科学故事 & 历史档案，一本让中学生发现“科学之美”的传奇书，一套让中学生爱上“数理化生地”的锦囊！

浙江教育出版社出品的《Happy Learning书系(初中版共5册)》以现行中学理科教材里的重要知识单元为主线。讲述了科学发现过程中许多生动有趣的科学故事，并配以大量珍贵精美的图片，不但可以让学生感受科学本身的深厚魅力，提升科学素养，还能从一个侧面巩固其课堂学习成果，激发学习兴趣，使学生“想看、爱看、看了有益”。

浙江教育出版社出品的《Happy Learning书系(初中版共5册)》这套书以现行中学理科教材中的重要知识单元为主线，讲述了科学发现过程中许多生动有趣的科学故事，并配以大量珍贵精美的图片，不但可以让学生感受科学本身的深厚魅力，提升科学素养，还能从一个侧面巩固其课堂学习成果，激发学习兴趣，使学生“想看、爱看、看了有益”。对于教师来说，这些与课堂知识紧密相关的素材可以作为课堂教学的有益补充，用来活跃课堂气氛，深化教学内容。书里还有部分内容，可以说是课本知识的延伸和拓展，对于一些学有余力的学生，这些内容还可以引导他们作进一步的学习。

《课堂上听不到的生物传奇(初中版)》

1 生命的秘密“材”知道

2 植物的营养是水吗

3 生理学革命的起点

4 人类思想史上最伟大的发现

5 伟大的遗传学革命

6 走近“科学王国最完美无缺的人”

7 与狗打交道的生理学家

8 生命起源的关键线索

9 以毒攻毒克天花

10 —粒灰尘引起的伟大发现

11 最可怕的幽灵

12 探究血型的秘密

13 最美丽的螺旋“楼梯”

14 驾车途中的奇想

15 你愿意克隆自己吗

16 胰岛素的是是非非

17 疯狂的幽门螺杆菌

18 疯牛病的来龙去脉

19 最邪恶的兔子

20 这都是基于对动物之爱

《课堂上听不到的地理传奇(初中版)》

1 地球的故事

2 地球的“遮阳伞”和“保温被”——大气圈

3 地壳的变化——岩石圈

4 不可或缺的生命之源——水圈

5 地图的历史

6 海陆的变迁

7 台风与火山喷发

8 洪水与干旱

9 中国的地理发现

10 世界地理大发现

11 当地理遇上政治——政治地理学

12 世界人种与三大宗教

13 有趣的地域文化

14 餐桌上的地理——经济地理学

15 无法忽视的人口问题

16 环境与可持续发展

17 信息时代的“地球村”——现代地理信息技术

《课堂上听不到的物理传奇(初中版)》

1 声音的秘密

在我们这个绮丽多姿的世界中，声音几乎是不可或缺的。刚刚呱呱坠地的婴儿，用响亮的啼声向世界宣告了一个新生命的到来。在日常交流中，我们使用最多的就是声音。关于声音，有许多有趣的故事。

2 乐音和噪声

和谐的声音让我们心旷神怡，刺耳的声音则让我们烦躁不已。那么，你知道什么样的琴弦才能发出最美妙的乐音吗？为我们揭开这个秘密的，是古希腊学者阿基米德的琴弦定律。

3 光的反射和折射

和声音一样，光是我们接触最多的物理现象之一。大家都知道，光在空气中是沿直线传播的，可是光在遇到水面、玻璃或者其他物体表面的时候，又会发生什么情况呢？墨子、亚里士多德、托勒密、开普勒、笛卡儿……许多科学家经过长期不懈的努力才最终揭开了这个秘密。

4 光的色散的发现

我们看到的太阳光是白色的，但它事实上却是由很多种不同颜色的光复合而成的。牛顿用自己磨制的三棱镜完成了一个著名的色散实验，彻底改变了人们对光的认识。

5 放大镜和望远镜

为了扩展人眼的观察能力，科学家们利用透镜，研制出了各种各样的光学仪器，不但造出了改善视力的放大镜，还制造出了能够放大遥远物体的望远镜，其中的种种故事，可谓妙趣横生。

6 显微镜的历程

望远镜能够让人看得很远，而显微镜则能够让人看到很小的物体。从光学显微镜到电子显微镜，人类探索微观世界的能力也在不断前进。

7 趣话浮力

我们都听说过“曹冲称象”的故事，可是为什么浮力定律的发现者是古希腊学者阿基米德呢？阿基米德又是如何在破解金皇冠疑案的过程中发现这个定律的呢？

8 大气和液体的压强

我们周围的大气会对处于其中的物体产生压强，液体则能够把加在它上面的压强传播出去。著名的马德堡半球实验和帕斯卡桶实验，向我们揭示了压强的奥秘。

9 杠杆的妙用

人是万物之灵。在历史学家看来，人和动物最根本的区别之一，就是人能够有意识地制造和使用工具。后来，工具又慢慢演变成了机械。杠杆是一种最简单的机械，但它的用处却非常大。发现杠杆原理的阿基米德就曾自豪地说：“假如给我一个支点，我就能撬动整个地球！”

10 长度与时间的测量

有人说：“测量是科学的基础。”没有测量得到的数据，现代科学就成了无源之水、无本之木。在所有的测量中，对长度和时间的测量是最重要、最基本的。

11 牛顿第一定律

我们都知道，物体在运动时会由于受到摩擦力的影响而最终停下来。可是，如果没有摩擦力，情况会如何呢？从亚里士多德到牛顿，许多学者对这个问题进行了深入的思考，最终导致了牛顿第一定律的发现。

12 重力和弹力

在形形色色的力中，重力和弹力是最常见的两种力，那么，重力的起源是什么？弹力的大小又跟什么因素有关系呢？下面我们就来讲一讲它们的故事。

13 物质的状态

人类对物质状态的认识有着漫长的历史，关于固态、液态、气态之间的状态变化，科学家都做了深入的研究，有许多有趣的故事。

14 温度计的演变

从300多年前伽利略发明世界上第一支温度计到现在，出现了形形色色的温度计，它们的原理、测量范围和特点都各不相同，但它们都为我们了解周围的世界做出了极大的贡献。

15 温标的变迁

要测量温度，首先要确定一个标准。可是，世界上现在居然有3种不同的标准在同时使用，有意思吧？著名作家海明威的一篇小说，将不同温标带给一个小孩子的困惑刻画得非常生动。

16 分子运动的奥秘

物质是由分子构成的。物质分子会永不停息地做无规则运动，从而呈现出一种奇特的布朗运动。布朗运动曾经让许多著名科学家困惑不已。1905年，在著名的“奇迹年”里，爱因斯坦为大家揭开了谜底。

17 热机的发展

人类的现代生活离不开各种热机。事实上，蒸汽机的出现是工业革命最大的推动力。法国科学家卡诺提出的卡诺原理是热机理论的基础。瓦特改进蒸汽机、奥托发明汽油机、狄塞耳发明柴油机……他们的功绩都将永载史册。

18 电和电流

人类从琥珀生电等现象中认识了电，但直到几千年后，富兰克林才用风筝实验，证明了天上的雷电和人工摩擦产生的电具有完全相同的性质。伏打电堆的发明，则让电走进了我们的日常生活。

19 磁是什么

大家都知道，吸铁石之所以能够吸铁，是因为它有磁性。那么，磁究竟是什么？这个看似简单的问题，科学家们却研究了上千年。利用磁现象，我国古人发明了指南针，为世界文明做出了巨大的贡献。

20 欧姆定律的提出

欧姆定律是电学的基本定律之一。它的表达式非常简单，但为了发现它，德国科学家欧姆费了很多心思，发明了不少新仪器。而且，这条定律是他在担任中学物理教师期间发现的！

21 直流电和交流电

大家都知道，我们家里所使用的电流都是交流电。可是，在19世纪末，人们使用的却是直流电。著名发明家爱迪生和电机工程师特斯拉关于直流电和交流电的争论，深刻地影响了人类社会的发展。

22 电话、电视和电脑

从能够传播声音的电话、能够传播图像的电视到可以传播各种信息的电脑，电的出现使人类的信息交流发生了质的飞跃。在当今的信息社会，它们的重要性无论怎么形容都不过分。

《课堂上听不到的化学传奇(初中版)》

从炼金术到化学

元素概念的产生

看不见的精灵

元素符号漫谈

破译化学的密码

点燃化学革命火种的氧气

普通而神秘的水

空气中的稀有气体

有趣的碳

化学变化和化学方程式

质量守恒定律

金属材料的变迁

用途广泛的非金属材料

形形色色的合成材料

DDT：环境保护法庭上的第一个被告

臭氧层空洞：人类自己捅破的保护伞

《课堂上听不到的数学传奇(初中版)》

1 数的出现

日常生活中，我们天天都会碰到数字。在小学，我们就开始接触0，1，2，3，…这些自然数了。可是你知道吗？从人类有计数的需要开始，到数字的出现，其间经历了一个极为漫长的过程。

2 进位制的发明

为了表示大数，人们产生了进位制的思想。古埃及人和古印度人采用十进制，但还没有数位的概念。两河流域的泥板书显示，古巴比伦人采用的是六十进制。中国是世界上第一个既采用十进制又使用位值制的国家，而且中国的八卦中也蕴含了二进制的思想。

3 超越直觉的指数

即使有了进位制，但要表示特别大的数字还是有些困难的。利用指数的概念，人们发明了科学计数法。不过，对于很多人来说，指数的含义却远远超越了他们的直觉。

4 负数和零

古人最早认识的数都是正整数，后来又认识了分数。随着数学的发展，才出现了负数和零的概念。它们的产生，使数的范围扩展到有理数。

5 从无理数到实数 1 数的出现

日常生活中，我们天天都会碰到数字。在小学，我们就开始接触0，1，2，3，…这些自然数了。可是你知道吗？从人类有计数的需要开始，到数字的出现，其间经历了一个极为漫长的过程。

2 进位制的发明

为了表示大数，人们产生了进位制的思想。古埃及人和古印度人采用十进制，但还没有数位的概念。两河流域的泥板书显示，古巴比伦人采用的是六十进制。中国是世界上第一个既采用十进制又使用位值制的国家，而且中国的八卦中也蕴含了二进制的思想。

3 超越直觉的指数

即使有了进位制，但要表示特别大的数字还是有些困难的。利用指数的概念，人们发明了科学计数法。不过，对于很多人来说，指数的含义却远远超越了他们的直觉。

4 负数和零

古人最早认识的数都是正整数，后来又认识了分数。随着数学的发展，才出现了负数和零的概念。它们的产生，使数的范围扩展到有理数。

5 从无理数到实数

有了有理数之后，是不是数的范围就到此为止了呢？答案当然是否定的。古希腊的一位数学家有一个令人惊讶的发现：边长为1的正方形的对角线的长度既不能用整数，也不能用分数表示！这个发现不但导致了无理数的诞生，更在当时的数学界掀起了一场巨大风波，史称“第一次数学危机”。直到2 000年后实数理论的建立，才让无理数在数学中真正扎下了根。

6 用字母代替数

数学是通往科学大门的钥匙，而字母则是数学的工具。我们一旦把抽象的字母和符号引入到数学之中，就摆脱了对具体数字的依赖，从而实现了数学抽象化历程中的又一次巨大飞跃。在今天看来，用字母代替数是一件司空见惯的事情，但在数学发展史上，这项工作却耗费了数学家相当长的时间。这个时间之长，也许远远超出了人们的想象！

7 代数与方程

我们在小学时就已经知道十进制、阿拉伯数字、零和一次方程，而几何证明则是中学数学的内容。就难度和深度来说，这是顺理成章的。不过耐人寻味的是，西方数学的发展史却恰好完全相反，方程的提出比几何证明晚了好多个世纪。

8 方程的近代史话

丢番图之后，特别是文艺复兴以来，代数与数论分离了，方程的求解成为代数学乃至全部数学的中心问题。直到19世纪，高斯、阿贝尔特别是伽罗瓦等人之后，代数学的巨轮才渐渐驶离方程这个航向。

9 圆周率的故事

圆周率π是我们最熟悉的数学常数之一。人们对它的认识也经历了很长的时间，在数千年的时间里，关于叮的故事有很多很多……

10 函数的历程

函数在自然科学里有着极其广泛的用途，对数学本身也十分重要。它的出现，是数学史上的一个转折点，标志着数学开始进入一个崭新的时期——变量数学时期。

11 尺规作图问题

古希腊人偏爱直尺和圆规，他们希望用尺规作出所有的图形。在此过程中，出现了著名的三大尺规作图问题。经过漫长的岁月，人们最后发现，这三大难题都是不可能实现的。

12 证法最多的定理

勾股定理是平面几何中最精彩、最著名和最有用的定理，关于它的故事有许许多多。中国古人早就提出了“勾三股四弦五”的说法；古希腊数学家毕达哥拉斯发现它后欣喜若狂，杀牛百头以示庆贺；“第一次数学危机”也由它引起。它有500多种不同的证明方法，是数学上证明方法最多的定理之一。

13 从《原本》谈起

欧几里得的《原本》是数学史上第一部用公理化思想建立起演绎体系的著作，对后世产生了巨大而深远的影响。中国明代的徐光启和利玛窦合译了该书的一部分，另外一部分过了200年才被译成中文。

14 从斐波那契数列到黄金分割

在数学史上，斐波那契数列和黄金分割是十分有名的。它们不但有丰富的数学含义，还有深厚的文化内涵。

15 旋转和对称

人类自古以来就对对称美推崇备至，对称的概念几乎已经运用到所有的科学领域。在所有的对称中，有两种是最基本、最重要的。下面就让我们来讲讲它们的故事吧。

16 测量世界(1)

几何学起源于古人对土地的丈量等活动。古埃及人在建造金字塔的过程中，使用了大量的几何学知识。中国古代的《墨经》中，讨论了很多几何概念和命题。古希腊人则奠定了古典几何学的基础。

17 测量世界(2)

三角学的出现，让人们获得了一种测量遥远距离的手段。就连宇宙的大小，我们现在也有机会去测量一下了。

18 三角函数的由来

我们都知道正弦、余弦等三角函数的名称，但事实上，三角学的概念远比函数出现得早。它起源于古希腊，目的是预测天体运行路线、推算日历等，在航海和地理中也会用到。在很长一段时间内，三角学几乎是天文学的一部分，直到16世纪，才变为数学的一个分支。

19 骰子里的大学问

我们都知道，赌博是一种恶习。不过，数学里的一门重要学科——概率论，却起源于赌场中的赌徒对胜负的计算。现在，它已被广泛应用于天气预报和保险业等各个方面。

20 平均数的意义

人们的生活离不开形形色色的数据，其中一部分是直接数据，靠测量或统计得到；另一部分是间接数据，通过对直接数据的计算得到。在间接数据中，我们经常用到的就是平均数，它是我们制订决策的好帮手。

拉马克的进化法则

古代关于生物进化思想的萌芽是建立在直观基础上的对自然界生命的朴素认识，这种认识是粗糙的、笼统的，没有定型，许多观点在今天看来甚至有些幼稚可笑。直到19世纪初，进化论才有了比较系统的表述。在这期间，提出生物进化理论的人很多，但是，第一个提出科学的进化理论并自成体系的，是法国生物学家拉马克。

拉马克生于法国北部的皮卡第，年轻时当过兵，后来由于健康原因退伍。不久，拉马克开始学习医学，并对植物学产生了浓厚兴趣。

拉马克生活的时代正值法国资产阶级大革命，社会比以前更为进步，学术思想比较自由，科学知识受到一定程度的重视。当时，法国科学院需要有人来讲授无脊椎动物学，但是没有物色到适当人选。无脊椎动物类群庞杂，没有人愿意承担其教学和科研任务。这时拉马克已经50岁了，然而，不服老的他毅然挑起了这副担子，开始向动物学进军。

拉马克在研究无脊椎动物时，不仅进行了分类工作，也观察了许多动物的习性。同时，他还细致地观察了许多无脊椎动物的化石，了解动物物种的演变过程。在对生物界广泛研究的基础上，拉马克积累了丰富的资料，于1809年发表了代表作《动物学哲学》，系统阐述了他的生物进化理论。

拉马克第一次向世人指出，有机界和无机界的一切变化都是根据自然界的规律发生的，而不是神干预的结果。在他的理论中，有两条著名的进化法则。一条是“用进废退”，即一切动物的任何器官如果经常使用，就会逐渐发达。反之，如果某一器官长期不用，就会逐渐退化，甚至消失；另一条是“获得性遗传”，即上述的变化是可以世代相传的，使生物逐渐发生演变。

拉马克用这两条法则解释食蚁兽的舌头为何能变成细长，以便用来粘舐蚂蚁；卧在海底的比目鱼的两眼为何能并列于身体同侧；食草动物的身体为何很笨重；食肉动物为何会有锐牙利爪。

对于长颈鹿的体型，拉马克也有专门的解释：“长颈鹿生活于非洲干旱地带，牧草稀少，它们势必以树叶充饥；为了达到这一目的，它们要持续用力伸高身体。久而久之，前肢就变得比后肢长了。它的颈部同时也长到了意外的长度。它只要昂起头，不必举起前足，头部已能达到6米之高。”

拉马克在试图科学地探索生物进化规律方面迈出了可喜的一步，开辟了解决物种起源问题的科学途径，但当时还远远没有掌握充分的材料来论证生物进化的规律，拉马克对物种起源的问题只能作出预言式的设想。对生物进化问题的完整回答，则要等到半个世纪后达尔文《物种起源》的发表。

从大自然之书中寻找证据

达尔文的故乡在英国塞文河畔一个叫什鲁斯伯里的小镇。他的祖父是当地一位有声望的医生，对进化论很有研究，曾经用独特的诗歌形式表达过自己关于生物进化的思想。达尔文的父亲也是一位造诣很深的名医，他的母亲则喜欢种植花卉。达尔文从小受到良好的家庭环境的熏陶，对周围生机盎然的大自然产生了浓厚的兴趣，他经常津津有味地观察蝴蝶、蜜蜂、蚂蚁等小虫子的生活习性，也酷爱旅行、打猎、钓鱼、捉小老鼠。他的小小卧室里摆满了他亲手搜集来的各种昆虫、植物、贝壳等生物标本，看上去像是一个小博物馆。

念完中学后，达尔文考人爱丁堡大学，不久又转学于剑桥大学神学院。但是，神学专业和牧师职位对达尔文并没有多大的吸引力，他把主要精力投入大自然的怀抱，热衷于博物学的研究。

1831年，刚跨出神学院大门的青年达尔文，在他的老师推荐下，以博物学者的身份登上了“贝格尔号”考察船，开始了漫长的环球考察旅行。“贝格尔号”载着年轻好学的达尔文横渡了大西洋，沿南美海岸航行了近两年，以后又经由加拉帕戈斯群岛横渡太平洋，到达澳大利亚和新几内亚海岸，继而横渡印度洋，到达非洲。在非洲绕行一年后，“贝格尔号”重返南美海岸，差不多周游了半个地球。

在航行途中，达尔文仔细研究了三大洲的地质、化石、火山和动植物，收集了大量的资料和标本。在南美红黏土沉积层中发现的动物化石，非常像南美现代的动物犰狳。达尔文在日记中写道：“我相信在同一洲内，已经绝迹的动物与现代的动物之间这一令人惊奇的共同点，总有一天由于另外一些事实，会使地面上有机体的发生与消灭的问题大白于世。”

达尔文来到美丽富饶的加拉帕戈斯群岛时发现，这里盛产海龟，每个小岛上的海龟形形色色。龟甲的颜色、厚度、拱形的大小都各不相同，脖子和腿也有长有短，但是，它们显然属于同一种类。达尔文琢磨着：海龟为什么不一样？上帝为什么不在各个岛上创造相同的海龟？

达尔文又怀着强烈的好奇心，考察了加拉帕戈斯群岛上的鸟类。群岛上共有13种鸟，彼此都有亲缘关系，但是，不同岛上的鸟都有各自的特征。有的嘴巴粗扁，有的嘴巴尖细，有的吃昆虫，有的吃种子。为什么这些小岛的鸟既相似又不完全相同呢？如果这些鸟也是上帝创造的，上帝为什么要这样创造呢？

达尔文这位神学院的毕业生拥抱了地球，疏远了上帝。经过五年的环球旅行，达尔文萌发了生物进化的思想：有生命的自然界是在不断变化的，一切生物都有自己产生、发展和衰亡的历史，现在世界上的所有生物都是古代一部分生物的后代，都是由它们进化而来的，而人则是从猿进化来的。

P28-31(《课堂上听不到的生物传奇(初中版)》)

每个人都喜欢听故事，尤其是青少年。《三国演义》里的三气周瑜、水淹七军，《水浒传》里的智取生辰纲、武松打虎，《西游记》里的大闹天宫、三打白骨精，这些内容生动、引入入胜的故事，连七八岁的孩童都能说得出来。中国传统文化里的很多东西，就是蕴含在这些故事里流传下来的。

其实，不止文学和历史中有故事，科学里也有很多有趣的故事。例如，阿基米德在洗澡时发现浮力定律，埃拉托色尼用日影测量地球大小以及拉瓦锡从燃烧现象里发现氧气，都是精彩曲折、脍炙人口的科学故事。这些科学故事让我们既能近距离地了解科学家，又能感受他们的科学智慧，领悟基本的科学方法，对于青少年提高科学素养、培养对科学的兴趣，更是有着其他手段难以达到的效果。

遗憾的是，这些科学故事在中学的课堂上却往往很少能够听到。现在，这套“Happy Leaming书系”的出版，也许可以稍稍弥补这一缺憾。这套书以现行中学理科教材中的重要知识单元为主线，讲述了科学发现过程中许多生动有趣的科学故事，并配以大量珍贵精美的图片，不但可以让学生感受科学本身的深厚魅力，提升科学素养，还能从一个侧面巩固其课堂学习成果，激发学习兴趣，使学生“想看、爱看、看了有益”。对于教师来说，这些与课堂知识紧密相关的素材可以作为课堂教学的有益补充，用来活跃课堂气氛，深化教学内容。书里还有部分内容，可以说是课本知识的延伸和拓展，对于一些学有余力的学生，这些内容还可以引导他们作进一步的学习。

近年来，我国的中小学都在推行素质教育。通过各种手段提高学生的学习兴趣，拓宽学生的知识面，培养学生的求知欲和探索精神，无疑是非常重要的。衷心希望这套“Happy Leaming书系”的出版，能够对此起到一定的促进作用。

中国科学院院士

中国科学院上海技术物理研究所研究员

华东师范大学信息学院院长

上海科普作协理事长 褚君浩