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Part 1
前段时间,我去清华开会,顺便参观了清华科学博物馆。

那里展览的一切让我特别震撼,跟外面的博物馆完全不同,清华的博物馆展出了中国人从无到有的科技奋斗史。

还有一个展馆专门陈列了世界科技史,讲述了人类如何一步步实现科技创新的过程。

那次展览给我的印象很深,在问起为什么举办这样的展览时,清华的老师跟我讲了一句话:
其实又何止清华学子,跳进历史的海洋,领略人类的创新,见证古人的智慧,这对建立孩子们的大格局、树立人生观都很有意义!
因此这周我给孩子们找了两本关于科技史的书,都是适合8岁以上孩子阅读。


一本书是《DK科学大百科》。这本书列出了从史前到现在人类整个的科学发展史,科技从萌芽,到现如今飞速的进步,给整个世界和人类社会带来巨大变化。
另外一本是《中国科技史》。让孩子看看咱们中国人从古到今的创新过程,在科技的演化和进步中,看到属于中国古人的智慧,我们整个国家的发展。
这两本对照着看特别有意思,孩子们会发现:
西方的科学更着重于物理、生物、化学、医学、生理学;
而中国的科学更着重于农业、种植、造船等等,读完后孩子不仅对科学有更多的认知,还会对历史有更多的理解,这样他们将来写作也会有更多的素材。
Part 2
首先推荐的是这本《DK科学大百科》,这本我曾买过原版给儿子读。
这是儿子看的那本:

它讲述了物理、化学、生物、医疗、天文等基础学科的发展历程,课本里学到的很多知识点,在这里都能找到起源和发明的原因。看完后,孩子会有一种恍然大悟的感觉,“啊,原来这些科技是这样发明的啊!”,从而对基础知识点也会有更多的认知。
一本书足足500页,都已经5、6斤了!

我也见过讲科技发展、人类发明等的书籍。但是这本书时间跨度之长,内容体量之大,知识体系之全面,还是深深的震撼了我。
1
最广的科学史时间跨度
这可以说是市面上时间跨度最久的一本科学史百科书了。覆盖整个人类历史,从古到今,从史前到现在。
书里一共有5大章:
1、科学的曙光:史前至1500年
2、文艺复兴和启蒙运动:1500 — 1700年
3、工业革命:1700 — 1890年
4、原子时代:1890 — 1970年
5、信息时代:始于1970年


我以第一章为例,展示一下这本书的框架。
1
科学技术发展总览
在每一章的最开始,都言简意赅的概括了该时期科学的发展状况。从史前到1500年这个时期内,人类慢慢发展出了各种古文明,这些大家都知道。而科学的曙光也就此开始。

我们停下来想一想,你觉得人类在这段时间能发展出什么样的科学来呢?看了这本书,你真的不得不感叹人类的伟大和科学发展的进步。
在总览之后就有一张该时期内关键的科学技术发展时间轴,里面列举了大量的科技事件。

你看,在公元前14000年的时候,日本做出了最早的陶器。而到了约1440年,西欧的第1台印刷机都已经制作出来了。

就这么1万多年,人就从陶器制造,做到了机器制造,真是不可思议。
2
按学科讲述科技发展
当我们了解了这个时期科学整体的发展状况之后,就开始逐个解剖当时的科学。一个小节讲一个学科。但是它的学科分类并不是按照我们常见的物理、化学、生物这样笼统地来分,而是根据时期的不同,科学地分类。
就拿举例的第1个时期来说,第一个讲的是“火”。最开始是没有科学概念的,人类最早的科技,只是先掌握了火的技术。人类开始学会钻木取火、学会用火来烧制陶器、用火来烹饪。

这一章讲了火、早期的金属加工、古代计数,希腊数学、炼金术等等。

每一个学科讲的都非常的细致,就拿古代天文学家这一节来说。它既写了很多当时的天文学家发现的各种各样的天文知识,像注意到了月亮的重要性啊,寻找到了时间的模式啊,或者用太阳做时钟等。

再搭配DK书一贯的高品质图片和精美的排版,在收获知识的同时,阅读也变成一种令人无比享受的视觉盛宴。
有各种珍贵的文物图像,这张是古埃及的历法图——世界上最古老的天文图像。

在中国敦煌发现的北极星空的星图。

高清大图到处都是,知识参照性极强。这是令人心识的北极星图

已经可以用来计算时间或者推算行星位置的星盘,还配有结构介绍。

而当科学慢慢发展,它的分类就越来越向我们现在所认识的科学分类靠拢。比如说到了工业革命时期,就出现了电流、电磁学、能量守恒、热力学定律、太阳系等等。

这些定律、概念我们至今仍然在学习和使用。

Part 3
这套书的广度除了体现在时间上,学科覆盖的范围之广也是市面上科学书少见的。而且由于它是按发展历史来说的,内容就更丰富一些。
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超全的科学学科
物理,生物,医药,人体、天文、地理、化学……只要你能想到的跟科学有关内容,这本书里都有。
物理上必学的牛顿运动定律,应用领域涉及航天、武器。

测算出地球年龄,跟岩石、化石等地理研究发展相关。但是在测算地球年龄过程中,起关键作用的是物理学的进步。是不是很有意思?

医学科学中,疫苗接种对人类健康产生了巨大的影响,那他到底是怎么被开发出来的?疫苗是怎么起作用的?

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用发展的眼光看待每个学科
我自己是理工科出身,理科是我的强项。我有问过很多理科学不下去,甚至是讨厌理科的孩子:为什么?
其中有一个比较容易忽视的原因是:他们觉得这些东西跟自己无关,打从心里就不知道为什么要学。那些公式也好,定理也好,甚至知识的本身,对他们来说只是一种“折磨”,要背要记要算。
但是这本书做的非常好的一点,就是能带着孩子用发展的眼光去看待让他们觉得无比复杂,无比艰深的学科。
既看到这些科学的价值,也为了以后自身的发展考虑。
就拿数学来说,不少孩子学起来头疼,但是它真的是非常非常重要的基础学科。
数学里最最基础的记数,它是伴随着人类文明的开始而开始的。最开始有各种各样的符号,再经过不断的发展,开始出现我们沿用至今的各种数字符号,像罗马数字,阿拉伯数字等。

书里有不少人文知识,历史趣闻。特别是一些非常重要的人物都有单独的篇章来介绍,将人文知识和科学知识打通。这也是科学通识教育重要的一点。
毕达哥拉斯的专题介绍页面,有他的生平介绍、毕达哥拉斯学派、他发现的毕达哥拉斯定理(勾股定理)……

更有数学和音乐的关系:“数是音乐和谐的基础”。你想过音阶和数学的关系吗?如果你是一个爱音乐的人,知道了这些,你还会讨厌数学吗?

能看到作为当代数学基础的古希腊数学思想,那些先贤大家发现的公理、概念,如何对后世其他学科的发展产生影响。

运算方法变得越来越有效,人开始发明出算盘、骨筹等各种辅助工具来简化计算,满满的智慧。

而越往后,数学发展的越深越细,坐标、概率和统计等等……这才慢慢有了我们现在学的数学这么一个体系。

Part 4
孩子在小的时候学科知识都是分类学的,物理课我们学物理知识,化学课我们收获化学知识。但是越往上读,特别是进了大学以后,学科的交叉相信读过大学的人都深有体会。
这也是科学上面的通识教育、提升科学素养的关键。科学的学习和认识,不再是单一学科的探究和学科间的割裂,而是一个整体认识和发展。
而这本书的系统完整性和多学科的融合,特别打动我。
书里特别有一个小设计,叫“回顾”、“展望”。就靠它,把相关的知识都串了起来,就像看连续剧一样。
像这一页讲的是水能和风能。主要围绕他们的获取、理论原理、一些具体的设备装置等等。

而在回顾的部分,重点介绍了水能早期的利用:灌溉、阿基米德螺旋泵。而在知识关联部分着重关联了三个主题的知识。最早轮子的演化

简单机械

齿轮传动装置如何工作。

孩子去看这些,能更好地理解本页所涉及的原理、装置的产生和制造。
而在进展的部分,更突出了目前水能和风能的现代应用:风力涡轮机、海浪和潮汐能、水力发电等。

而这些现代应用的实现又离不开工业革命中重要的发明创造。如蒸汽动力的运用,蒸汽机的发明,还有发电。

并且他还关联了一个很特别的点,全球变暖。

再看现在人都很关心的医学。
从“早期的内科和外科”开始

再见“文艺复兴时期的内科和外科”,就能通过相关的回顾和展望,看到这段历史时期内医学发展史,与医学相关连的生命科学史。

再往后,我们有了更安全的手术

研究疾病的传播

发现细菌和病毒,搞明白它们是怎么回事

研究人体自然防御

免疫和疫苗接种

药物关联的内容,讲述重要的青霉素如何发现

目前疾病的挑战

所有这些都是环环相扣的医学发展史。同时,又将与医学相关联的生物学、遗传学等交叉领域做了融会贯通。
Part 5
跟学习相关的内容自然是少不了的,帮助孩子延展所学知识。
理科相关的,像是物理,这是八年级物理教科书的部分目录。

这些内容《DK科学大百科》都涉及到了。机械运动讲速度、速率

声现象里面讲声音的本性


有的知识有更深更多的延展。像物质的状态,除了教科书里面讲的三种状态以外,还有物质的第四态,包括固体的硬度,液体流动性和湿度、星云状物质等等。


书后面的附录也很实用。涵盖了计量、天文和空间科学、地球科学、生物学、化学、物理学、数学方面大量的基础知识和数据,包括大量的表格、相关地图和实例、定律和公式的说明等,图文对照,简介明了,方便检索。

物理学有8页的附录,里面有各种各样的公式定律。很多都配了图片,理解记忆都更直观更方便。像刚才讲到的速度和速率,这里就有公式。

各种定律、数字、概念。


高清的大图,也能更好地帮助孩子理解所学知识。像是神经系统的解剖图,将这部分需要掌握的结构和知识展示的无比清晰。

Part 6

上面那本书带我们领略了全球的科技发展史,这本书带我们去感受中国的科技。
咱们回想一下自己学的那些物理、化学……是不是有一种感觉:几乎看不到中国的影子。好多人估计除了知道四大发明这些非常著名的,都想不起来有什么了。
我收到这本书的时候也一样是满头的问号……但是当我翻开它,越往后看,越喜欢。
它的确值得每个中国孩子读一读。
“少年强,则国强” 梁启超先生的这句话我一直记着,后来我做公号,做教育也少不了它的激励。
今天的中国比历史上任何时期都更加重视科学。科教兴国是我们的国家战略。而科学教育不光是说要学好物理、化学那些学科,更容易普及的通识教育反而常被忽略。
目前讲述科技发展史的图书,特别是给孩子图书,极少涉及中国的科技发展史。现代科学总感觉跟中国没有什么关系,但其实中国从古至今也有很扎实的科学技术,甚至一度是领先的。
最早的小孔成像实验是春秋战国时期的墨子做的。但是当我们学实验的物理原理时,有多少人还能记得这个呢?

这本书给了我很大的冲击,因为我从来没有这么系统的去了解过我们中国的科技。在书里我看到了我们中国科技从无到有一点点的发展,看到了它曾经那么的辉煌,也看到了它让人痛心的,衰落。
而且科技的发展和社会的发展,朝代更替有着密不可分的关系。这本书除了是科技史的梳理,更能在书中透过科技的眼睛,去理解那些朝代更替的原因。更有着一般历史书或语文书上面甚少提及的细节内容。
看的是科技史,也是中国史。重温过去的辉煌,更留下了深刻的反思。
Part 7
原来中国古代的科技发展出了如此复杂的系统,并且科技推着历史在往前走。我看到的是科技发展史,更是中国的发展史。
这是我读完书的第一个感受。
1
6个阶段
书的前半部分把中国古代科技的发展分成了6个阶段:
1、农业革命
2、奠基中国
3、繁华的大熔炉
4、古代科技高峰
5、大航海时代的世界工厂
6、古今巨变

中国的科技发展真的是太有中国的特色了。我们是农耕文明,在原始社会到春秋战国时期就产生了农业革命,基本完成了农业科技的积累。
科技伴随着历史,从先秦到清朝,一路发展。

2
开篇综述:了解即将发生什么
在每一章的开头都有针对这个历史时期的一个综述。除了讲科技的发展,还有制度、文化、思想相关的重大进程。
在第一章的先秦时期,综述的主题是“农业革命和治水民族”。他分两块讲解了人类历史上第一次重大变革(农业革命)如何产生,解释了中华文明为什么被称为治水文明。同时将眼光对准了世界,看其他文明此时如何。

3
图解科技史
接下来就是具体介绍各种科技的具体发展状况。里面采用了大量的白描绘图和文物照片,将科技史图解。
1
手绘+照片,讲技术,看文物
书里讲解某一种技术,从两个角度完成:
用彩绘还原技术的现场,
用文物照片展示科技的成果
比如青铜器的铸造,造就了“青铜时代”的辉煌。那么大跨页的手绘,将想象的商周时期的青铜器作坊图解复原,再配合简洁的文字说明,孩子可以很快了解这门古老的铸造工艺。
青铜技术所做出来的东西,那就这些青铜器文物了

这本书里面有很多很多的文物照片。除了这种穿插在彩绘里面的,还有单独的文物图鉴。
像第一章就专门展出了商周早期的青铜器具图鉴,有商代的,西周的,战国的。

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技术发展和产生的影响
科技发展和历史发展是交织的,这一点在这本书里面特别明显。
比如第一章,在青铜时代的奴隶制社会,农业开始发展,产生了井田制。但是伴随着冶炼技术提升,大量铁器和耕牛开始作用于农业生产,井田制就开始瓦解,使得周朝的奴隶制也开始瓦解。从而开启了各国的体制改革,迎来了百家争鸣的时代。

历史要是学到这一段,理顺这个关系就能轻松记住。

而到了百家争鸣的时期,数学天文学,医学,军事、水利工程、地理学,植物分类学都开始产生和发展。

看数学和天文学的发展和成果,就能明白为什么后来的王朝都特别注重立法对农业的指导意义。

圭表长什么样,原理是什么,一张图就看明白了。

而军事科技的进步,使得战争规模不断扩大,又使得大一统成为了可能。

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科学家图鉴和结语
每一章的最后都按照时间轴的顺序,列出了这个时期著名的科学家,介绍他们重大贡献。结语则是对这个时代进行整体的技术总结,还加入了有制度的变化,未来的走向。承上启下。
第一章在先秦时期结束,这个阶段农耕文明形成,金属冶炼,医学,建筑,军事等有了划时代的进步。生产力释放,我们要开始迈向大一统文明了。

随后第二章“奠基中国”,就要讲大一统了,是秦汉时代。

经过两代的努力,中国作为一个统一的大国,从精神到肉体都奠基完成。

你看,各种科技在进步和发展,伴随着的就是朝代的更替,制度的变迁。科技在推动着历史往前发展,既是一本科技史,又是一本中国史。
Part 8
既然讲科技史,那么系统完整的科技发展整理是少不了的。书的后半部分把6种古代科技进行了系统性的整理。
把这些内容分成了5章:
农学、中医学、天文学和数学、
陶瓷技术和纺织技术

中国的科学技术一度是领先的,在这些章节里可以真真切切的体会到中国古代科技文明的辉煌。
每一类科学技术也都按综述、详细的发展过程和结语3个阶段完成讲解。
比如我们文明世界的陶瓷技术。制作兵马俑时采用“塑模结合法”,这种工艺我们今天仍然在使用,足见我们技术的强大。

在综述里,不仅介绍了制陶技术制瓷技术。也从精湛的制瓷技术,解释了为什么中国古代科技综合能力是领先的。以及古代陶瓷技术的发展,到现在的应用。

有陶瓷发展的简史

即使只看看这些文物照片,也能体会到陶瓷技术越来越精湛。

用跨页的大图,清晰展示清朝流传下来的瓷器生产流程。

釉的技术和类别知识科普

最后是结语。总结这门技术产生的影响,更多的历史细节。在陶瓷的这门技术里,看到中国古代的创造力,古代工匠勤奋精准和善于创新的匠人精神。

Part 9
时刻反思,是这本书非常特别的一点。
既不否认中国古代科技辉煌和伟大的成就,同样,深刻反思为什么我们没能发展起近代的科学。
比如说跟现代科学的发展差异,我们的科技都是实用性的,而现代科学的理念很多都是基于“无用”。

说起数学,我们受益于外国那些伟大的数学家们。但看到这本书里写着:
“宋元时期中国古代数学的巅峰期”、“尽管宋元时期数学取得了很高成就,但并没有受到重视,以至于前代数学成就失传。”
真的是扼腕痛惜。

即便在农业上,也在不断地反思。为什么我们没能从农业为本的国家转变成工业强国?

刚才我们说科技在推动历史的发展,反过来历史的发展也在影响科技。
明朝开始引进西方现代的科学技术,但是随着明朝的灭亡,却给科技发展带来了大损失。


还有清末那段近代屈辱历史的开始。西方用坚船利炮轰开了中国的大门,可他们本来到中国来都是带着使团,带着礼物来访华的,最终却变成了战争。为什么?
这本书从科技的角度解释了这些国家对中国态度的转折。乾隆时期,英国来访的马嘎尔尼使团来访,结果这趟访华,他们的那些先进科技的礼物,乾隆皇帝根本不受触动。马嘎尔尼一面很失望,一面也认识到,清朝就像“一艘破烂不堪的头等战舰” ,要击败它并不难。

还有那本在在世界上被广泛传播的“科技百科全书”《天工开物》,这是我们中国的科学家宋应星写的,结果却在中国失传了。实在太可惜!

Part 10
独特的科技角度,也给孩子的学习打开了另一种思路。
像语文里,三年级有篇课文讲《清明上河图》的,课后有个题,请孩子结合课文内容和图画,向别人介绍《清明上河图》。

如果孩子有课外的知识,可以从它的产生背景啦,作者等这些方面去延展。想不想试试从科技的角度去介绍一下呢?

这本书选取了《清明上河图》中的四个生活场景,从画面细节分析了当时的医学、数学、马具、桥梁、船舶的发展水平,提供了一种从科技的角度看名画的全新视角。


还有一些比较深刻的道理揭示。五年级的语文有一篇课文《圆明园的毁灭》

这本书也有圆明园,但是它揭示了当时清朝一个非常深刻的“文明内卷化现象”。由于人口增加,清朝的人力可比机械便宜多了。这就是人口增加导致的所谓文明内卷化。

清朝的文明内卷化现象是指国家长期陷入低水平的运转中,没有任何突破性发展的机会,创新从内部枯竭了。
Part 11
随书还有一个1.6米长的长卷,将中国古代科技史上的重要人物、事件、发明按照时间轴一一呈现。

这幅长卷以北宋名画《千里江山图》为背景进行创作,从左至右对应了书中的中国古代科技时间线,展示以四大发明为代表的近40项有代表性的科技成就。

另外配合长卷,还有增强现实AR技术。
这本书算是国内首次尝试用新技术还原古代科技发明,满满的科技感。很多孩子喜欢的立体模型、动态演示图,都会动起来。
像这个水运仪象台是北宋时期苏颂、韩公廉等人发明制造的大型自动化天文仪器,可用于天文观测、天体运动演示、计时和报时,书中对其内部结构进行了透视图解。

App动画对其动力原理进行了直观的动画演示。
像指南车,指南车上有一个小木人,不论车子如何转动,小木人的手臂都会指向南方。是不是很神奇?

这种奇妙的效果并不依靠磁铁,而是归功于车子内部精巧的齿轮组——差动齿轮。APP里可以清楚看到齿轮的结构,怎么工作的。

水磨坊中的水轮、水碓、水磨工作原理图:展示古人如何利用水力完成稻谷的脱壳和研磨,把稻谷加工成大米。

只要在手机中下载并安装“大开眼界”app中的“科技史”程序,再扫描书中的长卷,就能使用了。看这个操作视频就明白啦!
系统要求:
App与下列操作系统兼容:
苹果手机须使用iOS 11.0以上版本,包括iPhone 6s以上版本
安卓手机须配备前置和后置摄像头,使用安卓系统8.0以上版本
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