物理好好玩1-6：正確建構國小自然課程中最抽象、重要的物理觀念，給小學生的第一套傑出物理科學繪本套書

【物理好好玩】系列‧導讀１

楊世昌（臺北市中山區長春國小教師兼主任、臺北市國小自然科學輔導小組兼任輔導員）

　　《好玩的密度：能漂浮和不能漂浮的物體》

　　小學中年級自然課程開始學習「水的特性」這個重要概念。想進一步瞭解水的密度嗎？透過比較物體和水密度之間的關係，建立「密度才是影響能否在水面漂浮」的最重要概念。

　　地球表面2/3的面積被水覆蓋，如果不想被水阻礙，而能自由的在陸地上行動，除了搭飛機，就只能靠船來渡河、穿越海洋。一艘船載了很多人，仍可以自由在水面航行。不過，船上的乘客丟一顆小石頭到水裡，小石頭卻會下沉。如果把硬幣丟入水中，會沉下去，但是將寶特瓶裝入一些水增加重量，卻能浮在水面。

　　將一些物品丟入水中，有些能浮起來，有些卻會沉下去。進一步比較這些物品，大小、形狀和重量都不一樣，但比較重的不一定會沉下去，反過來說，輕的也不一定會浮起來，可見「重量」並非影響水中漂浮的關鍵因素。

　　那麼影響物體能否漂浮的主要原因是什麼呢？將一張鋁箔紙捏成鬆鬆的球狀，放進水中會漂浮起來，但如果將這團鋁箔再捏緊實之後，再放進水中，它就沉下去了。可見，物體緊密的程度，才是影響漂浮的主要關鍵，用科學術語來說就是「密度」。

　　密度對國小學生而言是個抽象的名詞，並不容易瞭解，在《好玩的密度：能漂浮和不能漂浮的物體》這個繪本中，作者用淺顯易懂的文字和精心繪製的圖畫，搭配許多生活中唾手可得的物品，有系統的導引孩子，認識抽象的密度概念，再透過比較物體和水密度之間的關係，建立「密度才是影響能否在水面漂浮」的最重要因素。

　　鋼的密度雖然是水的八倍，但為何做成一艘船之後，仍然能在水面航行？水的特性是國小中年級自然課程學習的重要概念，想進一步瞭解水的密度嗎？現在就請跟著本書作者，一起探索其中的奧祕。

　　《好玩的光波：折射和反射》

　　小學中年級的自然科學課程中，探討了與「光」有關的問題。光看得見、卻又摸不到，好像有、卻不是很具體存在。光波，是太陽的能量，以光線的形式傳送到地球。透過小實驗，將了解「光波以直線前進」「無法穿透不透明的物體」「反射與折射的原理」，光波特性的最重要概念。

　　每天清晨，隨著太陽的升起，陽光趕走了黑暗、照亮大地，讓我們看清楚四周環境，看似平常的「光」，有很多你可能不知道的祕密。

　　比如：一張開眼，我們就能看到光，但我們看到的陽光，其實是八分鐘前離開太陽的，這是因為地球和太陽距離非常遙遠的緣故。

　　還有，陽光是一種能量，可以被綠色植物吸收，用來製造供給植物生長所需的養分。植物被食用後，它的能量也跟著轉移給動物或人類，所以，太陽的能量以光線的形式傳送到地球，是所有生物主要能量來源。

　　此外，光看得見、又摸不到，好像有，卻不是很具體存在。究竟光到底是什麼？在國小中年級的自然科學課程中，也探討了與光有關的問題，比如：為什麼站在陽光下會出現影子？為什麼物體有各式各樣不同顏色？這個現象跟下雨後的彩虹有關嗎？為什麼直的吸管放入水中看起來像折斷了，取出後卻還是直的？鏡子可以反射光線，也可以看見自己的影像，這是什麼科學原理？

　　想知道以上問題的答案嗎？現在，請你好好閱讀《好玩的光波：折射和反射》這本書，一起解開「光」的神祕面貌。

　　《好玩的磁性：相吸或相斥》

　　小學中年級的自然課程中，開始探討「磁鐵的性質」：「磁鐵具有相互吸引或排斥的特性」、「磁鐵不用接觸就能產生磁力的作用」，了解透過磁鐵相吸或相斥的作用力，讓各種電器設備正常運作這件重要的事。

　　早在幾千年前，人類就懂得使用磁鐵來辨認方向。隨著科技不斷創新進步，磁鐵的應用也愈來愈廣泛，在許多3C產品中，如手機、電腦或平板中都可以找到它。現代人幾乎離不開3C，沒有磁鐵，這些物品就無法發揮正常功能，只是個空殼。由於它的重要性，小學中年級開始學習的自然科學課程中，就有一章的單元是探討磁鐵的性質。

　　磁鐵能被廣泛應用，是因為它具有許多與眾不同的特性。首先，如果磁鐵在自由旋轉的情況下，靜止時會固定指向南、北兩個方向，羅盤或指北針就是應用這個特性製作的工具，在沒有GPS的時代，指北針是人類旅行時重要工具。不知道你是否想過，為何指針會固定指向同樣方向呢？為何不是固定指向東西呢？

　　此外，磁鐵具有相互吸引或排斥的特性，且不用接觸就能產生磁力的作用，透過磁鐵相吸或相斥的作用力，各種電器設備才能正常運作。

　　磁鐵分為永久和電磁鐵兩大類，永久磁鐵的磁性一直存在，電磁鐵則是通電後才產生，除此之外，兩種磁鐵還有哪些差異呢？

　　本書以「磁鐵」為主題，介紹了各種和磁鐵有關的知識，你也可以一邊閱讀，一邊照著書中介紹的內容親自做做看，對深入探討磁鐵科學原理有很大幫助喔！心動了嗎，現在就請你打開書本，跟著作者一起探索磁鐵的奧妙。

　　《好玩的機器原理：輪子、槓桿、滑輪》

　　小學高年級的自然課程中，學習「簡單機械的科學原理」，比如「斜面」、「輪子與輪軸」、「槓桿」、「滑輪」等利用科學原理將簡單的機器應用在生活當中，原本抽象難懂的機械原理概念，變得淺顯易懂，易於了解。

　　人類雖有萬能的雙手，但力氣有限，搬不起太重的物品。聰明的我們懂得應用科學來解決問題，向是使用平緩的「斜面」，可以輕易的將比身體重許多的物品搬上高處。相同的原理也運用在無障礙坡道上，在不需他人幫助的情況下，使用輪椅的人也可以順利上下。斜面的原理，也運用在山區的道路上，讓開車上山更容易。

　　刀子和剪刀是經常使用的工具，仔細觀察它們的外型，刀片前端窄、後端寬，是兩片斜面的組合。具有這種特徵的簡單機械稱為「楔子」，這個特徵可將往下力量轉為橫向，讓物品分開。

　　人類祖先千年前就懂得將物體與地面的接觸面由平面改為圓形，大幅減少了摩擦力，並進一步將兩個大小的圓組合起來成為「輪軸」，做成馬車的輪子，常見的水龍頭和方向盤也是輪軸的應用。

　　人類跑不快也不能飛，跟很多動物比起來力氣也不大，為了解決生活上遇到的各種問題，累積了很多像是楔子、輪軸或斜面等科學知識，隨著科技進步，更多運用簡單機械原理的工具被發明和使用。

　　簡單機械應用的科學原理其實一點都不簡單，想進一步瞭解它嗎？在《好玩的機器原理：輪子、槓桿、滑輪》這本書中，精心繪製的圖畫搭配適當的文字說明，原本抽象難懂的機械原理變得淺顯易懂，閱讀這本書對學習六年級自然相同的單元幫助不小喔！現在，就請你打開書本，跟著作者一起進入簡單機械的神奇世界。

【物理好好玩】系列‧導讀２

物理課可以這麼有趣，一起動手做做看吧！
張東君（科普作家、譯者）

　　很多人只要聽到「物理」（及數學、化學等等各種「科學」知識）都會有先入為主的觀念，以為它們很難而退避三舍，何況「以後也不會用到」。其實在我們的生活中的各種現象、用品、活動，全部都是科學理論在生活中的應用。

　　我就讀的動物系，隸屬於理學院，物理課是必修課程，不過我沒跟系上同學一起上課，而是跟小我三個月的表弟一起上他們牙醫系的物理課。當時的物理老師特別挑了一本適合他們用的物理課本，那本課本裡舉出的例子、列出的練習題，絕大部分都是以動物為例。比如：流速的計算，以水往下流的速度、鮭魚迴游時往上流游的速度，再讓我們計算「魚梯」該設多寬。關於槓桿的課程，是用鱷魚及各種動物的顎部構造，說明骨骼的結構與咬合力之間的關係，非常實用而有趣，完全顛覆同學們對物理課枯燥無味的印象。當我到京都去念書的時候，還特地把我非常喜歡的那本物理課本，扛去當睡前讀物，回台灣時又再帶回來，現在也還在我的書架上呢！

　　【物理好好玩】系列的四本物理繪本，用非常簡易的文字與清新的圖畫解釋基礎的物理，讓我們可以邊看書、邊操作，邊玩邊學。我媽媽說，我考小學時的考題中，有一題問到，隔著玻璃的上下兩塊磁鐵，如果移動下方的磁鐵，能不能讓上面那塊磁鐵移動呢？這個答案，會在《好玩的磁性：相吸或相斥》這本書裡得到解答。如果你曾經有泡澡、游泳、搭船的經驗，就會知道這些活動跟「浮力」很有關。更不用說，如果沒有「光波」，我們根本無法視物。如果沒有槓桿、滑輪等等裝置，在工作的時候，則會非常吃力。而這只是一小部分的例子。

　　讀完【物理好好玩】這四本書，小讀者們不但會發現物理課多麼有趣而重要，也一定會想要一起動手做做看！