像科学家那样思考，像科学家那样探索。知识能力方法并重，动手动脑趣味无穷。

从本质上来说，科学家就是一群热衷于探究的人。他们提出问题，寻求答案，收集证据以及设计实验。他们致力于回答“是什么”以及“为什么”。

第三版的《科学探索者》更加生动有趣，精彩纷呈，充满了各种学习的机会。令人兴奋的最新科学内容，赏心悦目的文字、图片以及丰富多彩的探究活动……所有这一切都将激发学生的想象力和求知欲，让他们完全沉浸到科学的世界中。本书是其中分册《地表的演变》。本书由帕迪利亚主编。

《科学探索者》是一套多卷书，内容涵盖生命、地球和物质科学。它绝不仅仅是又一套可有可无的科学图书！《科学探索者》通过多种方法——文字、图片、动手活动和启发性的评估活动——采培养探究技能。这些方法加在一起，可帮助学生开始像科学家一样思考，并开始理解很多错综复杂的科学现象。本书是其中分册《地表的演变》。

《地表的演变》中有对核心概念的探究、令人兴奋的最新科学内容、赏心悦目的文字和图片以及丰富多彩的动手活动，书中的一切都会激发学生的想象力和求知欲。本书由帕迪利亚主编。

科学事业化石揭示恐龙的饮食

第1章 描绘地表

 第1节 探索地球表面

 第2节 地球模型

 第3节 技术与设计计算机时代的地图

 第4节 地形图

第2章 风化与土壤的形成

 第1节 岩石和风化

 第2节 土壤是怎样形成的

 第3节 与环境科学的综合土壤保护

第3章 侵蚀与沉积

 第1节 地表的变化

 第2节 水的侵蚀

 第3节 与物理学的综合流水的力量

 第4节 冰川

 第5节 海浪

 第6节 风

第4章 穿越地质年代的旅行

 第1节 化石

 第2节 岩石的相对年龄

 第3节 与化学的综合放射性测年

 第4节 地质年代表

 第5节 早期的地球

 第6节 地球的历史

 跨学科探索

 尼罗河的礼物

参考资料

技能手册

 像科学家那样思考

 科学测量

 科学探究

 技术设计

 绘制图表

 数学工具

 阅读理解

附录实验室安全守则

致谢

你想过吗，霸王龙的午餐可能会吃些什么？古生物学家凯伦·钦正在寻找这个问题的答案。她研究的领域是远古动物，其中就包括恐龙。但是，她并不是通过挖掘这些动物的骨骼化石来做这项研究的。相反，她依靠这些远古动物留下的另外一种线索来进行研究。

凯伦是全世界闻名的粪化石专家。粪化石是动物粪便形成的化石。由于粪化石中含有通过动物消化道而未被消化的食物残渣，它们可能提供有关动物饮食的线索。

研究粪化石乍一听怪怪的。但是，这项研究能够揭示有关动物及其生存环境的重要信息。事实上，正因为从事这项研究，凯伦已得出了一些有关恐龙的令人兴奋的发现。她也因此获得了“粪化石王后”的美名。

采访凯伦·钦

你是怎么对化石产生兴趣的？

小时候，我非常喜欢动物和植物。但是，对于研究已经灭绝的动物并不感兴趣，也没有想过要成为一名古生物学家。长大后，我曾利用暑假时间在美国国家公园做兼职讲解员。我喜欢向公众介绍自然和科学。

当我在蒙大拿州州立大学攻读硕士学位时，我突然想了解一下博物馆的知识。幸运的是，我在落基山博物馆找到了一份兼职。在那里，我做过各种不同的工作，包括粘接恐龙骨骼化石和为化石展品撰写文字说明。我们利用化石揭示的信息来了解史前的世界，这种工作的神秘感让我非常着迷。正是在那个时候，我喜欢上了粪化石。

你是如何辨认粪化石的？

有时候，当古生物学家找到恐龙或其他动物的骨骼化石时，他们也能在同一地方发现粪化石。虽然并不是所有的粪化石都一样，但是它们确实具有一些共同的特征。例如，小型动物的粪化石的形状通常会让你想起小狗的便便。像霸王龙这样的巨型动物的粪化石的形状就不总是那么容易辨认了。在大部分情况下，辨认粪化石的一个方法是看其中是否有动物咀嚼过的食物残渣。我通常要做很多检测，才能确定一块化石到底是不是粪化石。

这些化石向你揭示了什么？

它们能让我们很好地了解恐龙的饮食结构和消化情况。我看过很多种不同的食物残渣，包括鱼鳞、恐龙骨骼碎片、贝壳以及木屑和其他植物碎末。这些食物残渣还能告诉我们，在远古时代哪些动物生活在相同的环境中。蒙大拿州发现的粪化石就能很好地说明粪化石能向我们揭示什么。

你在化石中发现了什么？

许多恐龙化石都是在蒙大拿州的双麦迪逊层发现的。发现这些化石的其中一位古生物学家名叫杰克·霍纳，他还发现了一些可能是粪化石的样品。我决定亲自去看看。

这些化石样品乍看上去不过就是一些奇形怪状的黑色石头而已。但是，当我仔细地进行观察时，我发现其中包含有一些植物残渣。我从这些化石中切下了薄薄的一层，薄得可让阳光透过，然后放到显微镜下观察。观察结果显示，这些化石中充满了木头碎屑，而且是针叶树的碎屑。

这些粪化石很可能是生活在大约7500万年前的鸭嘴恐龙留下的。这种特别的恐龙，学名叫做慈母龙，体型庞大，体长约为7米，体重为1～2吨。

你还了解到了什么？

我还注意到这些粪化石中有很多孔洞。这些孔洞让我想起了屎壳郎。屎壳郎是一种以粪便为食的昆虫，它们在吃屎时会形成明显的孔洞。于是，我向一位屎壳郎专家请教。结果，他非常肯定地告诉我，这些孔洞就是屎壳郎的杰作。

现在，我们从中了解到更多的信息。首先，屎壳郎的出现证明了这些化石就是粪化石。其次，这些粪化石表明屎壳郎和恐龙共同生活在史前的蒙大拿州——这是我们以前所不知道的。这里发现的其他粪化石还表明了蜗牛的存在。因此，我们可以推断出鸭嘴恐龙、针叶树、屎壳郎和蜗牛之间具有紧密的联系。

你在加拿大研究过哪些化石？

另一位古生物学家曾送给我一块可能的粪化石。这块化石是从加拿大萨斯喀彻温省发掘霸王龙骨骼化石的地方收集到的。这些巨型恐龙生活在大约6500万年前，它们的体长为14米，体重为5吨。

我对这块化石样品做了一些化学检测，结果表明它就是一块粪化石，而且是肉食动物留下的。这块化石样品中含有许多骨骼碎片。通过研究这些骨骼碎片的分子结构能够推断出它们可能是幼小的植食性恐龙的骨骼。

这块粪化石样品与其他几种肉食恐龙化石位于同一岩层。在当时，大部分恐龙的体型都非常小，只有霸王龙的体型较大。这块来自萨斯喀彻温省的粪化石较大，因此我们推断它很可能就是霸王龙留下的。P0-3

我知道，你们将会发现这一版《科学探索者》生动有趣，精彩纷呈，充满了各种学习的机会，你们将会完全沉浸到科学的世界中。《科学探索者》是一套多卷书，内容涵盖生命、地球和物质科学。它绝不仅仅是又一套可有可无的科学图书！请让我梳理一下这套书的特色，尤其是其中对核心概念的探究、令人兴奋的最新科学内容、赏心悦目的文字和图片以及丰富多彩的动手活动，这一切都会激发学生的想象力和求知欲。

探究 探究是科学教育的灵魂，也是《科学探索者》的核心。从本质上来说，科学家就是一群热衷于探究的人。他们提出问题，寻求答案，收集数据以及设计实验。他们致力于回答“是什么”以及“为什么”。这些科学态度、解决问题的方式以及技能加在一起就是科学探究。

《科学探索者》通过多种方法——文字、图片、动手活动和启发性的评估活动——采培养探究技能。这些方法加在一起，可帮助学生开始像科学家一样思考，并开始理解很多错综复杂的科学现象。探究在《科学探索者》中占有举足轻重的地位，因此我在本文后面附上一篇短文专门来介绍它的本质特点和核心问题。

最新科学内容 《科学探索者》的一个主要特色就是对于科学内容的深度呈现。像波、地球结构、天气和动植物等重要主题，均以系统的引人八胜的方式呈现出来，并通过生动有趣的例子介绍给学生。该套书会慢慢引导学生理解重要概念和原理，在提供给学生翔实有力的证据的同时，又让他们关注科学的核心概念。这不是被弱化的科学，而是为积极的探究型的学习者准备的科学。

启发性的图表、文字和图片 《科学探索者》的文字通过提出问题、设置困境、援引不合常理的事实以及列举学生感兴趣的例子来吸引学习者。这种文字引人人胜，能够促使学生积极地理解各种概念。每页均包含有启发性的图片和图表，这些图片和图表与文字内容息息相关，有助于学生全面理解内容。但是，这些图片和图表并非仅作装饰之用，它们还为学生提供了视觉学习的方式，有助于他们刘重要科学概念建立印象并形成理解。图解也具有类似的作用，很多图解要求学生解释图表，从而与概念互动。图表还让学生跟踪像水循环这样的过程，或观察微小的、肉眼看不见的粒子之间是如何互动的。简而言之，文字和图表相得益彰，能够让学生深刻理解科学内容。

鼓励动手和动脑活动 科学要求学生通过动手活动积极参与其中。《科学探索者》提供了丰富多彩的活动来帮助学生理解他们学习的知识。

“探索活动”设置于每章开头。这些简单的活动可帮助学生回忆他们已有的知识，或提供给他们数据，帮助他们更好地学习内容。例如，在一个探索活动中，让学生通过观察一个河流模型来做出各种推断。在另一个探索活动中，让学生玩弄各种乐器，从而了解声音是如何产生的。

“本章课题”让学生有机会长期、深入和全面地探究有趣的科学问题。在为期几周的时间里，学生建立和测试抗震模型，或制作喂鸟器以及观察和记录鸟类的行为。 “本章课题”让学生体验到了真正的科学是什么以及真正的科学家在做什么。

“生活实验室”和“技能实验室”需要一堂谋的时间。它们能够帮助学生训练各项探究技能，并进行实验。在一次实验中，学生得到了有关太阳黑子的数据，并被要求根据这些数据来绘制图表，然后推断未来30年中太阳黑子活动的高峰期。在另一次实验中，学生自己设计实验步骤，并确定学习无意义的音节是否比学习有意义的词汇更艰难。

“试一试”“技能训练”和“家庭活动”均是一些简单的活动，可让学生研究某个科学概念并向别人展示自己的研究成果。在一次活动中，要求学生在一个金属勺的末端系上细绳，并将细绳放置到他们的耳边，然后用不同的物体敲击勺子，从而研究产生的声音。

我很高兴在中国出版《科学探索者》。我知道，像美国学生一样，中国学生也将会发现这套书的趣味。更重要的是，中国学生将会从《科学探索者》中获益良多。祝你们好运！