基础架构方面，无论是机器人、人工智能都需要互联网通信

那么通信是啥？

它是基于什么原理传递信息？需要什么样的设备完成通信过程？

蓝牙、红外、卫星，这些已经是我们现在生活里最常见的通信方式了。

2、关于工业化应用方面，机器人、计算机的技术要在工业化4.0中得到应用

比如印刷机的印刷原理是啥？现实中大型印刷机是怎样的印刷流程？

用卡通图示来展示印刷机基本的工作原理，在现实领域可以看到现代技术下的印刷机已经到了什么样的水平。

3、关于基础理论方面，所有的应用都需要有基础理论中支撑

比如电动机的原理是啥？

它在人类生活中有什么应用？电动汽车，电动火车。

Part.4

其次看第二类，物理、化学、自然、生命等基础科学。

《STEM儿童科学百科》有四本书与之对应，是人体篇、地球篇、海洋篇和科学篇。

从三个方面介绍这些基础学科。

1、物理、化学、自然、生命的基础理论

基础学科一定离不开基础的理论知识。

比如，研究地球表层空间地理要素或者地理综合体空间分布规律、时间演变过程和区域特征。这些内容包括地球构造。

大陆板块变迁：

地质变化和各种各样的地理现象：地震、侵蚀、海洋等等。

比如火山是如何形成的？

地质年代是如何划分地球的历史？

研究海洋的自然现象、性质及其变化规律。比如为什么会出现潮汐？

海啸是如何发生的？海洋的内部构造是什么？

2、生命健康、脑科学、空天科技、深地深海等前沿领域

通过人体解剖学了解人体的八大系统及各个器官，以及人类的健康与疾病的关系，掌握生命健康知识。

对人体各个系统的解剖，了解人体这么多系统如何工作。包括人体的骨骼构成，人体是如何运动起来的？

目前前沿科学里面的脑科学，它基本构造是什么？每一块的作用是什么？

3、生命教育、人文情怀

通过科普对对孩子进行生命教育，引发他们对人类生命来思考。比如关于分娩的介绍。

Part.5

接着看第三类，发明创新。

《STEM儿童科学百科》有一本书与之对应，是发明篇。

这本书主要介绍两个方面的知识。

1、简明的发明史

看人类几千年时间轴上医学、建筑、航天、机械、交通、光学、气象、通信等领域中的重大发明成果。

刚才我们看通信领域有蓝牙、卫星等这些已经非常现代的通信方式，在这里你就能看到“原始的”通信方式是怎么一点一点发展出来的。

人为了计时，不断发明出越来越复杂的计时工具。

2、发明家的创新精神、科学精神，以及发明创新的意义

可以说人类的进步与文明都建立在发明之上。科学技术与社会文明之间存在着强大的互动关系。达芬奇常被人称道的是他的绘画，但是他一生在好多领域都有发明创造。直升机、降落伞、战争机器……

各种各样的家用电器，大大提升了我们的生活幸福感。看看这些家用电器的“鼻祖”们。

Part.6

最后看第四类，天文、航天航空。

《STEM儿童科学百科》有一本书与之对应，是太空篇。

这本书讲两方面。

1、天文学基础理论

天文学是人类探索宇宙、实现航空航天的基础。书中研究宇宙空间天体、宇宙的结构和发展。

像是宇宙是如何产生的，既讲了大爆炸的理知识论，又看到了探测宇宙爆炸的威尔金森微波各向异性探测器。

像是太阳系中包括了几大行星？天文中的“食”现象是什么？日食、月食分别是什么？

2、基础理论在航空航天上的应用

航空航天属于国家战略性新兴产业，这其中运用了多项新技术和新产品。

现在大家都非常关注的空间站、火箭发射。那空间站到底是怎么回事？国际空间站长什么样子？空间站可以用来进行哪些研究？新闻上报道的Space X又是什么？

小朋友对宇航员在太空的一切都很好奇，那么他们穿的宇航服的结构是什么样的？什么是太空行走？

孩子也会好奇我们为什么要到航天领域去研究呢？可以在外星生命的寻找中，理解航空航天领域科学研究的意义。

看我们目前在火星生命的研究上有什么进展？

Part.7

《STEM儿童科学百科》这套书，这里面的八个主题：科技、机械、地球、发明、太空、海洋、科学、人体正好都是科学素养培养最基础的几个方面。

海洋：海洋地质、海洋生物、海洋工程

地球：地质、天气与气候、海洋与河流

太空：天文学、航空航天知识

人体：八大人体系统、人体器官、健康卫生知识

科学：包括物理学（热学、光学、声学、电学、磁学）化学（化学反应、化学物质、化学实验）生物学（植物学、动物学、生态系统、能源）三类内容基本介绍

发明：医学、建筑、航天、机械、交通、光学、气象、通信等领域的重大发明

机械：生活中的各种电器、机器的原理、结构、理论知识和实际应用

这套书是新书，在京东刚上架，原价是288元。因为我正好文章里会引用这套书的内容，因此她们编辑问我能不能顺便帮忙宣传一下。

书在京东有，售价是128元，我算了一下，其实折扣还行的——4.4折。

不过我问了一下京东的老师，说帮忙宣传能不能有额外的优惠？

她们其实也挺喜欢这套书的，最后谈成的结果是，京东自己补贴10元，因此最后的价格是118元，大概是4.1折，不过只给我这个渠道的读者。

如果大家对科学素养这个主题感兴趣，相信这套书一定会有所启发！