中学数理化知识拓展

编者的话

编者的话

Bian Zhe　De Hua

我们的国家正处在历史上最好的发展时期，无论从文化、经济的发展，还是从科学、技术的发展来看，都已经奠定了良好的基础，形成了宽松的环境并展现出诱人的前景。教育工作者担负着为国家和民族培养未来人才的重任，在这样的形势下，应该对更为长远的事业有所思考和作为。

一个国家和民族的绵延发展要靠实力，实力包括硬实力和软实力。文化，包括哲学、数学和科学、技术在内，是国家软实力的重要构成部分之一，也是发展硬实力的无形资源。国家实力需要长时期的积累，不可能在很短的时间内有大起大落。教育，特别是初等教育，在提高国家实力的平均水平和提高国民素质的过程中有重要作用，教育效果的大滞后特点与国家实力建设的滞后特点是相一致的。因此，教育要发挥自身的一切功能，为国家和民族的发展强盛造就和储备未来人才。这就要求不仅仅依靠课堂上的教育方式，还要开发各种形式的教育环境和模式，课外活动和课外读书就是一种重要的教育承载形式。课外、课内只是空间和时间不同，不能说课内绝对重要，课外是一种补充或可有可无而忽视之。

从目前学生课外阅读的现状来看，社会各方所提供的、流通于世的面对中学生的各类课外读物，虽然品种繁多，但却大同小异，基本上是与课本知识相结合，偏重于复习、应考、趣味、竞赛、消遣等方面。这类书不但书店里琳琅满目，更充盈于学生的家庭书架。在很大程度上，这类读物就是一种课内教学的重叠或重复，不但不能起到应有的或预期的作用，反而可能限制了中学生的智力成长并造成一种重复学习的不良习惯，同时造成了人一生有限生命的极大浪费。

目前，结合着课本知识层次，纯粹以知识的深层次思考、启智、开拓、奠定进一步发展基础的课外读物很缺乏。社会实情是，学生本人和家长对子女都有继续读书、成功成才的企盼，但课堂教学尚不能完全满足这一要求，相应的课外读物亦不易觅得。面对中学生读物的现状，要想突破课本内容的单一形式又不脱离中学教学的整体要求，就应当有新的思路和做法。

我们编写出版《中学数理化知识拓展丛书》的目的，就是想以初级中学数学、物理和化学知识为基础，从数学、物理和化学知识的整体框架出发，介绍学科基本概念、内容精要、逻辑论证、问题的发现和提出、知识和学科发展的历程及展望，适当地拓展中学生的知识广度和深度，激发读者的兴趣，引导他们发现自己的特长和潜质。同时也兼顾各类题目（各类试题）的解题方法、解题的灵感，关注各类具体（实际）问题的分析、应用等。丛书不是简单地重复课堂教学或单纯为了应试，而是因为我们认为这些内容是中学生必须掌握的，是学会科学地学习和读书不可缺少的。

所谓“中学数理化知识拓展”，是指本套丛书的定位在于知识的广延联系和深层次的解析，而不局限在表面的理解、单一的知识点和简单的应用。拓展，不仅仅是掌握一个一个的知识点、认识它的特点或区别于其他知识点的特征，还要在全部概念、术语和结论、方法等层面上，依据严密的逻辑建立它们之间的联系，以形成完整的知识体系。这里暗含着概念要准确、严谨，也指明理解和运用概念等知识要深刻正确，不可随意扩大至“外延”层面上，导致概念串门（偷换概念）现象的发生。

本丛书内容建立在中学知识的基点上，深入讨论适当超出课本知识范围但不超出中学生智力范围的知识。强调学科的演进发展、整体性和各类知识的相互联系，强化各学科的相通性，不严格区别各学科的界限。多角度、多层次地探讨知识，尽力营造面对面讨论、交流的氛围，尽量做到语言规范、睿智、活泼。

丛书从基调上来说，是结合中学数学、物理和化学知识点，涵盖各学科的常识、科学方法、科学发现过程和学科发展等内容的图书。中学知识，如果仅从概念、知识点孤立地来学习，或者简单地按次序引申概念，则知识是独立的甚至是凌乱的。只有从较高的层面上看课本知识，才能得到所学知识的精华并把握和运用。本丛书既重视独立概念的准确涵义，又强调概念的体系结构，将中学的数学、物理和化学知识从整体上来认识和理解。既有基本知识的总结、归纳和学科整体知识结构的讨论，也有综合分析与应用知识的讨论，以期全面把握学科知识内涵。此外，也合情合理地包括适量的与测试（考试、竞赛等）有关的知识点和解决问题的技巧、方法的讨论，并适当涉及实践操作内容（实验、观察及其结果的分析处理等），以尽量适用于更多的中学生读者以及愿意学习数学、物理和化学基本知识而非在校读书的读者。

就某类知识来说，科普的对象应当是需要这方面知识的人，而不是以文化程度决定科普的对象。事实上，即使是某个学科的专家，也可能是另外某个学科的“知识盲”。这套丛书虽然是面对中学知识水平读者的，实际上应当有更广泛的读者群。

因此，本套丛书的读者对象应当是具有这样读书意愿的读者：了解并把握数学、物理和化学各方面基本的和深入的知识，学会更好地解答各类题目，了解科学知识形成的来龙去脉，希望更好地运用这些知识去从事科学研究和其他各种工作。例如好学上进的中学生和教师、家长，即将参加各种涉及中学数学、物理和化学知识的检查、考试者，熟悉其他学科知识的专家、学者和工程技术人员。

希望优秀的学生可以由此更好地理解自然科学，中等的学生能从中受到启发，参加竞赛和课外活动的学生能从中得到启示，其他学科领域的各类人士能较系统地了解数学、物理和化学常识与科学内涵，希望所有该丛书的读者能学习到科学思考和研究的方法，或让他们了解到可以从另一种角度看待他们学过的科学知识。

编者为这套丛书设定的目标，是通过阅读此套丛书，可以更深入、广泛地理解知识和科学理念，了解各学科之间的相通性和联系，产生一种主导思想，掌握一定的研究、解决问题的能力，在面对其他学科的问题时可以灵活地借用一些原理或方法。当然，对于中学生来说，通过该丛书的阅读学习，也会加深对课本知识的理解，提高分析、解决问题的能力，有助于提高参加各类测试和竞赛的成绩。

考虑到中学生的特点，他们对语言特别是严谨的科学语言，理解起来有一定困难，丛书行文注意运用生活化的语言，但又不失其科学的严谨性，目的在于培养缜密的思维和严谨的作风。同时配合若干生动活泼的图表，以方便阅读。

本丛书适当扩大知识范围，但不超出中学生理解的能力，以便帮助读者建立更为合理的知识结构，明确中学知识在后续课程和科学体系中的承前启后的作用，以开拓读者智力，培养读者全面灵活运用中学数学、物理和化学知识的能力，也包含了应对各种考试的能力的培养。

本丛书不是单纯的教学辅导书，也不是简单的题解书，除了知识范围和深度的约束之外，没有其他与现行教学的线性关系。丛书基于课本，但高于课本。丛书以课程标准为依据选择知识点，知识点不会面面俱到，但涵盖了本学科最重要和最基本的知识。知识纵深与课本相较稍有扩大，以与课程教学有别的角度、层次、方式讲透知识点，尽可能地向相关知识适当扩展，再向不同的学科扩展，充分体现科学的整体性和共通性等特点。其中贯穿着对知识的理解、整理、相关知识的联系和扩展，渗透着解决问题的思想方法和逻辑方法，展示了知识的深层内涵、知识的美和力度，或者说，是对知识的开发和深化，并伴以对知识高屋建瓴的认识。

按照中学数学、物理和化学课程容量，本丛书分数学、物理和化学三册编辑出版。每篇从现象、质疑或故事等开启话题，介绍相关的概念、历史演革、相应的科学知识或科学家背景，讨论涉及的知识或问题在未来学习和科学研究中的地位、延拓和作用，介绍所用的思想方法或实验原理。

对这套丛书的目的，达·芬奇的话能给出辅助的说明：

“真正的科学能够改变认知的经验的结果，并因此而使争议平息，它们并不向研究者提供梦想，而是永远不断地在最初的真理以及公认的定理基础上，通过科学的步骤得出结论。有时你停下来，看看墙上的瑕疵，或是炭火的余烬，或是云彩，或是泥土，或其他这类东西，这对你并不困难，而你却有可能在其中发现真正令你惊奇的思想。”

衷心感谢本丛书责任编辑邵迅和编辑胡明、魏海增，他们对本丛书倾注了精力和汗水，同时因为他们的责任心和专业知识而使本丛书增辉不小。

本书参考了科学网、中国科学院网、中国科协网、维基网、新浪网等各类信息，恕无法在此一一罗列，特此致谢！

我们期待着这套丛书能带给读者阅读和思考的快乐、满足，带给读者进一步阅读和思考的动力，还期待着带给读者知识的价值和美感。

编者

于山东大学