歡迎來到科學世界！
各位同學，各位未來的科學家！你有沒有想過，為什麼會出現彩虹？為什麼你的手機屏幕會發光？或者植物是如何生長的？科學是一場奇妙的探險，它帶領我們尋找這些問題的答案，還有更多更多你意想不到的奧秘呢！在這個章節裡，我們會一起學習什麼是科學、科學家如何工作，以及你如何開始像一位科學家那樣思考。這是我們未來所有精彩實驗和發現的基礎！準備好了嗎？讓我們一起開始吧！
第一部分：科學到底是什麼？
首先，讓我們來了解科學到底是什麼。它不僅僅是學校裡的一門學科，更是一種理解我們周圍一切事物的方式。
什麼是科學？
科學的核心，就是對大自然及我們周圍世界的探究。這是一趟旅程，讓我們明白事物如何運作，從你看不見的微小粒子到浩瀚宇宙中的巨大恆星。科學家會這樣做：
- 觀察發生的事情。
- 對觀察到的現象提出問題。
- 進行實驗來尋找答案。
舉個例子，科學家可能會觀察到植物朝著窗戶彎曲，然後提出疑問：「它們為什麼會這樣？」接著，他們便會設計一個實驗來找出答案。
你知道嗎？
「科學」（science）這個詞來自拉丁語「scientia」，它的意思就是「知識」！
科學是會不斷改變的！
科學最令人興奮的一點是，它並非一成不變的事實列表，讓你死記硬背。當發現新證據時，科學知識是可以改變的。科學家今天認為是真實的，明天可能會因為找到更好的解釋而更新。
一個很好的例子就是冥王星！幾十年來，學生們都學習到冥王星是第九大行星。但隨著我們擁有更好的望遠鏡，對太陽系有了更多了解，科學家們收集到新的證據。基於這些新資訊，他們在2006年將冥王星重新分類為「矮行星」。這並不代表舊的科學是「錯誤」的，只是我們的理解進步了！
這也讓我們看到科學有它的局限性。它無法回答關於信仰、意見或藝術等問題，因為這些是無法透過實驗來驗證的。
科學的力量：利與弊
科學對我們的生活影響巨大。科學的發現和發明為我們帶來了許多改善生活質素的奇妙事物。
- 好處：想想看，能治癒疾病的藥物、你智能手機裡的科技、濾水廠提供的潔淨食水，以及為你家居供電的電力。這些都歸功於科學啊！
- 潛在危害：然而，如果科學被誤用，也可能導致問題。舉個例子，用於製造能量的科學知識，如果處理不當，同樣會導致污染。塑膠的發明曾經很了不起，但現在不恰當的棄置方式卻危害著環境。
這就是為什麼我們作為負責任的公民，必須明智地運用科學知識。
第一部分的重點回顧
什麼是科學：透過觀察和實驗來探究大自然。
不斷演變：科學知識並非一成不變，它會隨著新證據而演進。
影響：科學帶來巨大的好處（例如科技和醫藥），但如果被誤用，也可能造成危害。
第二部分：像科學家一樣思考和行動
科學家們有一套獨特的探究世界方法。這並不是什麼秘密代碼；這是一個任何人都能學習的邏輯過程。讓我們一起來探索他們是怎麼做的吧！
科學探究：分步指南
當科學家想解決問題時，他們通常會遵循一系列的步驟。把它想像成一張發現的「食譜」吧！雖然確切的步驟可能有所不同，但通常會是這樣：
- 進行觀察：你注意到一些有趣的事情。（例如：「我盆栽的葉子變黃了。」）
- 提出問題：你好奇它為什麼會這樣。（例如：「為什麼葉子會變黃？」）
- 建立假設：你提出一個可以驗證的有根據猜測。假設絕不是隨機的猜測；它是基於你已有的知識。（例如：「或許是植物澆水太多了。」）
- 策劃及進行探究（實驗）：你設計一個測試來看看你的假設是否正確。其中一個關鍵部分是進行公平測試，每次只改變一個因素。
- 收集及分析數據：你仔細記錄你的結果（測量數據、觀察結果），並尋找當中的規律。（例如：你每天記錄葉子的顏色。）
- 得出結論：你判斷你的結果是否支持你的假設。（例如：「減少澆水後，新長出的葉子變回綠色。我的假設得到了支持。」）
這個過程需要想像力和創造力，尤其是在建立假設和設計一個好的實驗時！
不同類型的探究
並非所有的科學問題都用同一種實驗類型來解答。這裡有一些常見的探究類型：
- 公平測試：這就是我們上面描述的。你改變一個變因（你正在測試的事物），並保持其他一切不變（控制變因），以觀察會發生什麼。（例如：測試哪個品牌的廚房紙巾最吸水。）
- 分類：這涉及根據事物的特徵將它們分組。（例如：根據動物的特徵將它們分為哺乳類、爬行類和鳥類等。）
- 尋找規律：這涉及觀察和記錄數據，以找出兩件事物之間的關係或規律。（例如：每週測量向日葵的高度，以觀察它隨時間增長的規律。）
第二部分的重點回顧
科學探究：一個有邏輯的、循序漸進的解題過程。
假設：一個有根據、可驗證的猜測。
公平測試：每次只改變一個因素，以獲得可靠的結果。
探究類型：科學家利用公平測試、分類和尋找規律來學習。
第三部分：你的科學實驗室指南
科學實驗室是一個令人興奮的地方，我們在這裡進行實驗。但由於我們會接觸到特殊的儀器和化學品，所以安全是首要任務！
守則一：安全至上！
請務必遵守以下這些黃金法則，以確保你和他人的安全。別擔心，它們很容易記住！
- 永遠聽從老師的指示。
- 佩戴安全眼罩以保護眼睛。
- 紮好長髮，摘下鬆散的首飾。
- 絕不在實驗室內飲食或奔跑。
- 立即向老師報告任何意外、溢出或損壞的儀器。
- 絕不直接從容器中嗅聞化學品。相反，應輕輕地將氣體扇向鼻子。這稱為扇聞法。
- 實驗後務必洗手。
認識危險警告標誌
化學品會貼上危險警告標誌，以告知你潛在的危險。這裡有一些常見的：
- 易燃：該物質容易著火。遠離火焰！
- 腐蝕性：該物質會損害皮膚、眼睛和其他材料。小心處理！
- 有毒：如果吞食、吸入或經皮膚吸收，該物質會有毒。
滅火：火三角
火要燃燒，需要三樣東西。這被稱為火三角。
1. 燃料：可以燃燒的東西（例如紙張、木材或氣體）。
2. 熱能：點燃和維持火焰的東西。
3. 氧氣：空氣中火需要燃燒的氣體。
要撲滅火災，你只需要移除這三樣東西中的其中一樣！舉個例子，滅火毯可以移除氧氣。向木材火噴水可以移除熱能。實驗室裡有滅火筒和滅火毯等安全設備就是這個原因。
快速回顧：事故處理
化學品濺到皮膚上？立即用大量流動清水沖洗。
實驗檯上有小火？別慌張！馬上告訴老師。他們可能會使用滅火筒或隔熱墊來將火撲滅。
第三部分的重點回顧
安全至上：永遠遵守實驗室安全規則。
認識標誌：了解危險警告標誌的意義。
火三角：火需要燃料、熱能和氧氣。要撲滅火，移除其中一樣即可！
第四部分：工具與超級技能
接下來就是有趣的部分了！讓我們來認識實驗室裡一些常用儀器，以及成為一名優秀科學家所需具備的基本技能吧。
認識你的實驗室儀器
這裡有一些你將在實驗中使用的工具：
- 燒杯：一種杯狀容器，用於盛載、混合和加熱液體。它不適合精確測量！
- 量筒：用於準確測量液體體積。
- 本生燈：一種氣體燃燒器，用於在實驗室中加熱物品。
- 三腳架和陶瓷纖維網：用於在本生燈上加熱燒杯或燒瓶時提供支撐。
- 試管：一種小型玻璃管，用於盛載和混合少量物質。
測量技能
進行準確測量是一項非常重要的科學技能。以下是我們測量的事物和使用的工具：
- 長度：用尺測量。標準單位是米（m）。
- 質量：物體所包含的「物質」量。用電子天平測量。標準單位是千克（kg）。
- 體積：物體所佔的空間量。用量筒測量。常用單位是升（L）或立方厘米（cm³）。
- 時間：用秒錶測量。標準單位是秒（s）。
- 溫度：用溫度計測量。標準單位是攝氏度（°C）。
如何準確測量液體
當你把水倒入量筒時，液體表面會向下彎曲。這個彎曲的表面稱為彎月面。要獲得準確的讀數，你必須：
- 將量筒放在平坦的表面上。
- 將視線與水面保持同一水平。
- 從彎月面的底部讀取體積。
常見錯誤：不要從斜角（俯視或仰視）讀取測量值。這會導致誤差和不正確的讀數！
如果一開始覺得這有點難，別擔心！熟能生巧嘛！所有測量都存在微小的潛在誤差，但遵循正確的程序可以幫助我們盡可能地做到準確。
基本實驗室操作技巧
這裡有兩項簡單但對實驗工作至關重要的技能：
轉移和混合溶液：
- 使用燒杯或燒瓶進行混合。
- 小心傾倒液體，避免濺出。
- 用攪拌棒攪拌，而不是溫度計！
安全地加熱試管內的液體：
- 試管內液體不要超過三分之一滿。
- 用試管夾夾住試管。
- 傾斜試管，並將管口遠離自己和他人。
- 輕輕地將試管在本生燈火焰中來回移動，使其受熱均勻。
最後的重點回顧
工欲善其事，必先利其器：為每項任務使用正確的實驗室儀器。
小心測量：學習準確測量長度、質量、體積、時間和溫度。
讀取彎月面：永遠從彎月面的底部，以平視的方式讀取液體的體積。
安全操作：始終遵循正確步驟，安全地處理和加熱物質。